Este trabajo, realizado por el Grupo de Química Cuántica, es uno de los pasos más relevantes para que la nanotecnología puede aplicarse aún más y en una dimensión más completa

La revista de alto índice de impacto Physical Chemistry Chemical Physics selecciona en la portada de su último número una investigación del Grupo de Química Cuántica de la Universidad de Alicante. Editada por la ‘Royal Society of Chemistry’, se trata de una prestigiosa revista semanal científica de investigación que trata aspectos relacionados con la fisicoquímica y la biofísica.

El artículo seleccionado parte del proyecto “Estudio computacional de nanoestructuras orgánicas tubulares: autoensamblaje y propiedades nanotecnológicas”, financiado por el Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica de Excelencia del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO) de 2015 hasta 2018.

Uno de los objetivos principales del proyecto es lograr entender cómo y porque la materia, sobretodo moléculas orgánicas, se comporta a nivel nanométrico como lo hace. “Si bien se comprende perfectamente como los átomos se unen entre sí para formar moléculas, no se domina tanto como estas últimas se empaquetan en estado sólido de una forma óptima, aprovechando al máximo el espacio disponible pero al mismo tiempo dejando un espacio hueco entre moléculas vecinas”, apunta el investigador de la UA, Juan Carlos Sancho-García. ¿Y por qué esto es así? “A través de ese espacio operan las llamadas interacciones débiles o fuerzas de van der Waals, cuyo cálculo correcto es sumamente complejo a la vez que determinante para poder predecir la estructura de la materia a ese nivel (en la escala de 0.000000001 m) tan íntimo”, explica.

Como aspecto innovador, en el artículo se perfeccionan expresiones para calcular la energía de cualquier sistema independientemente de su composición y del tipo de fuerzas que operan entre sus componentes, incluyéndose por tanto esas interacciones débiles de forma natural. “Las expresiones se aplican, por ejemplo, a las componentes o bases del ADN o a modelos finitos de materiales como el grafeno, proporcionando resultados altamente precisos”, añade Sancho-García.

Comprender esas interacciones es uno de los pasos más relevantes para que la nanotecnología puede aplicarse aún más y en una dimensión más completa. Ya que, según Juan Carlos Sancho-García, “al fin y al cabo, a modo de ejemplo, una buena parte de las interacciones celulares como el paso de proteínas a través de membranas, o entre materiales para la formación de monocapas o materiales nanoestructurados, tienen como origen ese tipo de interacciones tan débiles pero a la vez tan vitales para la química actual”.

El trabajo publicado en la portada de la revista internacional Physical Chemistry Chemical Physics surge de una colaboración hispano-franco-italiana con investigadores de la Universidad de Alicante, de ‘L’Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris’ y del ‘Istituto Italiano di Tecnologia’ sito en Génova.

Grupo de Química Cuántica

El Grupo de Química Cuántica adscrito al Departamento de Química Física de la Universidad de Alicante se creó en el año 1981. Dirigido por Emilio San-Fabian Maroto, forman parte del equipo los investigadores Ángel José Pérez-Jiménez y Juan Carlos Sancho-García que se incorporan en 2002 y 2004, respectivamente, gracias a la creación en esa época del programa Ramón y Cajal por parte del extinto Ministerio de Ciencia y Tecnología.

“Puesto que todo nuestro trabajo necesita de ordenadores de grandes prestaciones, las líneas de investigación se han adaptado al explosivo desarrollo de los recursos computacionales que hemos experimentado en las últimas décadas”, señalan desde el Grupo. “De investigar propiedades atómicas y de pequeñas moléculas, hemos pasado a estudiar nanomateriales, biomoléculas complejas, compuestos de inclusión o supramoleculares que han permitido enfocar nuestros estudios en el campo de la Nanotecnologia o de la Electrónica Orgánica, por citar dos de los más actuales”, añaden.