Hacia un mayor protagonismo de las simulaciones informáticas en la ciencia
Las simulaciones a base de principios básicos en química, biología, física y ciencia de los materiales han permitido identificar nuevas moléculas, nanomateriales y otras formas de materia condensada. Mientras que las simulaciones actuales perciben el estado básico electrónico, es importante para la ciencia simular procesos a temperaturas elevadas con calor para realizar estudios más complejos y exhaustivos. El proyecto financiado por la Unión Europea TEMM1P (Computer simulations of thermally excited molecules and materials by first principles) desarrolló métodos informáticos para simular procesos inducidos por la temperatura y de temperaturas altas. El objetivo fue encontrar aplicaciones que incluyen la formación de fulerenos, la termólisis de boranos de amoníaco, las reacciones químicas de arenas petrolíferas y la difusión iónica en nanotubos de minerales arcillosos. El equipo de trabajo también realizó experimentos químicos de espectrometría de masas para formar moléculas nuevas con propiedades de enlace atípicas. Se procuró mediante estos experimentos lograr la reacción química del metano con metales de transición tardíos y iones de tierras raras con el fin de producir hidrógeno molecular a partir de gas natural. En base a los resultados de estos experimentos, realizados a altas temperaturas y con métodos de cálculo similares, TEMM1P transfirió conocimientos nuevos de gran utilidad a los socios del proyecto, promoviendo así nuevas sinergias en el campo. Además, el proyecto procuró mejorar la función de la química informática mediante programas de intercambio y el uso de servicios de superordenadores de última generación. El objetivo fue aprovechar la herramienta complementaria utilizada en la presentación de los resultados experimentales para realizar predicciones de gran utilidad antes de realizar experimentos costosos y avanzados. Entre otras cosas, el proyecto desarrolló un nuevo software en el campo de la química cuántica. Se abordaron proyectos de aplicación complicados como por ejemplo la mejora de arenas petrolíferas reduciendo lo más posible la necesidad de utilizar agua para el aprovechamiento de las mismas. Otra de estas aplicaciones incluyó promover el transporte más eficiente del hidrógeno con un sistema transportador económico. Se lograron avances en experimentos a nivel académico, por ejemplo se encontró un procedimiento para producir grupos de boros planos a partir de compuestos químicos estándar e investigando situaciones de enlace atípicas. En resumen, el consorcio del proyecto desarrolló y estudió nuevos métodos para describir sistemas cuánticos de excitación térmica, centrados específicamente en el desarrollo sostenible. Además, contribuyó a la formación de investigadores noveles y la difusión de los resultados del proyecto. Gracias a estos esfuerzos, las simulaciones informáticas asumirán cada vez más protagonismo en la ciencia.
Palabras clave
Principios básicos, simulaciones informáticas, TEMM1P, moléculas de excitación térmica, nanomateriales, materia condensada
