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Oliver Paz y el reto de modelar nanopartículas en computadora

Guadalupe Toalá
29/abr/2015

La búsqueda de problemas y sus soluciones dentro de la física de materiales, así como el trabajo en equipo, son tres de las características que ha desarrollado Oliver Paz Borbón a lo largo de su trayectoria profesional gracias a su trato con diversos grupos internacionales de investigación, y que ahora le permiten, como nuevo investigador del IFUNAM, enfrentar el reto de generar un grupo de catálisis heterogénea computacional.

Oliver realizó la licenciatura en Física en la Universidad de Sonora durante el periodo 2000-2005, en donde, como parte de su tesis de grado, realizó análisis de átomos metálicos como oro, platino, plata y paladio por medio de métodos de modelado computacional empleando métodos basados en mecánica cuántica, como lo es la Teoría de los Funcionales de la Densidad (DFT, por sus siglas en inglés).

Posteriormente partió a realizar estudios de doctorado en Química en la Universidad de Birmingham en el Reino Unido, con el profesor Roy Johnston de química computacional, y desarrolló metodologías computacionales avanzadas involucrando técnicas de optimización, como lo son los Algoritmos Genéticos y DFT para el análisis de nanopartículas de platino.

Con ello, estudiamos “cuáles son las nanoestructuras más estables que forman 10, 20 o 100 átomos desde un punto de vista de la mecánica cuántica, o bien, ab-initio, con ayuda de supercomputadoras”, explicó el investigador.

Dotado con la combinación extraordinaria de conocimientos en física y química, Oliver Paz realizó tres estancias posdoctorales. La primera en el 2009 en el Instituto Fritz Haber de la sociedad Max Planck en Berlín donde estudió, durante dos años, la modelación de las interacciones entre nanopartículas de oro en superficies.

Para enero del 2011, se trasladó a la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Gotemburgo, Suecia, dentro del grupo de catálisis. Ahí se hacía trabajo experimental y computacional.

Fue ahí donde entró en contacto con la empresa de autos Volvo, que hizo que la investigación se enfocara en estudiar computacionalmente cómo las moléculas de agua se absorben en una superficie de un óxido metálico, esto con la meta principal de entender más y mejorar convertidores catalíticos para autocamiones.

“La importancia del estudio de procesos catalíticos se debe a que la catálisis es un proceso por el cual se acelera un proceso químico de dos sustancias. Cuando estas se ponen en contacto en la naturaleza podrían tardar minutos o días en reaccionar. Pero cuando se les añade otra sustancia, en este caso, un catalizador, se acelera la reacción y la reacción tarda fracciones de segundos”, comentó Paz Borbón.

Lo interesante es que “en los procesos industriales, las partículas están soportadas en óxidos o sustratos”. Así que “por medio de módelos computacionales y el uso de aproximaciones en cuántica es posible cuantificar, a nivel atómico, cuáles son los sitios de absorción específicos de moléculas, la reactividad de la nanopartícula, y como es que ellas se modifican al ser expuestas a diferentes sustratos”, explica.

Su última estancia postdoctoral la realizó en el King’s College, en Londres, Inglaterra, entre julio de 2013 y octubre de 2014, en donde participó en la modelación computacional de nanopartículas de platino-niquel (< 2nm.) por medio de la evaluación de su estabilidad y sus propiedades termodinámicas de estas partículas.

El objetivo era “implementar códigos de dinámica molecular clásica para conocer más sobre la estabilidad de estas nanoparticulas en condiciones realistas de temperatura. Además se analizó la reactividad de estas nanopartículas en relación a la absorbción de oxígeno molecular, en vista de hacer más eficiente dispositivos electoquímicos como lo son las celdas de energía”.

Durante toda su travesía por diversos países, Paz Borbón alimentaba su vida profesional, pero al mismo tiempo también se hacía más grande su añoranza por su país y su familia.

“La distancia hace que no puedas presenciar acontecimientos que suceden en la familia y en esos momentos se añora regresar a México”, dijo.

Su regreso a México y su llegada al IFUNAM le ofreció la satisfacción de continuar trabajando en líneas similares a sus estudios posdoctorales: el modelado de procesos físico-químicos (catálisis heterogénea) en nanopartículas metálicas que se encuentran soportadas en un óxido o sustrato.

Pero, además, su regreso a México lo ha beneficiado emocionalmente. “No todo es trabajo -dice- también debe haber tiempo para disminuir el estrés y mantenerse saludable”.

Así, parte del tiempo que no está en el Instituto, lo dedica a correr, ir al cine, explorar diversos lugares de su nueva ciudad, la ciudad de México, y soñar con que algún día el fruto de su trabajo pueda hacer más eficientes los convertidores catalíticos de los autos que la atraviesan.


Oliver Paz Borbón. Foto: Guadalupe Toalá.

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