A luz infravermelha é uma faixa do espectro eletromagnético com comprimentos de onda que vão de 750 nanômetros a 100 mícrons. Dentro desta faixa espectral são definidas três subfaixas chamadas de infravermelho próximo, médio e longo. O infravermelho próximo é rotineiramente aplicado em controles remotos, sensores de presença e outras ferramentas de metrologia. Por sua vez, o infravermelho médio é explorado em sensores e câmeras de calor. Já o infravermelho longo, comumente referido como radiação terahertz por estar próximo destas frequências, é utilizado em sondas não-destrutivas e espectrômetros de gases.

Os combustíveis fósseis são a principal fonte de energia no mundo. No entanto, a busca por fontes de energia limpa, renovável e barata tem se intensificado, especialmente com o crescente consenso de que a elevação na temperatura média do planeta é causada pela ação humana. Nesse contexto, os dispositivos eletroquímicos, que envolvem reações para a transformação de energia química em energia elétrica, surgem como uma opção viável aos combustíveis fósseis.

Os hidrocarbonetos clorados estão entre os contaminantes mais persistentes em reservas de águas subterrâneas – aquíferos – em todo o mundo. O problema é característico de regiões industrializadas, onde as substâncias foram muito utilizadas, até a década de 1980, como solventes, desengraxantes, em esmaltes para pintura de automóveis e na lavagem a seco, dentre outras aplicações. Quantidades muito pequenas destes poluentes são suficientes para tornar essas águas impróprias para consumo humano, por causarem danos aos rins, fígado e, também, câncer.

O entendimento da luz e de sua interação com os mais diversos tipos de materiais foi, no século passado, uma importante via para descobertas científicas. Um exemplo proeminente é o efeito fotoelétrico: a emissão de elétrons por materiais quando sujeitos a incidência de luz em determinados comprimentos de onda. Teorias ondulatórias já explicavam o comportamento da luz em muitos fenômenos ópticos, mas não eram capazes de explicar as caracterisiticas do efeito fotoelétrico. A explicação para este fenômeno, como proposta por Einstein, exigia que a energia associada à luz pudesse assumir apenas valores bem definidos, ditos discretos ou quantizados, ou seja, a luz deveria ter também propriedades normalmente associadas a partículas.

Os polissacarídeos são moléculas onipresentes na natureza servindo como barreira natural para as plantas, fonte de energia para algas e compõem a parede celular de fungos. A desconstrução ou modificação desses polissacarídeos tem grande interesse industrial como na indústria têxtil e de papel, assim como para a geração de biocombustíveis e intermediários químicos renováveis. Atualmente, a utilização desses polissacarídeos em subprodutos de interesse industrial exige o uso de reagentes químicos que geram impactos ambientais ou é realizada por enzimas industriais ainda pouco eficientes.

Por décadas, os cientistas vêm usando fósseis de microorganismos para entender melhor a origem e evolução da vida na Terra, mas esse ramo da paleobiologia deu um grande salto com o desenvolvimento de novas técnicas de produção de imagem. Historicamente, o estudo dos primeiros vestígios de vida na Terra tem sido cercado por muita controvérsia e desafios técnicos. Às vezes é até difícil dizer se uma estrutura é realmente um fóssil ou... apenas um artefato.

A busca por fontes limpas e renováveis de energia tem se intensificado nos últimos anos, devido ao contínuo aumento da concentração na atmosfera de gases causadores do efeito estufa, como o gás carbônico. Desta busca também faz parte o desenvolvimento de novos sistemas para armazenar e fornecer energia para aplicações diversas, desde carros e ônibus elétricos até eletrônicos portáteis. Assim, dispositivos como baterias de lítio, baterias de fluxo e supercapacitores são estudados para atenderem a essas novas demandas.

A resistência aos antibióticos é um grave problema para a saúde pública. Bactérias resistentes a medicamentos estão aumentando, e o número de antibióticos disponíveis para combatê-las não é suficiente. As infecções por bactérias resistentes são um problema especialmente sério para pessoas com sistema imunológico comprometido, como pacientes com câncer e AIDS.

As bactérias resistentes a antibióticos são um dos problemas de saúde pública mais alarmantes, causando aproximadamente 700.000 vítimas fatais a cada ano. O surgimento de novas bactérias resistentes e a falta de medicamentos eficazes são alguns dos desafios deste complexo cenário médico. Se nada for feito, estima-se que este número aumente para cerca de 10 milhões de mortes até 2050.

A busca por fontes de energia limpas e renováveis tem se intensificado nos últimos anos. Entre elas está, por exemplo, a conversão da luz solar em eletricidade através de células fotovoltaicas, combinadas em módulos popularmente conhecidos como painéis solares. De forma simplificada, a luz solar incidente neste tipo de dispositivo é absorvida pelos elétrons do material. Os elétrons são expelidos dos átomos ou moléculas a que estavam associados, formando a corrente elétrica que será utilizada para o carregamento de uma bateria ou para o funcionamento de alguma máquina elétrica.