A Cana-de-açúcar é cultivada em diversos países ao redor do mundo para a produção, principalmente, de açúcar e álcool, obtidos do caldo extraído durante o processo de moagem. O bagaço fresco remanescente é um material rico em celulose e lignina, mas também em água. Mesmo com a extrema eficiência de operações do setor sucroalcoleiro, após todas as etapas de extração do caldo na moenda, o bagaço fresco ainda é composto por quase 50% de água. A presença dessa água remanescente no bagaço tem diversas consequências importantes.

Células vegetais são envoltas em uma estrutura chamada de parede celular, composta principalmente por celulose e lignina. Entre outras funções, essa parede dá estabilidade estrutural às células e controla a entrada de água, sais minerais e outras substâncias. Ao morrerem, as células deixam para trás sua parede celular, formando diferentes estruturas que suportam a planta dando rigidez aos caules e que facilitam o transporte de substâncias das raízes até as folhas e vice-versa. Uma dessas estrutura é o xilema: uma rede contínua de conduítes com cerca de 100 micrômetros de diâmetro que transporta a água absorvida pelas raízes até as folhas.

O Vírus da Imunodeficiência Humana tipo-1 (HIV-1) atualmente infecta 37 milhões de pessoas em todo o mundo, com mais 2 milhões de novas infecções a cada ano. Após a infecção, este vírus tem um longo período de latência, durante o qual se multiplica, mas sem apresentar sintomas. O HIV ataca as células do sistema imune, principalmente as células chamadas linfócitos T CD4+, que são responsáveis por desencadear toda a cadeia de resposta do organismo às infecções. Assim, ao suprimir a ação do sistema imune, o vírus destrói a capacidade do organismo de se defender de outras doenças, levando à chamada Síndrome da Imunodeficiência Adquirida, ou AIDS.

Catalisadores são substâncias que promovem e aceleram reações químicas sem serem consumidos durante o processo. Por exemplo, catalisadores são também utilizados, para reduzir a emissão de gases tóxicos, como o monóxido de carbono ($\rm CO$) produzido por veículos automotores. Os conversores catalíticos presentes no escapamento dos veículos permitem que ocorra a reação de oxidação do $\rm CO$, isto é, na presença do catalisador, ocorre a reação do $\rm CO$ com o gás oxigênio ($\rm O_2$), levando a formação de gás carbônico ($\rm CO_2$).

O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células. Um dos principais métodos para o tratamento dessa doença é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. Dessa forma, a maioria das drogas utilizadas agem interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.

A tuberculose é uma infecção crônica geralmente causada por uma bactéria chamada Mycobacterium tuberculosis. Esta bactéria infecta células do sistema imune chamadas macrófagos alveolares, que são responsáveis por remover partículas poluentes e microrganismos da superfície dos alvéolos, onde ocorrem as trocas gasosas da respiração. Estima-se que aproximadamente dois bilhões de pessoas no mundo estão infectadas pela M. tuberculosis sem apresentar sintomas. No entanto, as manifestações clínicas da doença podem aparecer em qualquer momento da vida, especialmente quando o sistema imune estiver enfraquecido, como, por exemplo, devido a desnutrição ou a doenças como câncer e AIDS.

A partir do momento em que uma proteína ou enzima relacionada a alguma doença é identificada como alvo terapêutico, o estudo de sua estrutura tridimensional – as posições de cada um dos seus átomos e suas interações – permite entender a fundo sua ação. Isso é possível não só para essas substâncias produzidas por microrganismos, como vírus ou bactérias, capazes de atacar nosso organismo. É possível também, por exemplo, entender moléculas normalmente produzidas pelo próprio corpo humano, mas que tiveram sua estrutura e função alteradas devido a alguma mutação genética.

Na produção agrícola, diversos dos nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes. Alguns nutrientes, fósforo ($\rm P$) e potássio ($\rm K$), são necessários em grandes quantidades, mas obtidos de fontes minerais limitadas. Outros – como manganês ($\rm Mn$), cobre ($\rm Cu$) ou zinco ($\rm Zn$) – são necessários apenas em pequenas quantidades e sua aplicação excessiva pode ser tóxica para as plantas ou para importantes microrganismos presentes no solo. Por isso, há uma intensa busca por novos fertilizantes que permitam a entrega racional dos nutrientes necessários para a agricultura, evitando seu uso excessivo, ineficiente ou potencialmente nocivo ao ambiente.

A partir do momento em que uma proteína relacionada a alguma doença é identificada como alvo terapêutico, o estudo de sua estrutura tridimensional – as posições de cada um dos seus átomos e suas interações – permite entender a fundo sua ação no organismo e como um potencial fármaco deve ligar-se a ela. Dessa forma, é possível descobrir potenciais novos fármacos, ou entender o funcionamento de fármacos já conhecidos e aumentar sua efetividade.

A contaminação da atmosfera por gases e partículas sólidas afeta não só a saúde humana nos centros urbanos, como também o ecossistema como um todo. O gerenciamento da qualidade do ar depende de diversas ações, que vão desde o estabelecimento e regulamentação dos padrões de qualidade e de lançamento de poluentes até o monitoramento da qualidade do ar de determinada região. Os programas de monitoramento da qualidade do ar são capazes de indicar os níveis de poluentes na atmosfera e avaliar sua concordância com padrões estabelecidos pela legislação. No entanto, eles não são capazes de indicar a contribuição individual de cada fonte responsável pela emissão desses poluentes.