Proyectos de Investigación

Proyectos de Investigación y Desarrollo de la Universidad Nacional de Rosario

• Resolución 348/20 CS UNR - Acreditación de PID UNR2019

Procesos fisicoquímicos en superficies relevantes para catálisis heterogénea

• Directora: Alejandra Martínez

• Participantes: Fabio Busnengo, Pablo Lustemberg, Alejandra Martínez, Maximiliano Ramos, Iván Peludhero, Giulia Seminara

• Período: 2020 - 2023

Resumen: Múltiples procesos fisicoquímicos que protagonizan moléculas simples como CH4, CO, CO2, H2O, H2, y O2 sobre superficies son de gran importancia en aplicaciones relacionadas a la generación sustentable de energía limpia. Por otra parte, también es de vital importancia el desarrollo de nuevos materiales/interfases que catalicen dichas reacciones.El objetivo general de este proyecto es avanzar en la compresión de los mecanismos de varias reacciones relevantes para la producción catalítica de H2 tales como: adsorción disociativa de CH4 y CO2, adsorción molecular y desorción de CO, adsorción disociativa y reducción de O2 entre otras, con el fin de proponer nuevas interfases con mejores propiedades catalíticas. En cuanto a las superficies, se considerarán: i) superficies metálicas y aleaciones superficiales bimetálicas ii) SAMs de moléculas orgánicas y organometálicas sobre superficies metálicas. La herramienta teórica de partida será la Teoría de la Funcional Densidad (DFT), con diferentes tipos de aproximaciones para el intercambio y correlación electrónica e incorporando en los casos que sea necesario correcciones para describir fuerzas de dispersión y sistemas con correlación electrónica fuerte. Los aspectos dinámicos serán tenidos en cuenta a través de simulaciones de dinámica molecular clásica y cuasiclásica basados en campos de fuerzas no reactivos y reactivos parametrizados a partir de los resultados DFT e incluyendo fenómenos disipativos electrónicamente adiabáticos y noadiabáticos. Para describir procesos de no-equilibrio se llevarán a cabo simulaciones de dinámica molecular acelerada u otros métodos de base estadística que utilizan por ejemplo, la teoría del estado de transición.

Estudio de las propiedades eléctricas de nanofilms de carbono para su aplicación en sensores

• Director: Bernardo Gómez

• Período: 2020 - 2023

Resumen: El objetivo de este proyecto es desarrollar films de espesor nanométrico basados en carbono y silicio y estudiar sus propiedades de transporte eléctrico. Se estudiará cómo se modifican estas propiedades ante los cambios de las condiciones de la atmósfera circundante (humedad, presión, temperatura, radiación (UV,IR, etc), gases presentes). Para ello generaremos los nanofilms mediante las técnicas de Deposición Física en Fase Vapor Asistida por Plasmas (PAPVD) tanto por cabezales del tipo magnetrón como por cañón electrónico. Buscamos controlar las características físicas y la micro estructura de los films cambiando los parámetros con los que se realiza la descarga, como son la tensión, la corriente de alimentación, la presión en la cámara de deposición y la concentración de los gases utilizados. Desarrollaremos modelos teóricos que se retroalimentarán con los datos experimentales para comprender estos datos y para orientar la síntesis de nanofilms con las características deseadas. De esta manera, se apunta por un lado a la comprensión de los fenómenos microscópicos involucrados en estos procesos de transporte de electricidad. Por otro lado, nuestro objetivo es el desarrollo de sensores de humedad y de gases con potenciales aplicaciones en metereología.

Estudio de los efectos de las radiaciones ionizantes sobre material biológico y sus aplicaciones en Física Médica y Biomédica

• Directora: Mariel Galassi

• Codirector: Horacio Castellini

• Participantes: Horacio Castellini, Mariel Galassi, Carolina Londero, Bibiana Riquelme, Verónica Tessaro, Martín Toderi

• Periodo: 2020 - 2023

Resumen: Las radiaciones ionizantes son utilizadas en el campo de la salud humana para diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades. El estudio de la interacción de las radiaciones ionizantes (rayos X, gamma, electrones, iones y neutrones) con el material biológico es de fundamental importancia para analizar y evaluar los efectos, tanto beneficiosos como adversos, sobre los pacientes. La hadronterapia es una modalidad de radioterapia que utiliza haces de iones y neutrones, de alta efectividad y selectividad biológica. Sin embargo, las incertezas en la dosimetría son muy elevadas. Esto está relacionado a la escasez de secciones eficaces que permitan describir las reacciones físicas de la interacción de los hadrones con el material de interés biológico. Por otra parte, las radiaciones ionizantes se utilizan para inactivar los linfocitos T presentes en las unidades de sangre a ser transfundidas a pacientes pediátricos o inmunodeprimidos, a fin de evitar la enfermedad de injerto contra el huésped (cuya tasa de mortalidad es mayor al 90%). Esto reduce considerablemente el tiempo de viabilidad/almacenamiento de las unidades de sangre. Si bien hay mucha bibliografía referida a alteraciones bioquímicas provocadas por irradiación con rayos X y gamma, poco se conoce acerca de los efectos sobre las propiedades hemorreológicas de los glóbulos rojos que podrían afectar la microcirculación. En el presente proyecto se avanzará en el estudio de los efectos de las radiaciones ionizantes sobre material biológico, particularmente sobre la sangre y sus componentes, tanto desde el punto de vista microscópico (células y moléculas de interés biológico) como macroscópico (dosimetría). El plan de trabajo comprende estudios teóricos de física básica como también simulaciones y experimentos. Desde el marco teórico, se estudiarán las secciones eficaces de los procesos físicos relevantes. Estas secciones eficaces se introducirán en Códigos Monte Carlo que permitirán calcular parámetros físicos de fundamental importancia en Física Médica. Se simularán diferentes tipos de tratamientos combinando técnicas de hadronterapia, braquiterapia y nanotecnología. Desde el marco experimental, se analizarán posibles cambios en las propiedades mecánicas y de agregación de eritrocitos humanos inducidos por la radiación y por la utilización de drogas infundidas a los pacientes para tratamientos oncológicos.

Dinámica cuántica de attopulsos y partículas cargadas veloces en interacción con atómos y biomoléculas

• Director: Omar Fojón

• Codirector: Juan Manuel Monti

• Período: 2020 -2023

Resumen: Estudio teórico de reacciones básicas de transferencia de carga con blancos atómicos y moleculares de interés biológico interactuando con pulsos energéticos de corta duración (attopulsos) asistidos por láseres infrarrojos así como procesos inducidos por haces de partículas cargadas veloces (iones pesados, electrones) cuyos tiempos efectivos de interacción son del orden del femtosegundo y sub-femtosegundo.

Simulación atomística de interfaces metálico-covalentes a partir de cálculos de primeros principios a traveś de técnicas de Machine Learning

• Directora: María Eugenia Torio

• Participantes: Fabio Busnengo, Pablo Granitto, Maximiliano Ramos Acevedo, María Eugenia Torio

• Período: 2019 - 2022

Resumen: El objetivo principal del presente proyecto es comprender la estabilidad química de las interfaces grafeno-Ni(111) y grafeno-Ru(0001) (ante moléculas simples como CH4, CO2 y H2O), y sus propiedades de transporte térmico a través de simulaciones de dinámica molecular. Para ello, se planea desarrollar e implementar técnicas de Machine Learning para obtener (a partir de cálculos de primeros principios) potenciales atomísticos realistas y computacionalmente económicos para sistemas complejos como son las interfaces entre sistemas metálicos y compuestos caracterizados por enlaces covalentes

Magnetismo en sistemas electrónicos fuertemente correlacionados

• Director: Luis O. Manuel

• Codirector: Claudio Gazza

• Participantes: Germán Blesio, Esteban Ghioldi, Matías González, Ignacio Hamad, Franco Lisandrini, Luis Manuel, Alejandro Mezio, Adolfo Trumper

• Período: 2019 - 2022

Resumen: Los estados cuánticos emergentes en sistemas de electrones fuertemente correlacionados están impulsando una nueva era de materiales cuánticos, los cuales exhiben una gran variedad de fenómenos cooperativos, tales como fases metálicas incoherentes que se apartan del comportamiento de líquidos de Fermi, excitaciones magnéticas fraccionarias y excitaciones topológicas tipo fermiones de Majorana. Para entender estos sistemas es necesario recurrir a nuevos paradigmas y al empleo de técnicas sofisticadas de resolución de los modelos teóricos. En particular, este proyecto se articula alrededor de tres áreas temáticas relacionadas a los sistemas fuertemente correlacionados: i) excitaciones fraccionarias en sistemas magnéticos frustrados, ii) efecto Kondo en nanosistemas magnéticos y iii) cálculos realistas en aislantes de Mott dopados. En sistemas frustrados se abordarán problemáticas relacionadas con la observación experimental de excitaciones no convencionales fraccionarias. El modelo involucrado es el de Heisenberg, para cuya resolución se usarán técnicas analíticas -la integral de camino de Feyman en desarrollos large N- y numéricas - grupo de renormalización de la matriz densidad (DMRG). En nanosistemas magnéticos se estudiará el efecto Kondo para impurezas de Anderson en una matriz superconductora con interacción espín-órbita, para analizar la posible existencia de fermiones de Majorana. Por otro lado, se estudiarán impurezas multiorbitales en el contexto de impurezas magnéticas en vacancias de grafeno, analizándose en particular comportamientos de no-líquido de Fermi y que podrían involucrar transiciones de fase topológicas. Para la resolución de los modelos se apelará a las técnicas DMRG, grupo de renormalización numérico y one crossing approximation (OCA). Finalmente, se estudiará la dinámica electrónica y de espín en ciertas fases metálicas correlacionadas, como el estado metálico incoherente en la proximidad de un aislante de Mott, mediante cálculos realistas que tengan en cuenta la compleja estructura orbital de los materiales. Se emplearán técnicas tales como OCA, teoría de iteración perturbativa y Monte Carlo cuántico en el contexto de un campo medio dinámico, y la teoría de campo medio de espín esclavo. Como resultado general del proyecto, se espera lograr un mejor entendimiento de la física básica involucrada en los hamiltonianos modelos a estudiar.

Estudio de compuesto multiferroicos a partir de cálculos de primeros principios y modelos atómicos

• • Director: Marcelo Sepliarsky

  • Participantes: Mónica Graf, Rodrigo Machado, Marcelo Stachiotti, Marcelo Sepliarsky

  • Período: 2019-2022

Resumen: Los materiales multiferroicos se caracterizan por la coexistencia en simultáneo de más de un tipo de ordenamiento ferroico: magnético, ferroeléctrico y/o ferroelástico. El interés en estos materiales se origina en la posibilidad de construir nuevas formas de dispositivos multifuncionales mediante el control de los acoplamientos cruzados entre dos o más de estas propiedades. En el presente plan se propone desarrollar una un esquema de simulación a nivel atómico basado en métodos de primeros principios que permita investigar propiedades de materiales multiferroicos a temperatura finita. A tal fin se realizarán cálculos basados en la teoría de la funcional densidad y simulaciones con potenciales clásicos. El plan se focalizará en compuestos ferroeléctricos prototípo con estructura de perovskita como BiFeO3, Pb(Fe0.5Nb0.5)x(Zr,Ti)1-xO3 y BaTiO3 y se aplicará al estudio de estructuras nanoscópicas y soluciones sólidas.

Estudio de nuevos materiales para uso odontológico

• • Director: Natalia Batista

  • Participantes: Iris Alvarez, Silvia B. Farina

  • Período: 2019-2022

Desarrollo de materiales cerámicos multiferroicos

• Director: Sebastián Barolín

• Participantes: Sebastián Barolín, Lucía Imhoff, Cristian Lavado, María Luz Santiago

• Período: 2018 - 2021

Estudio de resonancias en núcleos atómicos

• • Director: Rodolfo Id Betan

  • Participantes: Demian Goos, Rodolfo Id Betan

  • Período: 2018 - 2021

Estudio de física nuclear y radiaciones ionizantes en reactores nucleares de investigación

• Director: Pablo Bellino

• Codirector: Rodolfo Id Betan

• Participantes: Pablo Bellino, Vanessa Bernetti, Luciano Giorgi, Rodolfo Id Betan, José Orso, Raúl Taddeo

• Período: 2018 - 2021

Modificación de propiedades de superficie por deformación severa de materiales para la industria metalmecánica

• • Director: Raúl Bolmaro

  • Participantes: Martina Ávalos, Emanuel Benatti, María de los Ángeles Bertinetti, Raúl Bolmaro, Natalia De Vicentis, Analía Roatta, Javier Signorelli

  • Período: 2018 - 2021

Aplicaciones a la econofísica de técnicas de teoría de campos y mecánica estadística

• • Director: Oscar Pablo Zandrón

  • Participantes: Pablo Turner, Oscar Pablo Zandrón

  • Período: 2017 - 2020

Modelización y cálculos de primeros principios en óxidos, materiales multiferroicos y ferroeléctricos con puentes de hidrógeno

• • Director: Sergio Koval

  • Participantes: Sergio Koval, Jorge Lasave, Rodrigo Menchón, Federico Torresi

  • Período: 2017 - 2020

Diseño y desarrollo curricular de estrategias didácticas de carácter transversal e integrador destinadas a enriquecer la formación inicial y/o permanente de educadores en física

• • Director: Hugo Navone

  • Participantes: Matías Ávila, Germán Blesio, Andrea Fourty, Claudio Gazza, Matías Gonzalez, Franco Lisandrini, Santiago Luna, Luis Manuel, Rodrigo Menchón, Vladimir Moskat, Hugo Navone, Estanislao Porta, Carlos Silva, Adolfo Trumper

  • Período: 2017 - 2020

Estrellas extrañas y quark-novas

• • Director: Diego Sevilla

  • Participantes: Horacio Belluccia, Silvia Morales, Diego Sevilla, Alejandra Zorzi

  • Período: 2017 - 2020

Proyecto de Investigación CONICET

Estudio teórico de nuevos sistemas y materiales para aplicaciones en nanoelectrónica

• Proyecto de Unidad Ejecutora 2017

• Director de la Unidad Ejecutora: Raúl Bolmaro

• Responsable científico técnico: Fabio Busnengo

Producción, procesamiento y evaluación de aleaciones avanzadas de impacto tecnológico en la industria metal-mecánica regional y la industria nuclear nacional

• Proyecto de Unidad Ejecutora 2016

• Director de la Unidad Ejecutora: Raúl Bolmaro

• Responsable científico técnico: Jorge Malarría

Ordenes de carga en cupratos y su relación con las fases de pseudogap y superconductora. Implicancias en sistemas de electrones correlacionados

• Proyecto de Investigación Plurianual 2017-2019

• Responsable: Andrés Greco

Influencia de tratamientos superficiales en las propiedades tribológicas de aceros inoxidables

• Proyecto de Investigación Plurianual 2017-2019

• Responsable: Silvina Hereñú

Simulación de materiales ferroeléctricos con puentes de hidrógeno

• Proyecto de Investigación Plurianual 2017-2019

• Responsable: Sergio Koval

Estudio teórico-experimental de materiales ferroeléctricos, piezoeléctricos y multiferroicos para aplicaciones en dispositivos funcionales

• Proyecto de Investigación Plurianual 2017-2019

• Responsable: Marcelo Stachiotti

Aceros avanzados de alta resistencia (AHSS): optimización de la microestructura y evaluación de las propiedades mecánicas

• Proyecto de Investigación Plurianual 2015-2017

• Responsable: Iris Álvarez

Dispositivos fotónicos fraccionales para el análisis y procesamiento de señales

• Proyecto de Investigación Plurianual 2015-2017

• Responsable: Christian Cuadrado Laborde

Interacción dinámica entre haces de partículas cargadas y pulsos láseres ultracortos con átomos y moléculas en distintos estados de agregación

• Proyecto de Investigación Plurianual 2015-2017

• Responsable: Omar Fojón

Efecto Kondo y frustración magnética en materiales fuertemente correlacionados

• Proyecto de Investigación Plurianual 2015-2017

• Responsable: Adolfo Trumper

• Participantes: Germán Blesio, Claudio Gazza, Esteban Ghioldi, Matías González, Ignacio Hamad, Franco Lisandrini, Alejandro Lobos (Mendoza), Luis Manuel, Pablo Roura-Bas (Centro Atómico Bariloche), Adolfo Trumper, Verónica Vildosola (Centro Atómico Constituyentes)

Desarrollo de aceros de alto contenido de manganeso: estructuras, Transformaciones de fase y propiedades mecánicas en aleaciones con memoria de forma y aceros TRIP

• Proyecto de Investigación Plurianual 2014-2016

• Responsable: Jorge Malarría

Pairing en núcleos débilmente ligados

• Proyecto de Investigación Plurianual 2014-2016

• Responsable: Rodolfo Id Betan

Sistema de electrones correlacionados en bajas dimensiones

• Proyecto de Investigación Plurianual 2014-2016

• Responsable: Ariel Dobry

• Participantes: Ariel Dobry, Claudio Gazza, José Riera

Proyectos de investigación de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica (ANPCyT)

Etapas elementales de procesos fisicoquímicos sobre superficies, relevantes para la producción de hidrógeno y celdas de combustibles

• Responsable: Fabio Busnengo

• PICT 2016 Nro. 2750

• Participantes del DF: Fabio Busnengo, Alejandra Martínez, Maximiliano Ramos

Diseño de micro y nanoestructuras en aleaciones policristalinas con memoria de forma orientadas al desarrollo de actuadores

• Responsable: Jorge Malarría

• PICT 2016 Nro. 1460

• Participantes del DF: Lucio Isola, Jorge Malarría, Fernando Ugo