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GRUPOS DE INVESTIGACIÓN

Ciencia de Materiales Computacional

Los avances tecnológicos en todas las áreas, desde la industria de construcción de autos y aviones livianos pasando por la microelectrónica (y la naciente nanoelectrónica), nanotribología, hasta las industrias químicas y biológicas, confrontan a la Ciencia de Materiales y superficies con la necesidad de un creciente y preciso control de las propiedades del producto final y la creación y diseño de nuevos materiales o superficies según demandas específicas. Se ha reconocido que esta necesidad sólo puede llevarse a cabo eficientemente entendiendo cómo las características atómicas, moleculares y mesoscópicas influyen en el comportamiento macroscópico.

Cálculos mecánico-cuánticos proveen un medio para entender y predecir las interacciones entre átomos y moléculas, y modelar las reacciones químicas a escala microscópica. Métodos basados en Mecánica Estadística y en Mecánica del Continuo pueden usar esta información como entrada para investigar los comportamientos mesoscópico y macroscópico. Por lo que realizar experimentos computacionales permite explicar resultados y predecir comportamientos, abaratando costos.

En particular, en procesos de adsorción y reactividad catalítica, muchas veces las especies intermediarias no pueden ser detectadas por la velocidad del mecanismo, o el mecanismo mismo no puede ser establecido solamente desde los experimentos de laboratorio.

Objetivo General

El presente proyecto apunta a desarrollar nuevos conocimientos en situaciones donde se requiere un estudio detallado a nivel mecánico-cuántico de las interacciones químicas y físicas entre los átomos o moléculas participantes en una reacción en superficies sólidas o en interacción con materiales para almacenamiento de hidrógeno.

Proyectos Integrados

El PGI propuesto resulta de la integración de varios sub-proyectos, casi todos ellos con financiamiento propio con subsidios PIP o PICT que se vinculan en el uso del método del Funcional de la Densidad (DFT) para su descripción y en información de grupos experimentales con los que se indica el vínculo:

  1. Reactividad de H2O, H2, CO2 y CO en sistemas catalíticos MOx-Rh (M = Ti, Mo)
    • Investigador Responsable: Estela A. González
    • Subsidio: PIP_2021-2023_GI_11220200100944CO (adjudicado)
    • Colaboración: Grupo experimental del Dr. Konya, Szeged University, Hungría.
  2. Estudio teórico de la interacción de polisulfuros en cátodos de baterías de Li-S/materiales basados en carbono
    • Investigador Responsable: Paula Verónica Jasen
    • Subsidio: PIP_2021-2023_11220200100941CO (adjudicado)
    • Colaboración: Grupos del Dr. Aldo Visintín (INIFTA) y Dr. Alejandro Franco (Amiens, Francia).
  3. Estudio computacional de materiales aptos para almacenamiento de hidrógeno
    • Investigador Responsable: Estela Pronsato
    • Subsidio: PIP 11220200101005CO (adjudicado)
    • Colaboración: Federico Williams (INQUIMAE) provee soporte experimental para el modelado.
  4. Estudio teórico-experimental de catalizadores para la síntesis de biodiesel
    • Investigadores Responsables: Alfredo Juan y Jorge Marchetti (NMBU, Noruega)
  5. Estudio de la nanotribología en sistemas de recubrimiento y en prótesis óseas
    • Investigador Responsable: Paula Jasen
    • Colaboración: Ignacio Sainz Días (Univ. Granada, España), Monika Jenko (Eslovenia), Carlos Figueroa (Brasil).

Fotos del grupo

  • "Decorated Graphdiyne Nanosheets: A Theoretical Study for an Electrode Material for Nonaqueous Lithium Batteries"

    M. J. Jiménez, J. Juan, M.S. Sandoval, P. Bechthold, P. V. Jasen, E. A. González, A. Juan. Batteries & Supercaps, 7 (2024) e202400514, doi:10.1002/batt.202400514.

  • "The formation of calcium glycerolate as an active species in the synthesis of biodiesel. A DFT study"

    A.J.G. Fá, P. Bechthold, A. Juan, J.M. Marchetti. Applied Surface Science Advances, 24 (2024) 100657, doi:10.1016/j.apsadv.2024.100657.

  • "Electronic structure modulation in ruthenium (II) polypyridine complexes adsorbed on rutile TiO2(110) surfaces"

    L.S. Merlinsky, C. Pistonesi, M.E. Pronsato, L. Baraldo, F.J. Williams. Surface Science, 742 (2024) 122452, doi:10.1016/j.susc.2024.122452.

  • "Experimental and DFT Study of Electrochemical Promotion of Cu/ZnO Catalysts for the Reverse Water Gas Shift Reaction"

    J. Wang, M.G. Sandoval, M. Couillard, E.A. González, P.V. Jasen, A. Juan, A. Weck, E.A. Baranova. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 12 (29) (2024) 11044-11055, doi:10.1021/acssuschemeng.4c04086.

  • "The adsorption of CO and NO on (8,0) SWCNT decorated with transition metals: A DFT study as a possible gas sensor"

    M. Patrignani, J. Juan, O. Nagel, W. Reimers, R. Luna, P.V. Jasen. Powder Technology, 438 (2024) 119691, doi:10.1016/j.powtec.2024.119691.

  • "Cd adsorption and detection by silver clusters supported on carbon dots surface: A computational study"

    R.E. Ambrusi, Y. Robein, M.E. Pronsato, G. Brizuela. Computational and Theoretical Chemistry, 1231 (2024) 114417, doi:10.1016/j.comptc.2023.114417.