Por Redacción
La nanociencia y nanotecnología ocupan un lugar importante en lo científico y tecnológico en diferentes disciplinas, por lo que la BUAP estudia la explicación teórica de sus propiedades para conocer la estabilidad estructural y su factibilidad experimental.
“Nuestro trabajo es buscar, por medio del modelado computacional, la factibilidad experimental; es decir, mediante estudios predictivos explorar la posible realización experimental de las nanoestructuras y de esta forma indagar en sus aplicaciones”, señaló Gregorio Hernández Cocoletzi, investigador del Instituto de Física “Ingeniero Luis Rivera Terrazas” de la BUAP (Ifuap).
Explicó que la fabricación física de nanoestructuras requiere de equipos sofisticados y ejemplificó la epitaxia de haces moleculares –varios métodos que existen para el depósito de monocristales– y la caracterización de microscopios electrónicos, por ello, –dijo– es importante realizar de manera previa un estudio teórico de factibilidad experimental.
De allí que en esta primera etapa se realizan cálculos de primeros principios para determinar la energía total del sistema, para conocer el orden de los átomos y con ello garantizar estructuras estables; también se investigan las propiedades electrónicas y ópticas.
No utilizan software comercial
En esta tarea, estudiantes de doctorado e investigadores del mencionado cuerpo académico del Ifuap utilizan software no comercial, como el código Siesta para el análisis de nanotubos y nanoalambres, el código PWscf, del paquete Quantum Espresso, para simular materiales que incluso que aún no se fabrican.
Además del código “abinit” que lo utilizan para el estudio de propiedades ópticas, posteriormente de la caracterización teórica, las siguientes etapas son la fabricación y aplicación.
Hernández Cocoletzi abundó que otra vertiente de estudio es tomar un sistema publicado, para tratar de explicar las propiedades físicas de los sistemas.
Por otro lado, comentó que se tienen colaboraciones con grupos experimentalistas en instituciones de Estados Unidos y Brasil, donde se preparan y caracterizan muestras para calcular propiedades y comparar con los experimentales.
Otra de sus colaboraciones es con la Universidad de Ohio, en Athens, Ohio, Estados Unidos, donde actualmente un estudiante del Ifubuap realiza una estancia de investigación mediante una beca mixta Conacyt, para efectuar cálculos de primeros principios y estudiar resultados experimentales.
Realizan cálculos de estabilidad estructural
Como parte de los estudios teóricos, Hernández Cocoletzi, nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), precisó que en el Instituto de Física se realizan los cálculos pertinentes de estabilidad estructural de nanoestructuras, entre ellos de nitruro de boro.
Comentó que también se investiga al grafeno, material que simula un panal de abejas y se emplea como componente de dispositivos electrónicos, como los diodos emisores de luz y sensores.
Puntualizó que se han realizado cálculos sobre las propiedades estructurales y electrónicas del encapsulamiento de moléculas orgánicas en nanotubos de nitruro de boro, así como uno de los objetivos de estos estudios es la aplicación de estos sistemas en la medicina.
Se espera –acotó– que este tipo de nanotubos pueda transportarse dentro del cuerpo humano y que la sustancia encapsulada llegue al órgano que la requiera.
Asimismo, se analiza el diseño estructural de nanoalambres de nitruro de galio, los cuales se fabrican hace más de 10 años por medio del método catalítico asistido por láser. Estos materiales se pueden usar en transistores de efecto de campo, los cuales a su vez se ocupan en los microprocesadores, que son el cerebro de las computadoras.
Foto: cortesía de BUAP