Programa Acad é mico Institucional de Nanotecnolog í a

1. Aplicación de la Química Computacional y el Modelado Molecular a la Solución de Problemas de Interés Industrial*******Proyectos CIMAV - COMEX

2. Simulación Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de Nanomateriales Nanotecnología Computacional (CAN) Síntesis de Materiales Nanoestructurados Caracterización Química y Física de Nanoestructuras Aplicaciones Industriales de la Nanotecnología Programa Académico Institucional de Nanotecnología

3. Herramientas de la Nanotecnología • Herramientas para medir nanoestructuras • Herramientas para fabricar nanoestructuras • Herramientas para modelar nanoestructuras

5. Química Computacional Es una parte de la química a través de la cual se busca la solución a problemas químicos, mediante cálculos realizados en una computadora.

6. Diseño de Nanomateriales con Ayuda de Computadoras Caracterización Computacional de la Estructura Molecular de los Nanomateriales Predicción de los Espectros IR, Raman, UV-Vis y RMN de las Nanoestructuras Determinación de las Propiedades Eléctricas y Magnéticas de los Nanomateriales Simulación Computacional de las Propiedades Termoquímicas de los Nanomateriales en Fase Gaseosa, Sólida y Solución Análisis de la Reactividad Química de los Nanomateriales Simulación de Procesos Químicos y Físicos de Nanoestructuras Nanotecnología Computacional (CAN)

7. Caracterización químico-computacional de la estructura molecular, propiedades y reactividad química de materiales DFT Conceptual

8. La industria dedica gran parte de sus esfuerzos en diseñar materiales con características específicas para determinados usos. Esto ocupa a equipos de científicos tratando de encontrar los arreglos en las moléculas que generen las propiedades deseadas.

9. Actualmente, la química computacional, ha alcanzado un alto nivel de predictibilidad y disponibilidad, que la convierte en una valiosa herramienta para el diseño de nuevos materiales.

10. Además, al trabajar con química computacional, podemos modelar un sistema molecular una y otra vez sin tener que utilizar reactivos ni generar basura o desechos químicos, lo cual se traduce en un ahorro de insumos y energía, mientras se cuida el medio ambiente.

11. Química Computacional Mecánica Molecular Teoría de estructura electrónica Utilizan las leyes básicas de la física Se basan en las leyes de la mecánica cuántica

12. Métodos de Estructura Electrónica Métodos Semiempíricos Métodos Ab Initio Métodos DFT

13. OBJETIVOS Modelado computacional de la estructura y propiedades moleculares, espectrocopía, termoquímica y reactividad química de moléculas y (bio)nanomateriales, así como de la síntesis y procesos de caracterización, que puedan ser de interés académico o para la solución de problemas industriales.

14. Nano-Oportunidades en Química Computacional ********* Dr. Daniel Glossman-Mitnik

16. Estructura Propiedades Funcional

17. Teoría de funcionales de la densidad para sistemas heterocíclicos (DFT-HS) Nueva Química Modelo: CHIH Funcional PBEg + Bases: CBSB7 y CBSB1 CBSB7 para estructuras y espectros IR CBSB1 para energías, propiedades electrónicas, espectroscópicas y reactividad química

18. g = factor de estructura g = 0.02 + 0.14 x FH x FV + 0.03 X HA FH = primer heteroátomo (S > O > N) FV = factor de valencia de FH (1, 2, 3,…) HA = heteroátomos adicionales

19. PROYECTOS CIP-COMEX CIMAV – CONACYT ****************** Dr. Daniel Glossman-Mitnik Grupo NANOCOSMOS - CIMAV

20. Programa de Consorcios CONACYT ****** Costo total del proyecto $ 765,000.-

21. Proyecto CIP-CIMAV #1 Simulación Computacional de Nuevos Cromóforos Luminiscentes Derivados de la Maleiperinona

22. Desarrollar nuevos cromóforos basados en la maleiperinona Determinar la estabilidad molecular del estado excitado correspondiente a la absorción en el UV de los nuevos cromóforos Determinar la reactividad con monómeros acrílicos de los nuevos cromóforos Objetivos

23. Primera Etapa Simulación Computacional de la Estructura y Propiedades Espectroscópicas de Nuevos Cromóforos Basados en la Maleiperinona

24. Maleiperinona y derivados: p-nitro, p’-nitro p-amino, p’-amino p-ciano, p’-ciano p-metilo, p’-metilo p-etilo, p’-etilo p-propilo, p’-propilo p-isopropilo, p’-isopropilo p-vinilo, p’-vinilo Sistemas estudiados

25. Optimización de estructuras y cálculos de frecuencias vibracionales: DFT (CHIH-DFT) Espectros UV: TDDFT (CHIH-DFT) y ZINDO Metodología utilizada

26. Estructuras moleculares de energía mínima de la maleiperinona y derivados Espectros IR de la maleiperinona y derivados Espectros UV de la maleiperinona y derivados (en presencia de solventes, DMF, Piridina y Anhidrido acético) Resultados

27. Siguiente Etapa Determinación computacional de las propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas de los nuevos cromóforos, Incluyendo el espectro RMN

28. Estructuras moleculares de energía mínima de la maleiperinona y derivados en presencia de tres solventes: DMF, Piridina y Anhidrido acético Espectros IR de la maleiperinona y derivados Espectros UV de la maleiperinona y derivados (en presencia de solventes, DMF, Piridina y Anhidrido acético) Resultados

42. Proyecto CIP-CIMAV #2 Simulación Computacional de la Solubilidad del Complejo Co[(etilendiamino)(2etilhexanoato)2] en una Mezcla de Disolventes

43. Caracterizar el complejo metálico Co[(etilendiamino)(2-Etilhexanoato)2] determinando computacionalmente su solubilidad en diferentes solventes Determinar el solvente (o la mezcla de solventes) más adecuada para mantener la estabilidad de la solución y del complejo con la temperatura Objetivos

44. Primera Etapa Simulación computacional de la estructura y propiedades espectroscópicas del complejo metálico Co[(Etilendiamino)(2-Etilhexanoato)2]

45. Sistema estudiado Complejo metálico Co[(etilendiamino) (2-etilhexanoato)2]

46. Determinación de estructuras y cálculos de frecuencias: DFT (B3LYP) Cálculo de espectros UV: DFT (B3LYP) Metodología utilizada

47. Estructura molecular de energía mínima del complejo metálico de Co Espectro IR del complejo metálico de Co Espectro UV del complejo metálico de Co (en vacío) Resultados