Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/215/14
México, D.F., 19 de junio de 2014
- Se trata de una metodología mejorada que es más flexible y tiene la ventaja de no requerir parámetros externos, mientras que otros métodos sí lo necesitan, lo cual es una ventaja cuando se estudian moléculas nuevas y que no tienen referencias: Rafael Islas, ganador de uno de los Premios Wiezmann 2013
- Imagen tomada del trabajo de Rafael Islas, Jordi Poater y Miquel Solà publicado en marzo de este año en la revista Organometallics.
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La posibilidad de crear materiales mejorados, como nuevos polímeros o la creación de baterías más duraderas, comienza con el análisis del comportamiento de los átomos en las moléculas a través del estudio de la estructura electrónica, ya que conociéndola se pueden diseñar nuevas moléculas.
Para ello Rafael Islas Colina, en su tesis de doctorado realizada en la Universidad de Guanajuato bajo la dirección del doctor Gabriel Merino, propone un método para estudiar la estabilidad en la estructura electrónica de las moléculas, mediante el campo magnético inducido, ya que cada molécula tiene una respuesta magnética particular y es posible catalogarlas como aromáticas o anti-aromáticas a través de dicha respuesta.
“Un mecanismo que permite la estabilización de las nuevas moléculas es la deslocalización electrónica, que en términos coloquiales se refiere al movimiento de los electrones de una molécula. Cuando existen moléculas cíclicas con deslocalización electrónica se les identifica como aromáticas. La aromaticidad es un mecanismo que confiere gran estabilidad en sus características químicas, de ahí la importancia de estudiar este fenómeno”, explica el doctor en ciencias químicas.
No obstante, la deslocalización electrónica no es un observable, por lo que no puede medirse directamente y, por tanto, no existe una escala que permita cuantificar o cualificar qué tan aromática es una molécula. Por esta razón el método propuesto por el investigador es de gran importancia, pues la metodología con la que se contaba anteriormente “se mejoró al hacer factible la separación de las contribuciones orbitales al campo magnético inducido con el objetivo de discernir el papel que tiene la deslocalización de los electrones en la desestabilización de cada molécula”, explica Islas Colina.
Y es por esta última aportación que el investigador fue reconocido con el Premio Weizmann 2013 por mejor tesis en ciencias exactas, que otorga la Academia Mexicana de Ciencias y la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias, por su tesis “Aplicaciones del campo magnético inducido en el estudio de la aromaticidad”.
La metodología aplicada se basa en estudiar la generación del campo magnético inducido utilizando programas de estructura electrónica para calcular los tensores de apantallamiento, que son matrices que dan los valores de protección para determinar qué tan protegido está un sistema para poder catalogarlo, y esto se hace bajo modelación computacional.
El doctor Rafael Islas apunta que su trabajo es ciencia básica, en la cual se estudian modelos químicos sencillos; además, destaca que las investigaciones se han realizado in silico, es decir, únicamente en computadoras (en analogía a los experimentos cuyos resultados se obtienen in vitro).
La metodología aplicada permite analizar casi cualquier sistema químico, como son los sistemas de capa cerrada o abierta, sistemas orgánicos o inorgánicos, pequeños o grandes, discretos o extendidos.
“Este método que probamos es más flexible y tiene la ventaja de no requerir parámetros externos, mientras que otras metodologías sí lo necesitan, lo cual es una ventaja cuando se estudian moléculas nuevas y que no tienen referencias”, explica el investigador premiado.
El premiado actualmente realiza una segunda estancia postdoctoral en la Universidad Andrés Bello, en Santiago de Chile, con el investigador William Tiznado, con quien continúa estudiando el diseño de moléculas y la aromaticidad, un tema que, sin duda, lo cautivó desde sus estudios de licenciatura.
Rafael Islas Colina será reconocido el próximo 26 de junio durante la ceremonia de Inicio del 55 Año Académico de la Academia Mexicana de Ciencias
Mariana Dolores.