4a MESA REDONDA EN QUÍMICA COMPUTACIONAL

Viernes 18 de Julio de 2025, 12:30 a 14:30 h

“Non-intuitive Transition State Search in Complex Reaction Mechanisms”

Dra. Patrizia Calaminici

CINVESTAV, Ciudad de México, México

12:30 a 13:00 h

Resumen

La localización de los estados de transición es crucial para el estudio de las reacciones químicas. Mientras que en reacciones químicas simples las estructuras iniciales intuitivas para la optimización de estados de transición pueden funcionar muy bien, este enfoque falla en reacciones más complejas, características de la catálisis homogénea y heterogénea. En esta charla, presentaré una nueva implementación del buscador de estados de transición jerárquico [1]. Este se basa en minimizaciones restringidas en hiperesferas que reducen la energía potencial de la hipersuperficie de los reactivos. Se discuten las ecuaciones de trabajo de esta nueva metodología y su validación [2]. Estas se implementan en deMon2k [3] para la interpolación de silla de montar en la búsqueda de estados de transición jerárquicos. Se presentarán aplicaciones seleccionadas para reacciones concertadas, catálisis homogénea y reordenamientos de clústeres metálicos [4]. En la segunda parte de la charla, se discutirá el desarrollo e implementación de un buscador de estados de transición unipolar basado en el nuevo método de minimización de hiperesferas. Para validar su eficacia, este nuevo método se probó en la superficie del modelo de Müller-Brown para localizar un estado de transición (ET) a partir de un mínimo local dado. Modelado de la curvatura de la superficie de energía potencial. Para una descripción precisa de la curvatura de la superficie de energía potencial (PES), se introducen coordenadas normales escaladas (SNC) [5, 6]. Para analizar el rendimiento y la estabilidad de las SNC, se presentan cálculos de coordenadas de reacción intrínsecas (IRC) utilizando el nuevo método de minimización de hiperesferas y las SNC.

Referencias:

[1]  del Campo J.M., A.M. Köster, J. Chem. Phys. 2008, 024107.

[2]  Sanchez-Alvarez J.A., López Sosa L., Köster A.M., Calaminici P. under revisión.

[3]  deMon2k:  http://www.demon-software.com.

[4]  Sanchez-Alvarez, A.M. Köster, Calaminici P. in preparation.

[5]  Ohno K., Maeda S., Chem. Phys. Lett. 2004, 384, 277.

[6]  Ohno K., Maeda S., J. Phys. Chem. 2005, 109, 5742.

Resumen

El año 2025 ha sido declarado por la ONU como el Año Internacional de las Tecnologías Cuánticas, en conmemoración del centenario de los primeros desarrollos de la mecánica cuántica, cuya evolución culminó en la formulación de la ecuación de Schrödinger en 1926. El impacto de esta teoría ha sido tan profundo que resulta difícil imaginar el mundo moderno sin las tecnologías que ha hecho posibles.

En esta charla abordaremos tanto las tecnologías cuánticas que ya forman parte de nuestra vida cotidiana como aquellas que están en desarrollo y que se perfilan como fundamentales en los próximos años. También se destacarán las contribuciones específicas que se realizan desde el campo de la química cuántica.

En la segunda parte, se presentará la línea de posgrado en Tecnologías Cuánticas de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería (DCBI) de la UAM Iztapalapa. Esta iniciativa interdisciplinaria integra a cinco programas de posgrado: Física, Química, Matemáticas, Ingeniería Biomédica, y Ciencias y Tecnologías de la Información, con el objetivo de formar profesionales capaces de liderar la próxima revolución tecnológica.

“El espín electrónico como futuro tecnológico”

Dr. José Ángel Reyes Retana

Instituto Tecnológico de Monterrey, Santa Fe, Ciudad de México, México

13:30 a 14:00 h

Resumen

El espín electrónico, esa propiedad cuántica intrínseca de las partículas que alguna vez se interpretó como una simple "rotación", es hoy la piedra angular de tecnologías disruptivas. A diferencia de la carga eléctrica, base de la electrónica tradicional, el espín ofrece un paradigma alternativo: manipular estados cuánticos sin generar calor ni consumir grandes cantidades de energía. Esto no solo soluciona limitaciones físicas de los dispositivos actuales, sino que también abre la puerta a una nueva era: la espintrónica, donde la información se almacena y procesa con una eficiencia sin precedentes.

El futuro tecnológico del espín ya se vislumbra en desarrollos como las memorias MRAM (más rápidas y duraderas que las basadas en silicio), la computación cuántica con qubits de espín y sensores médicos de ultra alta precisión. Imaginemos un mundo donde los discos duros no pierdan datos, las cirugías sean guiadas por nanodispositivos espintrónicos, o la inteligencia artificial funcione en hardware cuántico- espintrónico. Compañías como IBM e Intel ya invierten millones en estas tecnologías, porque quien domine el espín dominará la próxima revolución industrial.

Sin embargo, este futuro no se construirá solo: requiere científicos e ingenieros capaces de transformar el espín —esa propiedad cuántica aparentemente abstracta— en soluciones tangibles. En mi trabajo, he explorado cómo los materiales bidimensionales pueden manipular estados de espín con una eficiencia sin precedentes, acercando la física fundamental al terreno de la tecnología aplicada. Este es solo un ejemplo de cómo cada avance, por pequeño que parezca, nos acerca a la próxima gran transformación.

Por eso los invito a reflexionar: ¿qué papel podemos desempeñar, desde nuestras disciplinas, para acelerar esta transición? Estoy convencido de que la respuesta yace en desbloquear el potencial del espín electrónico.

Dra. Patrizia Calaminici

CINVESTAV, Ciudad de México, México

Patrizia Calaminici obtuvo su maestría en Física y su doctorado en Química por la Universidad de Calabria (UNICAL), Italia, en 1991 y 1996, respectivamente. Durante su doctorado, realizó una estancia de investigación, de julio de 1993 a diciembre de 1994, en la Universidad de Montreal, Canadá.

Realizó una estancia postdoctoral en química teórica en la Universidad de Hannover, Alemania, de 1997 a 1999. Fue nombrada Profesora Titular del Departamento de Química del CINVESTAV en septiembre de 1999. Ha realizado estancias de investigación en diversas instituciones en el extranjero, incluyendo instituciones en Canadá, EE. UU., India, Alemania, Francia e Italia.

Sus principales áreas de interés son las aplicaciones y desarrollos en el marco de la teoría del funcional de la densidad, que actualmente se centran en los siguientes temas: Metales y clústeres de metales de transición; Diseño teórico de nanocatalizadores; Desarrollo de algoritmos para la minimización restringida y la búsqueda de estados de transición; Derivadas de energía analíticas de segundo orden QM/MM; Polarizabilidades e hiperpolarizabilidades; Fusión de sistemas finitos; Estructura y propiedades de fulerenos grandes y fulerenos endoédricos.

o   Ha supervisado a más de 25 estudiantes, entre doctorados, másteres y estudiantes de grado. Ha recibido más de 10 becarios postdoctorales en su grupo de investigación.

o   Es miembro del SNII desde el año 2000, con nivel III.

o   Es autora y/o coautora de más de 120 artículos internacionales publicados y revisados por pares, y coautora de más de 20 libros. Actúa como revisora y miembro del consejo editorial de diversas revistas científicas.