Investigacion


Misión

Emplear diferentes herramientas computacionales que son de interés en diferentes áreas del conocimiento tales como la nanociencia, la nanotecnología, superficies metálicas y semiconductoras modificadas, nanotubos de carbono decorados, química bioorgánica y medicinal. Entre las herramientas computacionales utilizadas se encuentran la dinámica molecular, métodos de Monte Carlo, cálculos mecanocuánticos estacionarios y dependientes del tiempo.


Líneas de Investigación

En el Departamento de Matemática y Física se desarrollan distintas líneas de investigación:

1) NANOTECNOLOGÍA

GRUPO: “Teoría y simulación en nanoelectroquímica”

WEB: https://sites.google.com/site/epmleiva

DIRECTOR: Prof. Dr. Ezequiel P. M. Leiva

INTEGRANTES: Dr. Oscar Oviedo, Dr. Marcos Villarreal, Dr. Patricio Vélez, Dr. Martín Zoloff-Michoff, Lic. Alexis Paz y Dr. Luis Reinaudi.

DESCRIPCION:

Se modelan y simulan procesos electroquímicos en la nanoescala y sistemas relacionados con ellos. Se estudian propiedades mecánicas y estabilidad de alambres moleculares a partir de cálculos mecano-cuánticos. Se estudian moléculas que puedan funcionar como interruptores moleculares como producto de cambios conformacionales o reacciones químicas inducidos por el estrés mecánico.  Se modela la deposición electroquímica en superficies (planas y curvadas) y su generalización a sistemas más complejos. Se realizan cálculos de energía libre, energía interna, entropía y demás propiedades termodinámica. Se estudia la evolución temporal de estos sistemas a tiempos cortos (Dinámica Molecular) y a tiempos largos (Dinámicas Aceleradas, Monte Carlo Cinético). Se consideran tiempos de relajación y eventos infrecuentes. Se está iniciando una línea de trabajo vinculada con la generación de energías renovables (electrocatálisis, baterías), en colaboración con otros grupos de nuestra Facultad y la FaMAF.  


GRUPO: “Simulaciones Computacionales de Nanomateriales”

WEB: http://nanomaterials.yolasite.com

DIRECTOR: Prof. Dr. Marcelo M. Mariscal

INTEGRANTES: Lic. Jimena Olmos-Asar, Lic. Martín Ludueña, Lic. Ana Spitale y Dr. Germán Soldano.

DESCRIPCION:

Mediante simulaciones computacionales de Dinámica Molecular, Monte Carlo y Métodos de Minimización de Energía estudiamos los procesos, a nivel atómico, más relevantes en la formación de nanopartículas metálicas y nanoaleaciones de interés en catálisis y bio-medicina. Estudiamos también el efecto de agentes pasivantes (tioles, aminas, etc.) en la estructura y reactividad de nanopartículas metálicas, introduciendo nuevos modelos. Utilizando métodos de optimización global y potenciales semi-empíricos de alta transferibilidad realizamos estudios sobre las propiedades mecánicas y estructurales de nanoalambres de materiales magnéticos confinados en nanotubos de carbono para aplicaciones en nanomedicina y sondas magnéticas. Investigamos también le relación estructura-actividad en nano-catalizadores para energías sustentables empleando metodologías mecano-cuánticas (DFT). En todos los casos realizamos una fuerte interacción con grupos experimentales de manera de correlacionar directamente experimentos-simulaciones-teoría.


GRUPO: Quantum Dynamics. 

WEB: http://www.quantumdynamics.com.ar

DIRECTOR: Prof. Dr. Cristián G. Sánchez

INTEGRANTES: Lic. María Belén Oviedo y  Dr. Christian F. A. Negre.

DESCRIPCIÓN:

Nuestro trabajo de investigación se basa en el desarrollo y aplicación de nuevas técnicas de simulación computacional en dinámica cuántica. Hemos desarrollado códigos paralelos que permiten estudiar la dinámica electrónica en sistemas de miles de átomos en respuesta a campos electromagnéticos dentro y fuera del régimen lineal así como su acoplamiento al movimiento nuclear. En este momento aplicamos estas técnicas al estudio de la dinámica del proceso primario de la fotosíntesis, las propiedades ópticas de nanopartículas, proteínas, sistemas moleculares, y la respuesta no lineal de dispositivos electrónicos moleculares.


2) FÍSICOQUÍMICA DE SUPERFICIES

DIRECTOR: Prof. Dra. Patricia Paredes Olivera

INTEGRANTES: Lic. Federico Soria

DESCRIPCIÓN:

En nuestro grupo nos interesa el estudio de la reactividad de superficies metálicas y semiconductoras modificadas con capas autoensambladas, así como de nanopartículas con aplicaciones en las áreas de catálisis, protección contra la corrosión, almacenamiento de información, electrónica molecular. 

El objetivo es estudiar desde el punto de vista atómico/molecular sistemas considerados en nuestro laboratorio de superficies y nanoestructuras. Mediante cálculos mecánico-cuánticos se caracterizarán diversos procesos asociados con la reactividad superficial, tales como energías de enlace adsorbato-sustrato, geometrías de adsorción, transferencia de carga, relajación superficial, estructura eletrónica. Se estudiarán caminos de reacción y estados de transición para diferentes  reacciones que ocurren sobre estas superficies.


GRUPO: Superficies Modificadas de Interés Tecnológico

DIRECTOR: Prof. Dra. Mariana I. Rojas

INTEGRANTES: Dra. Guillermina Luque, Lic. Carla Robledo y Lic. Agustín Sigal

DESCRIPCIÓN:

Desde una perspectiva teórica, se investiga el desarrollo de ELECTRODOS, estudiando las propiedades de superficies metálicas monocristalinas modificadas por deposición de metales de naturaleza diferente. 

También se estudiará propiedades de superficies que se emplean como CATALIZADORES HETEROGÉNEOS, modificando las propiedades de doble capa efectiva de óxidos de platinos, a través de la adsorción de iones y moléculas.

Modelado de BIOSENSORES como superficies de grafeno perfectas, con defectos Stone-Wales, o funcionarizadas con grupos orgánicos. Sobre las cuales se investigan la reacción de reducción de peróxido de hidrógeno el cual  es un analito de interés en cuantificación. 

Otro tema de interés es el desarrollo de materiales para ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO, empleando superficies carbonadas  modificadas con metales de transición. Los problemas experimentales que surgen durante los procesos de manufactura y almacenamiento. Estos sistemas son de gran importancia tecnológica debido a la necesidad de obtener energía de fuentes no contaminantes.



3) QUÍMICA COMPUTACIONAL

DIRECTOR: Prof. Dra. Gabriela L. Borosky 

DESCRIPCIÓN:

Estudios computacionales de sistemas orgánicos y bioorgánicos.  Determinación de correlaciones estructura-reactividad. Interacciones  de carcinógenos químicos con el DNA. Catálisis enzimática, modelado de  mecanismos catalíticos y actividad de proteínas.