BIOVIA TURBOMOLE

O século XXI pressiona as empresas a desenvolver materiais de alto desempenho e BIOVIA Materials Studio permite acelerar esse processo

BIOVIA TURBOMOLE

Catalisadores eficientes estudados por BIOVIA Materials Studio podem gerar milhões de dólares em economia.

BIOVIA TURBOMOLE

Gastos realizados para prevenção de corrosão são de aproximadamente 4% do PIB em países desenvolvidos

BIOVIA TURBOMOLE

Estudo da estabilidade entre as fases de pós de medicamentos diminui o tempo de pesquisa em novas formulações.

TURBOMOLE é um software de química quântica de alto desempenho, projetado para simulações moleculares rápidas, robustas e altamente precisas. Reconhecido por sua eficiência computacional, ele permite estudar desde pequenas moléculas até sistemas complexos, incluindo clusters e materiais periódicos, sendo amplamente utilizado em pesquisa avançada e desenvolvimento tecnológico.

O programa oferece uma ampla gama de métodos como DFT, possibilitando o cálculo de energias, otimização de estruturas, frequências vibracionais e propriedades espectroscópicas (IR, Raman, UV-Vis, NMR). Destaca-se especialmente na descrição de estados excitados, essencial para estudos ópticos e eletrônicos.

Seu grande diferencial está na combinação de velocidade, estabilidade e escalabilidade, permitindo simulações de grande porte com alta eficiência. Além disso, conta com interface gráfica intuitiva (TMOLEX) e integração com modelos de solvatação.

Assim, o TURBOMOLE se consolida como uma ferramenta essencial para pesquisadores que buscam precisão, desempenho e versatilidade em química computacional.

Benefícios

Redução de 20% em experimentos laboratoriais;

Redução de 30-50% no tempo de projetos

Retorno de 3x-9x de investimento

Maior alcance a Inovação.

Quem usa

Reações

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Uma das principais aplicações da química quântica é a previsão precisa e a otimização de reações químicas. Tarefas como a otimização de catalisadores em meio líquido representam um desafio para cientistas de todos os setores industriais. É necessária uma combinação de diferentes métodos e etapas computacionais, e o Turbomole oferece uma ampla variedade de ferramentas e métodos para alcançar a melhor precisão da categoria:

Otimizações de caminho de reação, buscas por estados de transição e varreduras de superfícies de energia potencial (PES).

Cálculos de energia altamente precisos, porém rápidos, utilizando métodos “padrão-ouro” (gold-standards) como CCSD(T) ou RPA.

Efeitos de solvatação com precisão incomparável utilizando o COSMO-RS.

Altamente otimizado para hardware padrão, como estações de trabalho (workstations) multi-core ou clusters.

Morfologia simulada no Materials Studio dos volumes vazios na membrana polimérica. Referência: Ling (2012)

Para a indústria de embalagem e de processo de separação, BIOVIA Materials Studio foi utilizado para prever como ocorre a difusão de moléculas de gás em materiais poliméricos, mecanismo importante para o desempenho de elastômeros. O pesquisador Dr. Marc Meunier da Universidade de Cambridge (UK) utilizou os Métodos de Dinâmica Molecular oferecidos pelo software BIOVIA Materials Studio para modelar como ocorre a difusão de moléculas de solventes no Poli-butadieno. Foram obtidos gráficos da Densidade Volumétrica em função do comprimento da cadeia Polimérica e o Parâmetro de solubilidade em função da temperatura. Os resultados foram comparados com dados experimentais, comprovando a precisão das ferramentas do BIOVIA Materials Studio.

Óleo e Gás

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O setor de petróleo e gás é um dos mais relevantes da indústria mundial. Qualquer otimização do processo de transformação do petróleo em seus produtos de alto valor agregado (gasolina, álcool, nafta) pode gerar economia de bilhões de dólares. BIOVIA Materials Studio oferece ferramentas capazes de entender os mecanismos de reações catalíticas, tanto homogêneas quanto heterogêneas, como o Adsortion Locator e o Dmol³ que fornecem Entalpia de Reação, Energia de Ativação, Localização de Intermediários, Efeitos de Envenenamento.

Combustível fóssil
Exemplos de sítios na zeólita para o Mo2C3. As partículas ancoram em um átomo Al (a, b) ou em dois Al (c, d) átomos via ponte de oxigênio. Referência: Gao (2014).

Por meio dessas ferramentas do BIOVIA, catalisadores incorporados com nanoestruturas de Carbono-Molibdênio, importantes para conversão de gás natural gasolina, álcool, foram identificadas pela primeira vez. Pesquisadores do Stevens Instituto of Technology utilizando métodos de DFT e de Mecânica Molecular (Dmol³ e QMERA, respectivamente), potencializadas com o Pipeline Pilot (link para o produto), conseguiram prever as nanoestruturas (C-Mo) mais estáveis e determinar a razão de C/Mo para maior conversão.

Metais e Corrosão

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Corrosão é um dos piores inimigos para a indústria. Aproximadamente 4% do PIB dos países desenvolvidos são gastos com técnicas de prevenção contra corrosão. Um dos métodos mais eficazes para controlar esse processo é a utilização de inibidores de corrosão, que são capazes de reduzir em cerca de 95% a velocidade das reações de corrosão, aumentando a vida útil de equipamentos em até 10 anos.

Corrosão em tanque de armazenamento industrial.
Orbitais moleculares

Para que a taxa de sucesso dos inibidores de corrosão seja alcançada, técnicas pesquisas eficazes e completas devem ser . Pesquisadores da Universidade do Taif (Egito) utilizaram o BIOVIA Materials Studio para prever quais os melhores inibidores de corrosão dentro de 28 aminoácidos escolhidos. Por meio dos módulos Adsorpion Locator foram calculados o momento dipolo, parâmetros eletrônicos (EHOMO/ELUMO), área superficial molecular, volume molecular para todos esses candidatos. E, utilizando QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship) foi capaz de correlacionar os parâmetros físico-químicos calculados com a eficiência de inibição de corrosão.

Indústria Farmacêutica

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Um dos principais desafios da indústria farmacêutica é a escolha do material para recobrimento de pílulas e comprimidos. Para que esses medicamentos tenham estabilidade e controle na liberação do princípio ativo, filmes poliméricos são utilizados para o revestimento desses produtos. A má utilização de um material polimérico ou até mesmo a baixa resistência mecânica desses filmes pode causar a ruptura do polímero, levando a liberação de doses altas do princípio ativo e efeitos colaterais graves, dependendo da droga.

Pesquisadora utilizando BIOVIA no laboratório para validação de experimento.
Modelo do polímero Eudragit ® e duas moléculas de plastificantes. Fonte: Wagner (2005)

Para evitar que isso aconteça, é importante estudar as propriedades mecânicas do polímero, principalmente a Temperatura de Transição Vítrea (Tg), responsável por determinar a estabilidade da formulação, das propriedades mecânicas e do perfil de liberação do medicamento. Pesquisadores das Universidades de Tuebingen e Vienna utilizaram as ferramentas de Dinâmica molecular disponíveis no BIOVIA Materials Studio para estudar como que a razão de plasticizante no polímero afeta a Tg e, consequentemente, o perfil de liberação do princípio ativo. Eles concluíram que essas duas variáveis são inversamente proporcionais, facilitando a realização do experimento e, consequentemente, o tempo de desenvolvimento.

Licenças

Comercial

  • 1 usuário concorrente;
  • Módulos vendidos separadamente;
  • Pesquisa e Desenvolvimento com fins lucrativos permitidos
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Pesquisa Fundamental

  • 1 usuário concorrente;
  • Disponíveis todos os módulos da versão comercial.
  • Pesquisa e desenvolvimento apenas sem fins lucrativo
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Ensino

  • 30 usuários simultâneos;
  • Disponíveis alguns módulos da versão comercial e restrições.
  • Pesquisas acadêmicas e com fins lucrativos não permitidas.
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