IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias

IV COLOQUIO DE SIMULACIONES
COMPUTACIONALES EN CIENCIAS

Por ocasión especial
Evento 100% VIRTUAL

Cursos cortos acerca de:
  1. Computación Cuántica
  2. Materiales Topológicos
  3. Dinámica Molecular Acelerada
unam nacion


Agradecimientos: Proyecto grupal DGAPA-PAPIIT IG200320

El Laboratorio Virtual de Modelación de Materiales del Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM, invita al IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias, el cual se realizará de manera VIRTUAL del 23 al 27 de Agosto del 2021.
 
Contaremos con una serie de pláticas plenarias de invitados nacionales e internacionales. Además, nuestros miembros e invitados ofrecerán cursos cortos Computación Cuántica, Materiales Topológicos y Dinámica Molecular Acelerada.

PROGRAMA

Ganadores Sesión de Estudiantes

Licenciatura: Valeria Ríos Vargas

Maestría: Leonardo Antonio Navarro Labastida

Doctorado: Ramón Ernesto Suárez Hernández

Los ganadores, por favor enviar correo con sus datos a lvmm@cnyn.unam.mx para hacerles llegar su premio.

  • Martes 24/08
  • Miércoles 25/08
  • Jueves 26/08
  • Viernes 27/08

Sesión de Estudiantes - Martes 24 de agosto

Properties of new two-dimensional materials of group VI

– Luz Mery Ramires Montes – Universidad del Norte, Barranquilla, Colombia

Resumen

Using the functional theory of density, we predict the stability of the selenium monolayer called selenene. Selenene is stable in the alpha phase, this phase can be obtained spontaneously from the three layers of selenium along the direction [001] of the trigonal structure of the volume. Next, a comparative study of the properties of selenene and telurene in the alpha phase was carried out. Calculations of mechanical properties show that Tellurene is a softer material than Selenene. The electronic structure calculated for both materials show a semiconductor character. Additionally, the effect of temperature on electrons and phonons was analyzed, observing that heat capacity, entropy and energy are sensitive to the increase in temperature, perceiving the interaction between the atoms that constitute it.

Estudios de la estabilidad térmica de la subunidad ß aislada del Bacillus PS3 por dinámica molecular

– Edgar Lopez Pérez – Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Cuajimalpa.

Resumen

La ATP-sintasa es una proteína que tiene un papel muy importante en el metabolismo celular. Esta enzima es responsable de catalizar la síntesis de Adenosín trifosfato (ATP) que, a su vez, es una molécula fundamental para la mayoría de reacciones celulares. Se ha demostrado que la subunidad ß aislada del organismo Bacillus PS3 (Tß) mantiene una estructura similar a la que se encuentra en el complejo de la ATP-sintasa. Por lo tanto, esta enzima es un buen modelo para estudiar su estabilidad y flexibilidad estructural. En este trabajo se estudia la estabilidad estructural de Tß y de cada dominio que la componen por dinámica molecular. En este estudio se muestra un proceso de desnaturalización a temperaturas elevadas, en el cual la estructura secundaria hoja ß es más estable que la alpha-hélice. Además, la estructura global de Tß se compacta a altas temperaturas y no tiende al estado desnaturalizado completamente extendido.

Estudio ab-initio de la adsorción e incorporaciónde cobalto en la superficie de AlN(0001)-(2×2)

– A. C. Martínez-Olguín – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física.

Resumen

La espintrónica o magnetoelectrónica es una tecnología emergente enfocada en el desarrollo de materiales conocidos como semiconductores magnéticos diluidos (SMD), los cuales son útiles para el almacenamiento de información. El objetivo principal de los SMD es la coexistecia de las propiedades semiconductoras y magnéticas; por esta razón se construyen mediante la incorporación de un material magnético en un semiconductor no magnético [1,2]. En los SMD, destacan los semiconductores del grupo III-V por sus fuertes enlaces covalentes, dureza y alta estabilidad térmica y mecánica [3]; así como los elementos ferromagnéticos (Co, Ni, Fe) y sus aleaciones [4]. En este trabajo se reportan los estudios de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas de la adsorción e incorpración de cobalto en la superficie AlN (0001)-(2×2). Los cálculos se realizaron con la teoría del funcional de la densidad (DFT) desarrollada en el código PWscf (Plane-Wave Self-Consistent Field) del paquete Quantum ESPRESSO [4]. Las interacciones electrón-ion se modelaron con pseudopotenciales y las energías de correlación-intercambio se trataron con la teoría de gradiente generalizado (GGA). Además se utilizó la corrección de Hubbard (GGA+U), dado que el Co es un metal de transición con electrones altamente correlacionados. Se estudió la adsorción de Co en sitios de alta simetría, con coberturas de 1⁄4a 1 monocapa (MC). Para la adsorción en la coberturas de 1⁄4 y 1⁄2 de MC los resultados mostraron que el sitio más estable es el T4. En la cobertura de 3⁄4, T4 es el sitio más estable originando la formación de trímeros. Finalmente, para 1 MC completa, se obtuvieron cadenas de tetrámeros. Todas las coberturas presentaron un comportamiento ferromagnético (FM). Respecto a la incorporación de Co con el Al como adátomo, para 1⁄4 MC el sitio T4 es el más estable con comportamientos FM. Para 1⁄2 y 3⁄4 de MC, nuevamente el sitio más estable es el T4 y con la alineación antiferromagnética (AFM). Para la MC completa, con T4 como el sitio más favorable, la alineación es no magnética. Finalmente en la incorporación de Co sin la formación de adátomos, la cobertura de 1⁄4 de MC reportó un comportamiento FM. Coberturas mayores presentaron un comportamiento AFM. Las energías de formación de superficie (SFE) demostraron que bajo condiciones ricas en Al, las incorporaciones de Co sin la formación de adátomos (1,2 and 4 Co Inc NA) son las más estables. La DOS y pDOS indica que las primera MC de las superficies es metálica y las capas inferiores son semiconductoras.

[1] H. Ohno, Making nonmagnetic semiconductors ferromagnetic, Science 281 (1998) 951.
[2] G.A. Prinz, Magnetoelectronics, Science 282 (1998) 1660.
[3]O.Ambacher,GrowthandapplicationsofGroupIII-nitrides,J.Phys.D:Appl.Phys.31 (1998) 2653.
[4]J.Mejía-López and A. Mejía-López, Propiedades magnéticas en nanoestrcuturas/Magnetic
properties in nanoestructures, Rev. Cub. Fis. 34 (2017) 80.
[5] P. Giannozzi et al, QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for
quantum simulations of materials, J. Phys. Condens. Matter. 21 (2009)395502.

Fases geométricas y no clasicidad tipo discordia cuántica en sistemas mixtos de aislantes topológicos

– Leonardo Antonio Navarro Labastida – Posgrado en Ciencias Físicas, CNYN-UNAM.

Resumen

En este trabajo de investigación se estudia el entrelazamiento y las correlaciones cuánticas como métricas del grado de no clasicidad de sistemas mixtos, y se analiza su conexión intrínseca con las fases geométricas o polarización eléctrica, en el modelo SSH simple y extendido. El entrelazamiento del sistema puro se calcula mediante el número de Schmidt y la fase geométrica a partir de la fase de Berry, por otro lado, en el ensamble termodinámico se introduce la métrica optimizada de la información cuántica de Fisher como medidor del grado de no clasicidad y en este caso la fase geométrica se cuantifica a partir de la matriz de densidad de estados mezcla. Además, se busca una relación con algunas cantidades termodinámicas asociadas como la entropía y el calor específico. En el sistema puro se encontró una correspondencia directa con las transiciones de fase topológicas, ya que el número de Schmidt presento puntos críticos justo en los cambios de fase geométrica, también se observó que el SSH extendido tiene un mayor grado de entrelazamiento que el SSH simple, ya que el hopping extra introducido a segundos vecinos genera una mayor interacción entre sitio-átomo en el que el electrón se puede encontrar. En cambio, en el ensamble termodinámico se tuvo una relación entre la métrica de Fisher y la polarización eléctrica, de tal manera que en la región topológica hay más correlaciones cuánticas, por lo tanto, esto genera una mayor robustez y protección en la información, debido a efectos de ruido térmico.

Estudio Teórico-Computacional de reacciones químicas de nanotubos de un nuevo alótropo de
Nitruro de Carbono

– Rodolfo González González – Universidad Autónoma de Nuevo León

Resumen

En los últimos años se ha estudiado el Nitruro de Carbono grafítico g-C3N4 por sus potenciales aplicaciones como fotocatalizador para rompimiento de la molécula de agua y en la descomposición de óxidos de Nitrógeno, entre muchas otras. Sin embargo, en un estudio previo encontramos que su estructura es inestable a presión y temperatura ambiente mostrando frecuencias imaginarias en su espectro fonónico. Además, propusimos un nuevo alótropo de Nitruro de Carbono, con estequiometría 1:1 y formaciones tipo espinas radiales (grupos Isociano). En el presente trabajo, estudiamos modelos de los nanotubos (3,0) y (5,0) y sus reacciones químicas con Cisplatino, NO, NO2, CO y CO2. Este estudio se basa en cálculos DFT y se analizan las Energías de adsorción y de amarre de las estructuras, sus espectros IR , Raman, UV y CD, además se incluye el análisis de cargas, las distancias de enlace y la función de localización del electrón (ELF).

Tít Estudio DFT de materiales 2D con estructura MX2 y MX3 (M=Cr, Fe, Mn y Ni, X=Cl, Br, I)

– Maria Camila Barrero Moreno – Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV), Unidad Monterrey

Resumen

Los materiales 2D en los últimos años han sido de gran interés en la investigación debido a que muestran gran canti- dad de propiedades como: metales, semimetales, aislantes topológicos, semiconductores y aislantes. Estos materiales tienen aplicaciones para la espintrónica de baja dimensión y en memoria magnética. Comparando los cristales 2D con su estructura en bulto presentan variaciones en sus propiedades, por ejemplo: el grafeno se comporta como un semiconductor y el grato como un semimetal. Un grupo interesante dentro de los materiales 2D, se encuentran los materiales magnéticos, los cuales estuvieron ausentes al comienzo por su dicultad en la síntesis. Los cristales magnéticos 2D que se han estudiado no presentan magnetismo intrínseco, para poder inducir el magnetismo en dos dimensiones se plantean alternativas que involucran la ingeniera de defectos, deformación, adsorción adatom y dopaje. Además, se requieren desarrollar nuevas técnicas que permitan medir el magnetismo en dos dimensiones. Un tipo de materiales nanoestructurados 2D son los materiales MX2 y MX3 con X = Br, Cl y I. Estos grupos de materiales están poco estudiados, pero son potenciales materiales 2d debido a que en bulto son capas apiladas estables que interaccionan debido a la fuerza de Van der Waals. Usando la Teoría Funcional de Densidad (DFT) utilizando el paquete de simulación ab initio de Viena (VASP ), se realizaron los cálculos para la estructura cristalina, propiedades electrónicas y magnéticas de las monocapas MX3 y MX2. El intercambio electrón-electrón se trata en el marco de la aproximación de gradiente generalizado (GGA) (Generalized Gradient Approximation Made Simple), según lo propuesto por Perder-Burle-Ernzerhof (PBE) y las funciones de onda se describieron de acuerdo al método de onda aumentada (PAW). Se toma una energía de corte de 500 eV. La malla de puntos K se toma centrada en G. El criterio de convergencia de energía se estableció en 10−6 eV. De acuerdo a la densidad de estados se estableció una clasicación para los materiales MX3 y MX2 que es half metal FeX2, MnX3, N iX3,CoCl2 y CoBr2, semiconductores CrX3, F eX3, MnCl2 y semimetalicos CrX2 y CoI2. Se encontró que el carácter de los enlaces MX3 y MX2 son de carácter iónico, lo cual se corroboro de acuerdo a las cargas de Bader donde se muestra que los halogenos son aceptores y los metales de transición donadores. Y a partir de las energias obtenidas por DFT y con ayuda de los arreglos magnéticos se obtuvieron las constantes de intercambio magnético para los MX3 y MX2.

Estudios de la estabilidad de capas tipo sándwich del superconductor MgB2

– Monserrat Horta Salvador – Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla

Resumen

Actualmente existe un gran auge en la búsqueda de cristales bidimensionales los cuales pueden ser conductores, aislantes y semiconductores para obtener materiales con propiedades a la medida; el diboruro de magnesio (MgB 2 ) es un compuesto que presenta una estructura laminar tipo AlB 2 , una de las propiedades más sobresalientes de este material es la superconductividad, la sencillez de su estructura cristalina, su carácter inter metálico son factores que hacen interesante a este material. Se han realizado cálculos de la energía de formación de capas de MgB 2 tipo sándwich para determinar su estabilidad energética. Se han estudiado 2 sistemas, el Mg-B-Mg y el B-Mg-B. Para los cálculos se utilizó la teoría de los funcionales de la densidad (DFT), usando la aproximación del gradiente generalizado (GGA) para la energía de correlación e intercambio, así como esta implementado en el software QUANTUM ESPRESSO. Hemos encontrado que los parámetros estructurales del MgB2 en el volumen están en excelente concordancia con los datos experimentales, también hemos encontrado que las energías de formación nos indican que a medida que incrementa el número de capas en los sistemas tipo sándwich la estabilidad aumenta, siendo el sistema Mg-B-Mg más estable.

Conformational dependent adsorption of sorbitan ester surfactant over
copper and copper oxidized surfaces: A Density Functional Theory study

– Luis Enrique López González – Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, CICESE

Resumen

Society demands are accomplished through scientific and technologic development of advanced materials, among them, the viable implementation of renewable energy. To accomplish de deposition of atoms in specific regions of a surface can significantly improve developments in areas like catalysis, energy harvesting and device manufacture. Yet, it is still a great challenge for material scientists 1, 2 . The atomic layer deposition (ALD) process relays strongly in surface chemistry, providing an opportunity to limit growth to specific areas. One of the most studied approaches to accomplish selective ALD is to locally deactivate growth using self-assembled monolayers (SAMs) 1 . However, removal of the residual SAM is necessary for many applications, but it has not been well studied 3 . In this context, the search for novel molecules which are capable of deactivating a specific surface in a stable way and are easily removable is a mayor interest in order to improve selective deposition techniques. A promising candidate type of molecules are long chain esters of carbohydrates such as sorbitan derived esters, which are commonly used as surfactants in foods and cosmetics and are commercially known as spans. The aim of this work is to study the adsorption of the molecule sorbitan monoacetate (SMA) as a model of head group of sorbitan derived surfactants on the Cu (111) and the Cu 2 O (111) surface based on the self-consistent periodic density functional theory (DFT) calculations. In our study we included the most stable conformations for adsorption. Every selected configuration was evaluated considering the nature as electron-donating of the functional groups in the molecule and electron-withdrawing sites in the surface. The comparison between arrangements revealed interactions of different nature between the molecule and the studied surfaces. In order to understand the character of this interactions we studied the charge transfer between the formed molecule-surface bonds and the non-covalent interactions (NCI).

Propiedades estructurales, electrónicas y de transporte de nanocintas de fosforeno
azul saturadas con hidrógenos con y sin moléculas contaminantes

– Carlos A. Corona-Garcia1 – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”

Resumen

Debido al descubrimiento de materiales dos-dimensionales (2D), como el grafeno, principal exponente de estos sistemas, el interés en la búsqueda de diferentes materiales 2D creció significativamente. Esto debido a las restricciones que tiene el grafeno para su uso en dispositivos nanoelectrónicos, como la falta de una brecha energética intrínseca. Por esta razón surgieron propuestas de sistemas 2D a base de semiconductores, como lo es el siliceno y germaneno con excelentes propiedades ópticas, electrónicas, mecánicas y de transporte. Sin embargo, no logran alcanzar la eficiencia que presenta el grafeno, además, actualmente se busca disminuir el uso de los semiconductores cotidianos, como el silicio y germanio. En esta búsqueda, se descubrieron los alotropos del fosforo. Entre estos alótropos destaca el fosforeno azul (BlueP), el cual es un semiconductor de banda indirecta, con brecha energética de aproximadamente 2 eV y estructura tipo panal de abeja con enlaces zigzag [1]. En este trabajo se aplican la teoría del funcional de la densidad (DFT) y la función de Green fuera del equilibrio (NEGF) como se encuentran desarrolladas en el código computacional SIESTA y TRANSIESTA, respectivamente. Se estudian las propiedades estructuraless y de transporte. Se calcula la corriente como función del voltaje aplicado a nanocintas puras de fosforeno azul (BluePNR) saturadas con hidrógenos y BluePNR interactuando con moléculas contaminantes. Se consideraron tres moléculas: acetileno (C2H2), ozono (O3) y trióxido de azufre (SO3). Las moléculas de O3 y SO3 se quimisorben pero la molécula de C2H2 se fisisorbe. Los resultados muestran que las moléculas contaminantes modifican las propiedades electrónicas del BluePNR, adicionalmente a esto, las propiedades de transporte también se ven afectadas. En particular, las curvas de la corriente como función del voltaje aplicado sufren un aumento en la corriente, especialmente la molécula de C2H2 en comparación del sistema puro, las otras moléculas muestran un incremento pequeño en la corriente, pero a diferencia de otros casos de estudio, en los que las moléculas contaminantes disminuían las propiedades de transporte. Se aprecia que los resultados son favorables para el BluePNR con dichas moléculas. Esto abre la opción no solo de proponer al BlueP como sensor de moléculas sino también de aprovechar estas mismas moléculas para promover las propiedades de transporte.

[1] Z. Zhu and D. Tománek, Semiconducting Layered Blue Phosporus: A Computational Study,
Physical Review Letters, 112, 176802 (2014).

Sesión de Estudiantes - Miércoles 25 de agosto

Adsorción del ácido acetilsalicílico por nanomateriales de nitruro de boro: Efecto de los enlaces homonucleares

– Maria Corazón Flores Bautista – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Facultad de Ingeniería Química

Resumen

En la búsqueda de nuevos nanomateriales para su uso en aplicaciones médicas, se tiene conocimiento que el nitruro de boro posee propiedades químicas, físicas y biológicas con aplicaciones en sistemas biológicos como biosensores o nano-vehículos para la administración de fármacos1. Ahora bien, la aspirina cuyo principio activo es el ácido acetilsalicílico (AAS), es un antiinflamatorio no esteroideo, antipirético y analgésico. Recientemente se propone que el uso regular de AAS puede disminuir el riesgo de padecer algunos tipos de cáncer, aunque no se prescribe para eso oficialmente. La administración del AAS mediante nanovehículos permite disminuir los efectos secundarios originados por la administración del fármaco. Por lo que en este trabajo se desarrollaron cálculos basados en la teoría del funcional de densidad2, utilizando el nivel HSEh1PBE/6-311g (d, p) para describir las propiedades electrónicas y estructurales de los complejos conformados por el AAS con los nanomateriales de nitruro de boro (B7N21, B9N19, B15N13 y B17N11). Las caracterizaciones de las propiedades de los sistemas a modelar se abordarán mediante el cálculo de sus descriptores cuánticos globales.3 Mediante los orbitales fronterizos HOMO y LUMO, la diferencia de energía de los orbitales fronterizos (LHgap), la energía de adsorción de los complejos nanomaterial-AAS (EA), potencial químico (μ), función trabajo, momento dipolar eléctrico, potencial molecular electrostático (MEP), espectros infrarrojos que nos permitirán evidenciar la estabilidad estructural en el complejo. Los resultados del análisis (fase gas) indican que la energía de adsorción del AAS sobre el B9N19 and B15N13 se encuentran en el intervalo de la fisisorción (Ead = -0.44 y -0.49 eV) limitando sus funciones como nanovehículo. Por otro lado, la adsorción del AAS sobre los complejos B7N21, B17N11 es de tipo quimisorción (Ead=-3.25, -1.21 y -2.29 eV) que favorece su aplicación. La estabilidad estructural de estos complejos fue confirmada por medio de un análisis vibracional, realizado bajo la aproximación armónica. El valor de LHgap indican un comportamiento de semiconductor, a excepción del B9N19 con un comportamiento de aislante. Presentan un comportamiento de aislante como el de las nanoestructuras de BN, en los resultados de su análisis individual4. El momento dipolar indica la posible solubilidad del complejo en medio acuoso, los valores del potencial químico y la función trabajo permiten considerarlos como nanovehículos. El nanomaterial con mejores características para considerarse como nanovehículo es el B7N21 en la administración del AAS. La información obtenida permite proponer al B7N21 como nanovehículo del AAS en una administración local y de liberación inmediata para fármacos como el AAS. Agradecimientos: Al Laboratorio Nacional de Computo alojado en la BUAP y al CONICYT (Chile)/FONDEQUIP proyecto EQM180180.

Estudio de bordes en nanocintas de Cr2Ge2Te6 por medio de la Teoría del Funcional de la Densidad – Valeria Ríos Vargas – Adscripción

Resumen

El compuesto Cr2Ge2Te6 es un material ferromagnético intrínseco con una estructura en capas de van der Waals que muestra una gran promesa en aplicaciones espintrónicas. En este trabajo, investigamos el efecto de borde en la formación de nanocintas de Cr2Ge2Te6 con diferentes terminaciones, así como el cambio en las propiedades electrónicas y magnéticas, mediante cálculos de espín polarizado. Estudiamos la estabilidad termodinámica de la nanocinta empleando el formalismo de energía de formación de bordes. Según los cálculos, en las regiones del potencial químico rico en Ge y Te, y pobre en Ge y rico en Te la nanocinta con bordes de TeCr es la estructura más estable, mientras que en las regiones del potencial químico pobres en Ge y Te, y pobre en Te y rica en Ge la estructura más estable es la nanocinta con bordes de TeCr con vacancias de Te. Por otro lado, los cálculos muestran que ambas nanocintas presentan características Half-metal.

Predicción de cúmulos protegidos con tioles Au11(SR)9 y Au13(SR)11

– César Emilio Cárdenas Zavala – Universidad Autónoma de Nuevo León.

Resumen

Se ha considerado que los cúmulos de Oro están constituidos por bloque básicos (Au4, Au6, Au12, etc…) y que se encuentran protegidos por grapas (-S-Au-S-Au-S-). En este estudio proponemos la estructura de los cúmulos Au11(SR)9 y Au13(SR)11 que se encuentran en la ruta de síntesis del cúmulo Au15(SR)13. Nuestros cálculos de DFT-D muestran una unidad triangular de Au3 como la más pequeña que compone la estructura del cúmulo Au11(SR)9, mientras que para el caso del cúmulo Au13(SR)11 encontramos que posee un core Au4. Los efectos de los ligandos en las propiedades electrónicas, ópticas y quirópticas son estudiadas con la consideración de ligandos como Hidrógeno, Metilos, Fenilos y Adamantil. Para el caso del cúmulo Au11(SR)9 su core Au3 se encuentra protegido por un dimero y un ciclómero [Au6(SR)6] cuando se consideran como ligandos Hidrógenos, Metilos y Adamantil, con una preferencia sobre el core Au4 de 0.042, 0.190 y 0.117 eV, respectivamente. Sin embargo, la preferencia por un core Au4 se aprecia en esta estructura cuando se usan Fenilos como ligando, encontrando una diferencia de energía de 0.230 eV, esta estructura se encuentra protegida por un dímero y un pentámero. Además, el cúmulo Au13(SR)11 (R=CH3) tiene un core Au4 protegido por una combinación de un ciclómero, un dímero y un monómero, siendo esta la preferencia sobre un core Au3. Esto implica que la unidad triangular Au3 es importante en estos tamaños pequeños y que la preferencia energética depende del tipo de ligandos utilizados. Se muestran los espectros IR/Raman, el espectro de absorción (UV-Vis) y de Dicroísmo circular de nuestras predicciones estructurales.

Adsorción de metano sobre nanocintas curvas de carbono

Diana Ivet Ramírez Ignacio – Tecnológico de Zacapoaxtla

Resumen

El uso generalizado de combustibles fósiles ha provocado una alta emisión de gases de efecto invernadero; para dar solución a este hecho indeseado es necesario emplear fuentes de energía menos contaminantes. Una de ellas es el gas natural, el cual tiene como componente principal al metano. Se ha realizado un estudio de la adsorción de una molécula de metano (CH4) sobre una nanocinta de carbono. La nanocinta se ha curvado hasta formar un nanotubo (12,0) para determinar el efecto de la curvatura sobre la energía de adsorción y obtener indicios sobre una estructura adecuada para el almacenamiento de gas natural. Los cálculos numéricos se han realizado usando la teoría de los funcionales de la densidad, así como esta implementada en el código computacional Quantum Espresso, se han empleado pseudopotenciales que conservan la norma en la aproximación de la densidad local. Hemos encontrado una relación directa entre la curvatura de la nanocinta y la energía de adsorción del metano. Existe una diferencia de ~90 meV, en la energía de adsorción entre la cinta y el nanotubo, con una mejor energía de adsorción cuando se emplea el nanotubo. La adsorción estudiada es del tipo endoédrica.

Caracterización de las propiedades del SrRuO3 mediante DFT

– Adrian Alberto Arroyo Escareño – Universidad Autónoma de Coahuila

Resumen

En la estequiometría de la familia de perovskita ABO 3 , sobresale el ferromagnético itinerante SrRuO 3 (SRO). Esto se debe a que es uno de los óxidos metálicos con mayor conductividad, buenas propiedades térmicas y tiene una dependencia a la temperatura. Debido a esto llega a tener tres fases cristalinas. En este trabajo se enfoco en la estructura cubica como en la ortorrómbica, las cuales fueron calculadas utilizando el paquete computacional VASP. Se compararán las diferencias entre la fase cubica y la ortorrómbica, como también lo reportado en la literatura. Se optimizaron los parámetros de SRO cubica (a=3.987 y ortorrómbica (a=5.472, se realizaron cálculos de DOS para ambas estructuras y se compararon las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas para ambos sistemas.

TíDesarrollo de una metodología basada en cálculos ab-initio y algoritmos heurísticos para la obtención de una aleación de alta entropía en el sistema Al-Cu-Zn-Sn

– Ramón Ernesto Suárez Hernández – Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV). Unidad Monterrey.

Resumen

Convencionalmente, las aleaciones metálicas se componen de uno o dos elementos principales y una adición de varios elementos aleantes para mejorar las propiedades. Durante mucho tiempo se utilizó este esquema para el diseño de nuevas aleaciones, donde el uso de elementos aleantes en cantidades cuantiosas fue restringido, con la finalidad de evitar la aparición excesiva de intermetalicos en la microestructura. Recientemente, la comunidad científica se ha enfocado en el estudio y desarrollo de nuevas aleaciones multicomponentes alta mente concentrada que rompen con el modelo de las aleaciones convencionales. Estas nuevas aleaciones son llamadas Aleaciones de alta entropía (HEAs, por sus siglas en inglés). La principal característica de las HEAs es la formación de una solución sólida, compuesta por al menos 4 o más elementos en contenidos entre 5 y 35 por ciento atómico (%at). Las propiedades físico-químicas de estas aleaciones son regidas por 4 efectos principales, la alta entropía configuracional, distorsión de la red, difusión lenta y efecto coctel. Estas características proporcionan una alta estabilidad química y mecánica en altas temperaturas, alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la tensión, mayor ductilidad, entre otras. Por lo tanto, las HEAs pueden tener potencial aplicación en la industria del transporte, recubrimientos protectores, herramientas de corte, industria aeroespacial, etc. Sin embargo, una de las grandes limitantes para el desarrollo de HEAs es conocer la composición química adecuada para la obtención de aleaciones monofásicas. Debido a que el número de posibles aleaciones con 4 o 5 componentes es más de un millón. En este sentido, es importante desarrollar metodologías computacionales que permitan la predicción de una o más aleaciones de alta entropía a partir de elementos previamente seleccionados. En esta investigación, se desarrolló una metodología a partir de cálculos ab-initio y algoritmos heurísticos para la predicción de aleaciones de alta entropía en el sistema cuaternario Al-Cu-Zn-Sn. El algoritmo de búsqueda junto con los parámetros relacionados al tamaño (δ) y uno relacionado a la interacción química entre elementos (Ω), arrojaron varias composiciones con altas probabilidades de estabilizar una fase en solución sólida. Con el propósito de evaluar experimentalmente los cálculos teóricos de esta investigación, se fabricó una aleación con la composición predicha, a través de métodos convencionales de fundición. La caracterización cristalográfica y microestructural mostró la formación de 2 fases principales CuZn-B2 y CuZn5-HCP y segregaciones de Sn y Zn. Sin embargo, se encontró que las fases CuZn-B2 y CuZn5-HCP presentaron una composición multicomponente altamente concentrada (la fase CuZn-B2 contiene 25.9610%Al, 51.5727%Cu y 22.4664%Zn en porcentaje atómico y la fase CuZn5-HCP contiene 14.9031%Al, 41.2263%Cu y 43.8706%Zn en porcentaje atómico). Finalmente, se concluye que la metodología desarrollada en esta tesis puede ser empleada para predecir zonas de composición donde se encuentren fases en solución solida altamente concentradas.

TíAdsorcioón de CO2, NO2 y SO2 sobre grafeno dopado con Titanio: un estudio de primeros principios

– Erika Camarillo Salazar – Universidad Autónoma de Cahuila.

Resumen

La contaminación del aire es un grave problema a nivel mundial, lo cual ha motivado múltiples investigaciones alrededor del mundo. En esta investigación se realizaron cálculos de energía total para la adsorción de las moléculas contaminantes CO2, NO2 y SO2 sobre grafeno dopado con titanio. La adsorción efectiva ayuda a la remoción de las moléculas. Los cálculos fueron realizados mediante modelado computacional usando el código PWscf del paquete Quantum ESPRESSO, este sofware trabaja dentro del marco de la Teoría Funcional de la Densidad (por sus siglas en inglés: DFT). Las propiedades de las configuraciones más estables fueron calculadas. El grafeno dopado con Titanio muestra una mejora en la energía de adsorción de CO2, NO2 y SO2. Los valores de las energías de adsorción muestran que son del tipo quimisorcion, en donde el NO2 tiene la energía más grande de -5.32 eV para el sistema que contiene dos átomos de Ti dopados en el grafeno. Este resultado sugiere que el grafeno dopado con Ti es prometedor para remover las moléculas CO2, NO2 y SO2.

CARACTERIZACIÓN DEL SITIO DE UNIÓN DE LA ENZIMA BACE1
MEDIANTE ESTUDIOS DE ACOPLAMIENTO MOLECULAR

– JOSÉ HORACIO SILVESTRE MARTÍNEZ – División Académica de Mecánica Industrial, Universidad Tecnológica Emiliano Zapata del Estado de Morelos

Resumen

Actualmente las enfermedades neurodegenerativas presentan un gran reto en el área de salud, muchas de ellas como el Alzheimer no tienen tratamiento efectivo ni cura. Uno de los factores más comunes e inevitables, es la edad, a partir de los 65 años la probabilidad de padecer la enfermedad de Alzheimer es más alta. Actualmente la población envejece a un ritmo acelerado, puesto que se prevé que para el año 2050 un total de 131.5 millones de personas desarrollaran la enfermedad de Alzheimer, esto representa una amenaza muy grave, ya que este padecimiento deriva en demencia y la posterior muerte. Por ello, es necesario llevar a cabo la investigación y posterior desarrollo de fármacos o tratamientos que pueden mejorar la calidad de vida de las personas que padecen esta enfermedad. En este estudio se determinó el sitio de unión de la enzima BACE1, la enzima encargada de producir la proteína beta amiloide, la cual, de acuerdo con la hipótesis de la cascada amiloide, es la principal fisiopatología característica de la enfermedad. Al acoplar la enzima BACE1 con el fármaco LY2886721®, y sus diferentes isómeros, fue posible identificar el sitio activo, gracias a poder caracterizar las interacciones presentadas en el complejo. El sitio activo está compuesto por el conjunto de 11 residuos, entre ellos el sitio catalítico de aspartato 32 y 228. Con el fin de estudiar la interacción de la enzima y el fármaco, se utilizaron los diferentes algoritmos de búsqueda (Lamarckian Genetic Algorithm, Simulated Annealing, Genetic Algorithm y Local Search) disponibles en AutoDock4, siendo el algoritmo genético Lamarckiano el mejor en determinar la pose y la energía de enlace. Por último, la modificación química del fármaco LY2886721® propuesta en este trabajo obtuvo una energía de enlace mayor de (-8.87 kcal/mol), a la del fármaco original (-8.44 kcal/mol); debido a un aumento de las interacciones de Van der Waals y la formación de nuevos enlaces de hidrógeno.

Títul Acoplamiento antiferromagnético en las etapas iniciales del crecimiento epitaxial de MnN sobre la superficie CrN(001)

– Juan Carlos Moreno Hernández – Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física.

Resumen

La espintrónica es una eficiente alternativa para el almacenamiento y envío de información. Frecuentemente, los sistemas espintrónicos se construyen con diferentes películas delgadas de materiales ferromagnéticos. Sin embargo, para reducir continuamente el tamaño del dispositivo, es deseable minimizar la interferencia de los materiales ferromagnéticos entre sí. Una posible solución es sustituir los materiales ferromagnéticos por materiales anti ferromagnéticos, siempre que estos últimos puedan presentar características interesantes [1]. Los materiales magnéticos son una parte fundamental en el diseño y desarrollo de sistemas espintrónicos prácticos. Tales materiales deben tener 3 principales características: un comportamiento magnético a condiciones de ambiente, ser materiales de bajas dimensiones y ser manipulados experimentalmente. Tomando en cuenta lo anteriormente mencionado, el CrN y el MnN han mostrado ser excelentes candidatos para aplicaciones en espintrónica. En investigaciones recientes [2,3], se ha presentado el efecto “Exchange bias” entre materiales ferromagnéticos y los compuestos previamente mencionados. No obstante, no hay información reportada acerca del crecimiento epitaxial del MnN y su acoplamiento de espín con el CrN. En este trabajo se desarrollaron cálculos por primeros principios con la teoría del funcional de la densidad con espín polarizado para investigar las configuraciones magnéticas de las primeras etapas del crecimiento epitaxial del MnN sobre la superficie (001) del CrN. Los resultados obtenidos muestran un cambio del comportamiento magnético del Mn, de un paramagnético a uno ferromagnético. Se ocupó el formalismo de las energías de formación de superficie (SFE) para conocer la estabilidad de todas las estructuras estudiadas. Las SFE calculadas muestran el posible crecimiento epitaxial del MnN bajo condiciones ricas en nitrógeno. Finalmente, se calcularon las densidades de estado de las estructuras más estables, encontrando un comportamiento “half metallic” en la primera capa de la superficie del CrN cuando se crece el MnN sobre esta. 

Referencias

[1] Fabian, J., & Das Sarma, S, Spintronics: Fundamentals and applications. Rev. Mod. Phys., 76 (2004) 323–410.
[2] Alam, K., Meng, K. Y., Ponce-Pérez, R., Cocoletzi, G. H., Takeuchi, N., Foley, A., … Smith, A. R. Journal of Physics D: Applied Physics, 53 (2020) 12
[3]M. Meinert, B. Büker, D. Graulich, M. Dunz, Phys. Rev. B 92 (2015) 144408,

Conferencias - Jueves 26 de agosto

– Fernando Rojas Íñiguez – Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México

Simulating with Quantum Algorithms

 

 

 

 

 

 

– Salvador E. Venegas-Andraca – Escuela de Ingeniería y Ciencias, ITESM Estado de México, TEC de Monterrey. The Unconventional Computing Lab, México.

Resumen

 In this talk I shall start by defining the notion of quantum computing followed by a succinct introduction to the history of this discipline and a concise review of its mathematical and computational foundations. I will then talk about quantum algorithms and will address the problem and current trends of simulating physical systems with quantum computers. I will finish by briefly addressing some key features of the emerging high-tech market of quantum technologies.

Propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de mono capas Janus

 

 



  Gregorio Hernández Cocoletzi – Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México.

Resumen

En ésta plática describiremos las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de mono capas semiconductoras Janus. Los cálculos se realizan usando teorías de primeros principios basados en el método de ondas planas aumentadas linearizadas de potencial total (FP-LAPW). Se presentaran resultados numéricos mediante el uso del sistema HfSSe que forma una mono capa del tipo Janus, el cual es dinámicamente estable. La propiedades electrónicas de éste sistema bidimensional (2D) muestran que éste es un semiconductor de banda indirecta. El ancho de la brecha energética es de 0.756 eV según el resultado numérico obtenido con el empleo de la aproximación Wu-Cohen dentro de la teoría del gradiente generalizado (GGA-WC). Cuando se incluyen los efectos de las interacciones espín-órbita las degeneraciones en las bandas de conducción y de valencia se remueven dando lugar a una brecha energética de 0.653 eV. Se examinan también los efectos de la aplicación de una tensión externa. Las propiedades ópticas desplegadas por el sistema 2D indican que éste puede sugerirse para su uso en dispositivos nano-optoelectrónicos. También se comentaran acerca de las propiedades termoeléctricas, que se estudian usando la teoría semi-clásica de Boltzmann.

Cálculo de la conductividad Hall anómala en metales de transición 3d

– William López Pérez – Departamento de Física, Universidad del Norte, Colombia.

Resumen

El efecto Hall anómalo es un fenómeno en el que se presenta un voltaje transversal anómalo adicional cuando la corriente eléctrica pasa a través de un material ferromagnético situado en un campo magnético. La contribución anómala exhibida en la resistividad es proporcional a la magnetización del material, adicional a la contribución ordinaria proporcional al campo magnético aplicado. En particular, he seleccionado un material 3d para calcular su conductividad hall anómala. Indicaré el proceso computacional para obtener un valor razonable de esta cantidad física usando interpolación de Wannier.

Disipación de energía en la dinámica de átomos y moléculas en superficies metálicas


 

 

 

 

– Ricardo Díez Muiño – Centro de Física de Materiales, Centro Mixto CSIC-UPV/EHU & Donostia International Physics Center DIPC, Donostia – San Sebastián, España.

Resumen

Muchos de los procesos elementales que surgen en la frontera entre la fase gaseosa y la fase sólida de la materia, tales como la adsorción, la disociación o la recombinación de átomos y moléculas, son fundamentales en aplicaciones tecnológicas e industriales. La oxidación y corrosión de las superficies, los catalizadores utilizados en los automóviles con objeto de reducir la emisión nociva de gases, las impurezas presentes en superficies semiconductoras, o la producción industrial de la mayoría de los compuestos sintéticos, son buenos ejemplos de la relevancia de dichos procesos. 

Tras décadas de intensa investigación y desde un punto de vista estático, nuestra comprensión de las propiedades electrónicas y estructurales que caracterizan las superficies es, en general, muy amplio. Hoy en día, el gran reto de la ciencia de superficies es la comprensión a nivel atómico de la dinámica de los distintos procesos que tienen lugar en las superficies, es decir, de la evolución temporal de los átomos y moléculas hasta llegar a su estado final. Este conocimiento permitiría, sin lugar a dudas, un mayor control a escala atómica y molecular de los mismos.

En esta presentación, mostraré algunos de los avances realizados en el estudio teórico de la dinámica de procesos elementales, reactivos y no reactivos, en superficies a partir de cálculos de dinámica molecular. Gracias a desarrollos metodológicos basados a menudo en primeros principios y a la disponibilidad de potentes herramientas computacionales, hemos llegado a un punto en que la dinámica de muchos de estos procesos procesos puede ser descrita numéricamente de forma extremadamente precisa. Dedicaré, además, especial atención a la descripción de los efectos denominados no adiabáticos y a los mecanismos de transferencia de energía entre átomos y moléculas en fase gaseosa y superficies metálicas.

Modelado matemático de cinética de polimerizaciones por crecimiento en cadena

– Iván Zapata González – Centro de Graduados e Investigación en Química, CONACYT-Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Tijuana, México.

Resumen

Es indiscutible que los productos poliméricos se han establecido como un material esencial en la vida común de la mayor parte de la humanidad. Tal necesidad se ve reflejada en la enorme tasa de consumo mundial, la cual se incrementa año tras año. Lo anterior indica la imperiosa necesidad que tiene el sector industrial de una mejor continua de sus procesos. Por lo tanto, la Ingeniería de polímeros, más puntualmente la ingeniería de reacciones de polimerización, juega un papel primordial en el desarrollo de nuevas técnicas. El mayor porcentaje de polímeros consumidos, comúnmente son sintetizados por reacciones de polimerización en cadena. En esta plática se abordará el modelado cinético de diversos tipos de polimerizaciones en cadena, como la polimerización por radicales libres convencional, radicálica por desactivación reversible de cadena (controlada) y polimerización de catálisis de coordinación. Se explorarán las metodologías desarrolladas por el grupo de trabajo para calcular la distribución de pesos moleculares completa de mecanismos de reacción complejos, que originalmente dan lugar a problemas de rigidez matemática y sistemas de EDO muy grandes (>1×10^6 EDOs). Los resultados muestran que los modelos expuestos predicen en buena medida la imagen cinética completa y consecuentemente se estudia el comportamiento cinético y estructural de especies de tiempo de vida corta y otras características no accesibles por medios experimentales.

Transición de fases en Nitruros Aleados: ¿Cambia el comportamiento en los nitruros de alta entropía?

Andres M. Garay Tapia – Centro de Investigación en Materiales Avanzados, México.

Resumen

Los nitruros son materiales cerámicos con propiedades diversas debido a al carácter entre en Nitrógeno y el metal con que se forma, pueden comportarse como metales, semiconductores o aislantes. Esta facultad los hace atractivos para diversas aplicaciones tecnológicas. Una de las aplicaciones mas fundamentales es como recubrimientos duros, el TiN es el recubrimiento duro de referencia. Sin embargo, su baja resistencia a la oxidación lo hacer no apto para trabajar por arriba de los 600 ºC. Para poder dar una temperatura de trabajo mayor se desarrollo recubrimientos Ti(1-X)AlXN el cual puede tener temperaturas de trabajo de 800 ºC. Uno de los principales problemas que presenta el “TiAlN”, son las transformaciones de fase que originan un decremento en las propiedades. Hasta el momento solo se conocen los caminos de transformación en mononitruros del grupo IIIA. Sin embargo para metales de transición no se han estudiado y por ello surgen una muy importante pregunta. ¿Cuál es el comportamiento de el camino de transformación en metales de transición? Y si este se ve afectado por los aleantes. De esta misma manera un reciente tipo de aleaciones llamado de alta entropía (HEA) han llamado la atención por su propiedades, entre las que destacan las mecánicas. Actualmente se han desarrollado nitruros de alta entropía con resultados interesantes, sin embargo existe la premisa de que la contribución de los multiples elementos de aleación eviten la transformación de fase. En la presente charla se presentan los mas recientes estudios en transformaciones de fase en nitruros aleados y se discute la diferencia que habría en los
llamados Nitruros de Alta Entropia (HEN), ¿Sera mejor el desempeño?

Cálculos de estructura electrónica en la simulación y diseño de materiales para la conversión y almacenamiento de energía

– Jesús Muñiz Soria – Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Resumen

La búsqueda de materiales de alto rendimiento para la conversión y almacenamiento de energía, se considera actualmente como una directriz de alta relevancia para resolver la crisis energética a nivel global. En este sentido, la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT) y la Dinámica Molecular (MD) representan poderosas herramientas para modelar y diseñar materiales. De esta manera, con la ayuda de DFT se han realizado avances en el campo de la conversión y el almacenamiento de la energía. En esta presentación se discutirán algunos casos de estudio al interior del grupo teórico/experimental en el Instituto de Energías Renovables, en los que se resaltan las vías en que los cálculos de DFT y de MD se pueden implementar para simular y diseñar materiales para supercapacitores y baterías; así como para la producción de combustibles solares a través de la fotocatálisis, entre otros.laborum.

Puntos cuánticos esféricos modelados con el potencial de Kratzer bajo efectos de campo eléctrico, magnético y presencia de impureza

– Carlos Alberto Duque Echeverri – Instituto de Física, Universidad de Antioquia, Medellin, Colombia.

Resumen

La importancia de los sistemas de baja dimensionalidad, tales como, los puntos, los anillos e hilos cuánticos subyace en la posibilidad de modificar fuertemente sus propiedades electrónicas y de respuesta óptica mediante cambios en su forma, tamaño, posición de impureza, presión, temperatura y campos externos. Este particular comportamiento permite potenciales aplicaciones tecnológicas basadas en semiconductores.
En el presente trabajo se exploran efectos del potencial de Kratzer en el confinamiento de un electrón localizado en un punto cuántico esférico de GaAs. Se han considerado además efectos combinados de: 1) impureza donadora ubicada en el centro del punto cuántico o a lo largo del eje z, 2) campo magnético en dirección z, usando el gauge simétrico 3) campo eléctrico radial y en dirección z.
Para resolver la ecuación de Schrödinger se ha usado el método de elementos finitos en el software comercial Comsol – Multiphysics [1], cuya implementación se hizo por un lado mediante una geometría tridimensional usando coordenadas cartesianas (x,y,z) y por otro lado haciendo uso de coordenadas cilíndricas (ρ,φ,z). En esta última forma es posible obtener una importante reducción en tiempo de cómputo gracias a la conservación de la simetría azimutal para los diferentes efectos incluidos en la estructura. Esto permite por tanto que se pueda separar la solución en (ρ,z) y (φ), lo que en la práctica significa que resolvemos numéricamente la solución en (ρ,z) y que la parte de la solución asociada con el ángulo azimutal (φ) se conozca de manera analítica.

[1] COMSOL Multiphysics, v. 5.5; COMSOL AB: Stockholm, Sweden, 2020.

Conferencias - Viernes 27 de agosto

Insight into microtubule stabilization from molecular dynamics simulations

– Veronica A. Jimenez – Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andrés Bello, Chile.

Resumen

This talk will cover our latest findings regarding the molecular mechanisms of microtubule
stabilization by tubulin-binding agents and microtubule-associated proteins (MAPs) using
molecular dynamics simulations. This presentation aims at illustrating the use of structural and
energetic molecular dynamics-based descriptors to account for the modulation of protein-protein
interactions within the microtubule network by small compounds and MAPs, with focus on the
utility of these descriptors in designing novel microtubule-stabilizing agents with promising
properties in cancer and neuroprotective therapies. Applications of Gaussian-accelerated
molecular dynamics to the study of Tau-microtubule interactions will be revised together with key
aspects governing the dynamic stability of these systems.

Uso de técnicas de inteligencia artificial para identificación de compuestos en nanomateriales

–Dora Luz Flores – Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California, México.

Resumen

La inteligencia artificial (IA) y la nanotecnología son dos áreas de la ciencia que han cambiado el mundo y facilitado la vida durante esta última década. Ambos campos están experimentando una expansión significativa del conocimiento y ambos prometen un futuro mejor para la
humanidad. La identificación de diferentes componentes de nanomateriales en imágenes provenientes de la técnica de microscopía electrónica de transmisión (TEM), es un trabajo que requiere alta especialización. Algunas técnicas de IA apoyan esta identificación, tales como las redes neuronales convolucionales. En esta plática se presenta un caso de estudio en donde se analizaron imágenes TEM para clasificación, ubicación y segmentación de los compuestos químicos de materiales luminiscentes nanoestructurados, mediante el uso de redes neuronales
convolucionales.

Título

Íñigo Robredo Magro – Donostia International Physics Center DIPC, San Sebastián, España.

Resumen

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Topological electronic structure in nonsymmorphic hexagonal materials

Rafael-gonzales

– Rafael González Hernández – Departamento de Física, Universidad del Norte, Colombia

Resumen

In this talk, I will present our discovery of the formation of enforced Weyl points in nonsymmorphic hexagonal materials by using topological band theory.  The group theory analysis shows that Weyl points are generated by band crossings in accordion-like and hourglass-like dispersion relations. These Weyl points are stable against weak perturbations and are protected by the screw rotation symmetry. Based on first-principles calculations we found a complete agreement between the topological predicted energy dispersion relations and real hexagonal materials. Topological charge (chirality) and Berry curvature calculations show the simultaneous formation of Weyl points and nodal-lines in 4d transition-metal trifluorides such as AgF3 and AuF3. Furthermore, a large intrinsic spin-Hall conductivity was found due to the combined strong spin-orbit coupling and multiple Weyl-point crossings in the electronic structure.

Supercómputo en la UNAM y la creación de
GRID UNAM

– Leobardo Itehua Rico – Coordinación de Supercómputo, DGCTIC, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Resumen

Desde la primera generación de supercomputadoras, hasta la actual quita generación en nuestra Universidad, no solo el número de usuarios de herramientas sofisticadas de cómputo científico es cada vez mayor, sino que cada día se requieren herramientas de software más especializadas y complejas, así como una mayor capacidad y diversidad en la infraestructura y una creciente colaboración entre usuarios y el personal especializado que brinda los servicios de Supercómputo y Cómputo de Alto Rendimiento. 

En esta platica describiremos el estado del supercómputo en la UNAM y la creación de una GRID UNAM mediante la cual podremos compartir recursos físicos y humanos entre entidades de la Universidad para un aprovechamiento más eficiente de la infraestructura actual y futura de cómputo, para así atender problemas y proyectos de investigación que requieren mayores capacidades a las que pueden obtenerse únicamente en una entidad a través de la habilitación de recursos compartidos.

Efecto de Ligandos en las propiedades electrónicas, ópticas, y quirópticas de cúmulos de oro protegidos con Tioles


–Alfredo Tlahuice Flores – Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León, México.

Resumen

Los cúmulos de oro protegidos con tioles has sido estudiados ampliamente desde hace más de una década y el interés por estos sistemas ha incrementado debido a sus posibles aplicaciones como detectores moleculares y como fotocatalizadores entre otras. Sus propiedades tipo molécula, son debidos a sus tamaños pequeños y es importante verificar como en este tamaño las interacciones con los ligandos modulan muchas de sus propiedades. En esta plática, daré una reseña de este tipo de compuestos, pero me centraré en ejemplos sobre tamaños importantes e interesantes.

 

A

El uso de moléculas surfactantes para la desorción y adsorción de contaminantes

–Dr. Héctor Domínguez Castro – Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM

Resumen

La capacidad de las moléculas surfactantes en procesos de sorción con contaminantes orgánicos y metálicos se estudia mediante simulaciones de dinámica molecular. Se muestra como los surfactantes iónicos se pueden emplear para desadsorber moléculas de alcanos sobre superficies sólidas. Realizando estudios con distintos surfactantes y a diferentes concentraciones se analizan las condiciones mas favorables para la desorción del alcano sobre una superficie de grafito. La versatilidad de las moléculas surfactantes en el uso del tratamiento de contaminantes también se investiga en la retención de iones metálicos en soluciones acuosas. Mediante la construcción de micelas de surfactantes aniónicos se estudia la capacidad de los agregados moleculares para retener iones metálicos, como plomo, mercurio y aluminio. Se llevan a cabo simulaciones a diferentes concentraciones del surfactante y del contaminante para determinar la mejor relación de retención. En todos los casos el análisis de resultados se realiza en términos de funciones de correlaciones de pares, perfiles de densidad e isotermas de adsorción.

Agradecimientos: DGAPA-UNAM-México-IN105120, Conacyt-México-A1-S-29587 y DGTIC-UNAM-LANCAD-UNAM-DGTIC-238

Efecto del estrés en materiales MXenes

– Sandra Julieta Gutierrez Ojeda – Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Resumen

En los últimos años los sistemas bidimensionales han sido de gran interés por sus propiedades electrónicas, mecánicas y ópticas muy poco usuales [1]. El apilamiento de diferentes cristales 2D da paso a la formación de heteroestructuras empleadas en dispositivos electrónicos, en donde la movilidad electrónica es alta [2]. Los MXenes son materiales laminados que pueden ser utilizados para el almacenamiento de energía electroquímica, como electrodos, aditivos o separadores en supercapacitores y baterías de Litio [3]. Se ha observado que cuando presentan una deformación uniaxial sus propiedades magnéticas son alteradas de tal forma que pueden aplicarse en el campo de la espintrónica [4]. Dentro de los MXenes que presentan interesantes propiedades magnéticas están el Cr2C y Cr2N; los cuales, al ser funcionalizados con oxígeno tienden a ser semimetálicos con características ferromagnéticas [5]. Dada la importancia tecnológica que tienen los compuestos MXenes basados en Cr, se realizó el estudio de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas del Cr2N cuando es sometido a una deformación biaxial y uniaxial, en un intervalo de estrés desde 5% hasta -5%. De la dispersión y densidad de estados fononica, se observó que este material es estable a altos porcentajes de estrés biaxial; lo cual nos permite poder crecerlo en superficies con grandes desajustes de parámetro de red; sin embargo, es inestable a partir de 4% de deformación uniaxial. La principal contribución a altas y bajas frecuencias es del N y Cr, respectivamente. Adicionalmente, las brechas prohibidas fononicas tienden a estrecharse mientras que para el caso uniaxial hay un desdoblamiento a altas frecuencias. Este comportamiento podría ser de gran ayuda para poder sincronizar a conveniencia sus propiedades térmicas. Por otro lado, el Cr2N conservo su propiedad metálica y antiferromagnetica para ambas deformaciones.

[1] G. Fiori et al., “Electronics based on two-dimensional materials,” Nat. Nanotechnol., vol. 9, no. 10, pp. 768–779, 2014.

[2] A. K. Geim and I. V. Grigorieva, “Van der Waals heterostructures,” Nature, vol. 499, no. 7459, pp. 419–425, 2013.

[3] C. (John) Zhang et al., “Two‐Dimensional Transition Metal Carbides and Nitrides (MXenes): Synthesis, Properties, and Electrochemical Energy Storage Applications,” Energy Environ. Mater., vol. 3, no. 1, pp. 29–55, 2020.

[4] E. M. D. Siriwardane, P. Karki, Y. L. Loh, and D. Çaklr, “Strain-Spintronics: Modulating Electronic and Magnetic Properties of Hf2MnC2O2 MXene by Uniaxial Strain,” J. Phys. Chem. C, vol. 123, no. 19, pp. 12451–12459, 2019.

[5] G. Wang, “Theoretical Prediction of the Intrinsic Half-Metallicity in Surface-Oxygen-Passivated Cr2N MXene,” J. Phys. Chem. C, vol. 120, no. 33, pp. 18850–18857, 2016.

Formación del complejo etidio-DNA con simulaciones de dinámica molecular

–Rodrigo Galindo-Murillo – Medicinal Chemistry Faculty, University of Utah, United States of America

Resumen

El bromuro de etidio es un colorante que se ha utilizado en los laboratorios de biología molecular por mas de 4 décadas. Es ampliamente utilizado como colorante para visualizar experimentos de electroforesis. El complejo formado entre el etidio y los ácidos nucleicos se ha visualizado por medio de cristalografía de rayos X en donde se observa la parte aromática del etidio intercalado en los pares de bases del ADN.
En este trabajo se intenta conocer las capacidades de los campos de fuerza de AMBER para reproducir, sin ninguna técnica de muestreo acelerado (enhanced sampling), el complejo etidio-ADN como se observa en el cristal. Utilizando la secuencia GCAGGAACGAACGAACGC y 4 moléculas de etidio (ver figura) fuimos capaces de reproducir el complejo encontrando un proceso de 3 pasos, unión al surco menor, rompimiento de pares de bases e intercalación. La formación de este complejo y la presencia de los diferentes pasos de intercalación son consistentes con observaciones experimentales, sugiriendo que es posible estudiar complejos biológicos de mayor interés por medio de Dinámica Molecular.

 

INVITADOS

SEVA

Salvador E. Venegas-Andraca

Tecnológico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias - The Unconventional Computing Lab.

COCO

Gregorio H. Cocoletzi

Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México.

RDM

Ricardo Díez Muiño

Centro de Física de Materiales, Centro Mixto CSIC-UPV/EHU & Donostia International Physics Center DIPC, Donostia – San Sebastián, España.

Adscripción

CADE

Carlos Alberto Duque Echeverri

Instituto de Física, Universidad de Antioquia, Medellin, Colombia.

Adscripción

VERO1

Veronica A. Jimenez

Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andrés Bello, Chile.

ITE

Leobardo Itehua Rico

Coordinación de Supercómputo, DGCTIC, Universidad Nacional Autónoma de México.

TLAHUI

Alfredo Tlahuice Flores

Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León, México.

ROGA

Rodrigo Galindo-Murillo

Medicinal Chemistry Faculty, University of Utah

photo_2021-08-25 16.03.52

Gustavo Cuba-Supanta

Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Mayor de San Marcos, Lima Perú.

CURSOS

INSCRIPCIONES

Puedes inscribirte a los Cursos o para participar en las “Sesión de Presentaciones de Esudiantes” utilizando el siguiente formulario o directamente al correo lvmm@cnyn.unam.mx.

  • Inscripción a cursos:
  • Para poder inscribirte a algún curso selecciona “Inscripción a Curso”  y en el cuerpo del mensaje, además de tus datos, indica el curso al que deseas inscribirte.
  • Inscripción a la Sesión de Presentaciones de Estudiantes:
  • Selecciona “Inscripción a la Sesión de Estudiantes” y en el cuerpo del mensaje indica tus datos. Además, te recomendamos adjuntar un archivo con el abstract de tu trabajo. Se estarán recibiendo propuestas hasta el día 10 de julio del 2021

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    4 thoughts on “IV Coloquio de Simulaciones Computacionales en Ciencias”

    1. maria corazon flores

      Buen día.

      Mi nombre es Maria Corazón Flores Bautista

      Disculpe no se si recibieron mi trabajo y que aplica posteriormente a esto. Muchas gracias y excelente día.

    2. Fernando ccolqque ttito

      Soy de la Universidad Nacional de San Antonio abad del Cusco de la escuela professional de Fisica soy egresado de la Carrera de Fisica.

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