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

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

Plataforma Virtual: Zoom

Nota importante: Horarios en PST (Pacific Standard Time – Tiempo estándar del Pacífico). Verifica la hora correspondiente a tu localización aquí.

A continuación se muestra el programa del IV Coloquio:

  • Sesión de estudiantes: 24 y 25 de agosto.
  • Conferencias: 26 y 27 de agosto
  • Martes 24/08
  • Miércoles 25/08
  • Jueves 26/08
  • Viernes 27/08

Sesión de Estudiantes - Martes 24 de agosto

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Resumen

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Sesión de Estudiantes - Miércoles 25 de agosto

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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.

Título

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

Resumen

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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.

Título

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

Resumen

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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

Título

–Abraham M. Vidal Limón – Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Resumen

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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.

Título

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

Resumen

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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

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 20 de junio del 2021

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