NANOCATALISIS COMPUTACIONAL: MODELOS Y APLICACIONES CON OXIDO METALICOS Y PEPTIDOS AUTO-ENSAMBLADOS

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LA CATALISIS HETEROGENEA JUEGA UN PAPEL CLAVE EN LA PRODUCCION INDUSTRIAL DE UN INNUMERABLE NUMERO DE PRODUCTOS QUE VAN DESDE LOS QUIMICOS O PETROQUIMICOS BASICOS HASTA POLIMEROS Y FARMACOS. TRADICIONALMENTE, LA CATALISIS HETEROGENEA SE HA ASOCIADO A LA REACTIVIDAD DE LAS SUPERFICIES DE LOS MATERIALES. SIN EMBARGO, EL USO RECIENTE DE NANOPARTICULAS ALTAMENTE DISPERSAS HA MEJORADO CONSIDERABLEMENTE LA EFICIENCIA DE LOS PROCESOS CATALITICOS, LO QUE HA CONDUCIDO AL DESARROLLO DE LA NANOCATALISIS. EN LOS ULTIMOS AÑOS, EL NUMERO DE PROCESOS CATALIZADOS POR NANOPARTICULAS IONICAS O METALICAS HA CRECIDO CONSIDERABLEMENTE Y SE PUEDEN ENCONTRAR APLICACIONES EN UNA LARGA LISTA DE PROCESOS. POR OTRA PARTE, OTRAS NANOESTRUCTURAS PEPTIDICAS, MIMETIZANDO EL COMPORTAMIENTO DE LAS ENZIMAS, SON CAPACES DE CATALIZAR REACCIONES QUIMICAS CON ALTAS SELECTIVIDADES. EN ESTE CONTEXTO, LAS NANOFIBRAS DE AMILOIDE AUTO-ENSAMBLADAS SON CATALIZADORES MUY INTERESANTES DEBIDO A SUS GRANDES POTENCIALIDADES Y MENOR COMPLEJIDAD EN COMPARACION CON BIOMOLECULAS MAS SOFISTICADAS.
A PESAR DEL GRAN AVANCE QUE HA SUFRIDO EL CAMPO DE LA NANOCATALISIS DURANTE LOS ULTIMOS AÑOS, LA MAYORIA DE LOS PROCESOS AUN PUEDEN MEJORAR SU EFICACIA. DE HECHO, LA OPTIMIZACION FINAL DE LOS PROCESOS CATALITICOS REQUIERE UN CONOCIMIENTO PROFUNDO DE LA ESTRUCTURA ELECTRONICA DEL CATALIZADOR, EL MECANISMO DE REACCION QUE TIENE LUGAR Y LA IDENTIFICACION DE LOS SITIOS MAS ACTIVOS QUE PODRIAN PERMITIR EN ULTIMA INSTANCIA EL ESTABLECIMIENTO DE RELACIONES ESTRUCTURA-ACTIVIDAD. LA COMPRENSION DE ESTOS PUNTOS REQUIERE LA COMBINACION DE VARIAS TECNICAS Y ENFOQUES MULTIDISCIPLINARIOS Y LA QUIMICA COMPUTACIONAL ES UNA DE LAS MAS ATRACTIVAS DEBIDO A LA INFORMACION A NIVEL ATOMISTICO QUE PUEDE PROPORCIONAR. DE HECHO, EN TAL COMBINACION DE TECNICAS, EL PAPEL PRINCIPAL DE LA QUIMICA COMPUTACIONAL ES PROPORCIONAR MODELOS ESTRUCTURALES REALISTAS DE LAS NANOPARTICULAS Y LUEGO OBTENER UNA MAYOR COMPRENSION SOBRE SUS PROPIEDADES, COMO LA ESTRUCTURA ELECTRONICA Y LA REACTIVIDAD. EN ESTE CONTEXTO, LOS CALCULOS TEORICOS SE PUEDEN UTILIZAR COMO UNA HERRAMIENTA PREDICTIVA QUE PROPORCIONE NUEVOS CONOCIMIENTOS DE LOS SISTEMAS Y ASI, ESTIMULAR LA SINTESIS DE NUEVOS MATERIALES POTENCIALMENTE MAS ACTIVOS.
ESTE PROYECTO TIENE COMO OBJETIVO MODELAR REACCIONES QUIMICAS CATALIZADAS POR NANOPARTICULAS DE DIFERENTE NATURALEZA. PARA ESO, LA PRIMERA ETAPA DEL PROYECTO SE CENTRA EN EL DESARROLLO DE MODELOS REALISTAS Y LA METODOLOGIA COMPUTACIONAL ADECUADA PARA TRATARLOS. ESTO IMPLICA: I) DESARROLLAR UNA HERRAMIENTA COMPUTACIONAL CAPAZ DE GENERAR DE FORMA AUTOMATIZADA MODELOS REALISTAS DE NANOPARTICULAS QUE PRESENTEN LA ESTEQUIOMETRIA Y LA TERMINACION SUPERFICIAL DESEADA PARA CUALQUIER TIPO DE MATERIAL, INCLUYENDO MATERIALES BASADOS EN ESPINELAS Y SISTEMAS CORE-SHELL ENTRE OTROS; II) CONSTRUIR CAMPOS DE FUERZA A PARTIR DE TECNICAS DE “MACHINE LEARNING” QUE PERMITAN TRABAJAR CON NANOPARTICULAS DE MAYOR TAMAÑO. EN UNA SEGUNDA ETAPA, LOS MODELOS DISEÑADOS SE UTILIZARAN EN DESAFIOS QUIMICOS DE VANGUARDIA DONDE LA CATALISIS SE UTILIZA PARA UN DESARROLLO MAS SOSTENIBLE. ESTO INCLUYE LA CONVERSION Y EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR MEDIANTE LA FORMACION DE HIDROGENO A PARTIR DE AGUA MEDIANTE UN PROCESO (FOTO)ELECTROCATALITICO Y EL USO DE PEPTIDOS AUTO-ENSAMBLADOS EN CATALISIS.
StatusActive
Effective start/end date1/09/2131/08/24

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