Trabalho propõe modelo matemático mais eficiente para cálculo de distâncias interatômicas e tem entre os autores o professor Carlile Lavor, da Unicamp, e Michael Souza, da Universidade Federal do Ceará
Ter uma pesquisa publicada em uma revista de impacto já é motivo de celebração. Mas, mais ainda quando ela é escolhida para ser a capa. Este foi o caso do artigo Conformal Coordinates for Molecular Geometry: From 3D to 5D, escolhido como capa de fevereiro do Journal of Computational Chemistry. A publicação tem entre os autores dois membros da Sociedade Brasileira de Matemática Aplicada e Computacional: os professores Carlile Lavor, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e Michael Souza, da Universidade Federal do Ceará (UFC).
A pesquisa apresenta uma abordagem matemática que utiliza o modelo conforme do espaço 3D, em cinco dimensões, para calcular distâncias interatômicas de forma mais eficiente do que os métodos tradicionais em três ou quatro dimensões. Carlile afirma que a revista tem grande prestígio internacional e traz resoluções ou abordagens de problemas reais que fazem uso complexo e considerável de matemática. “No nosso caso, usamos a matemática para responder a um problema que surgiu dentro da Química”, explica Carlile.
Modelo Conforme do Espaço 3D
O modelo já é aplicado em problemas de robótica, computação gráfica e física, sendo a primeira vez que foi utilizado em geometria molecular. Em vez de fazer a representação da molécula no espaço tridimensional, os pesquisadores passam a descrevê-la em um espaço (não euclidiano) de cinco dimensões. Essa abordagem permite calcular as distâncias entre os átomos de maneira mais eficiente.
“Do ponto de vista físico isso não faz sentido, mas é um bom exemplo do poder da abstração matemática. Os cálculos são realizados nesse espaço de cinco dimensões e, ao final, os resultados são trazidos de volta para o espaço tridimensional”, explica o professor da Unicamp.
O cálculo das distâncias interatômicas de uma molécula é fundamental para vários procedimentos dentro da Química, como por exemplo, na determinação do arranjo geométrico mais estável dos átomos em uma molécula. Além disso, esse cálculo é essencial para entender como as moléculas se movem e como duas ou mais moléculas interagem entre si.
“Em simulações computacionais de dinâmica molecular, por exemplo, esse cálculo precisa ser realizado bilhões de vezes. Com o uso do modelo conforme (representando a molécula em 5D), esse processo torna-se mais eficiente, reduzindo o tempo de simulação”, destaca Carlile.
O ponto de partida do trabalho remonta a um encontro entre Carlile e Michael no Computer Graphics International, que ocorreu em 2017 no Japão. Lá, eles passaram a desenvolver a ideia, que também foi amadurecida com a participação do pesquisador Jesus Marcos Camargo, outro autor do artigo.
A expectativa dos autores é que a nova abordagem contribua para tornar mais eficientes as simulações em química computacional, com impactos em estudos sobre estrutura molecular, interações químicas e desenvolvimento de novos materiais.