Valorização de biomassa e resíduos e tratamento de efluentes - Esta linha contempla a realização de pesquisas baseadas nos princípios de química verde e seguindo o conceito de biorrefinaria com o intuito de desenvolver produtos e processos sustentáveis e inovadores a partir de matéria prima renovável e valorizando resíduos agroindustriais pré- e pós-consumo. Os estudos estão relacionados à produção de biocombustíveis, bioprodutos e produtos de valor agregado a partir de fontes renováveis, pré-tratamento e hidrólise de biomassa lignocelulósica, degradação, modificação e conversão de biomassa, resíduos e rejeitos, degradação de corantes e tratamento de efluentes (têxteis), com utilização de biocatalisadores, catálise química, solventes verdes, tecnologias verdes (ultrassom, micro-ondas,..) e técnicas tradicionais físico-químicos de adsorção entre outras. Os estudos envolvem também a preparação e imobilização de (bio)catalisadores e a caracterização e análise química e física das matérias primas (biomassa, resíduos, efluentes) e dos produtos ou materiais gerados. 
Docentes envolvidos
Eduardo Cividini Neiva  
Ivonete Oliveira Barcellos 
Jurgen Andreaus 
Lizandra Maria Zimmerman 
Martinho Rau  
Paulo Cesar de Jesus 
Ricardo Andrade Rebelo 

Desenvolvimento e avaliação de métodos de análise - Esta linha tem por objetivo selecionar, caracterizar e validar metodologias analíticas dentro campo de atuação dos docentes do PPGQ. Tem por objetivo desenvolver, caracterizar e validar novas metodologias analíticas. 
Docentes envolvidos
Caio Maurício Mendes de Córdova 
Martinho Rau  
Endler Marcel Borges 

Desenvolvimento, melhoramento, processamento e aplicação de materiais e nanomateriais - As pesquisas nesta linha estão voltadas para o desenvolvimento, a síntese, o melhoramento e a caracterização de materiais poliméricos (blendas e compósitos), inorgânicos, fibrosos (fibras têxteis) e nanoestruturados, incluindo nanomateriais de carbono, visando  o desenvolvimento de tecnologias e materiais sustentáveis, inteligentes e que, acima de tudo, integrem soluções no setor de energia, dispositivos ópticos, saúde, agricultura, produção industrial, entre outros, atendendo demandas de caráter regional e global da nossa sociedade. Devido a importância regional, também é dado um foco especial no processamento de materiais têxteis (preparação, coloração e acabamento) envolvendo biocatalisadores e nanotecnologia. 
Docentes envolvidos
Eduardo Cividini Neiva  
Guilherme Sippel Machado (UFPR) 
Ivonete Oliveira Barcellos 
Jurgen Andreaus 
Lizandra Maria Zimmerman 

Síntese, isolamento, caracterização e avaliação das propriedades de compostos naturais e sintéticos - Esta linha abrange a síntese orgânica e a separação enantiosseletiva de compostos com possíveis atividades biológicas, podendo ser empregados compostos obtidos por​ processo biocatalítico ou metabólitos secundários abundantes previamente isolados ou comerciais como precursores sintéticos. Trata do isolamento, caracterização química e avaliação das atividades biológicas de substâncias naturais extraídas de plantas, animais e microorganismos. Os extratos, frações e substâncias puras identificadas são posteriormente avaliadas em testes de atividade biológica e farmacológica, objetivando conhecer o perfil, potência e mecanismos de ação, e potencial para a geração de novos fármacos. Dentre as atividades biológicas investigadas estão a antimicrobiana (lato sensu), imunomodulatória, metabólica, antioxidante e inibidora de enzimas. Diferentes técnicas analíticas, principalmente cromatográfica e espectroscópica são empregadas na caracterização das amostras, com a possível investigação de outras propriedades moleculares.  Engloba ainda a obtenção de compostos opticamente ativos, que podem ser utilizados como precursores de moléculas mais complexas na síntese assimétrica. 
Docentes envolvidos
Caio Maurício Mendes de Córdova 
Ieda Maria Begnini 
Lizandra Maria Zimmerman 
Luiz Everson da Silva (UFPR) 
Michele Debiasi Alberton 
Paulo Cesar de Jesus 
Ricardo Andrade Rebelo