LÍNEAS DE GENERACIÓN Y/O APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO

FÍSICA DE NANOESTRUCTURAS Y MATERIALES AVANZADOS

El gran interés por reducir el tamaño de los dispositivos en la microelectrónica y la necesidad de entender y aprovechar las propiedades novedosas que surgen a escalas nanométricas, exige estudiar la física de nanoestructuras en todas sus vertientes. Experimentalmente se consigue producir nanoestructuras de cero, una, dos y tres dimensiones sobre estructuras sencillas y complejas por diferentes métodos. Por ejemplo, métodos físicos (litografía, PLD, etc.) así como métodos químicos (sol-gel, hidrotermal, etc.) son empleados en nuestros laboratorios para estudiar nonoestructuras desde 0 hasta 3 dimensiones. Diferentes microscopías y espectroscopías así como laboratorios equipados para la síntesis y caracterización de nanomateriales constituyen la infraestructura existente en ambas instituciones. Teóricamente se estudian propiedades estructurales, electrónicas, magnéticas, ópticas, plasmónicas y, de transporte de carga y de espín, usando diferentes métodos analíticos y numéricos. Los mecanismos novedosos que surgen cuando se estudia las propiedades de transporte electrónico en la escala nanométrica es conocimiento nuevo y exige capacitar a nuestros estudiantes con la finalidad de lograr insertar recursos humanos altamente especializados en campos emergentes  como nanoelectrónica, nanofotónica, nano-catálisis, recubrimientos duros, luminiscencia,celdas de combustible, ferroelectricidad, entre otros. Por otro lado esta LGAC permite coadyuvar y capacitar a los estudiantes con conocimiento teórico – experimental en actividades interdiciplinarias en campos emergentes como la nanobiotecnología y la nanomedicina.

FISICOQUÍMICA DE NANOMATERIALES Y NANOCATÁLISIS

El principal objetivo es la aplicación del conocimiento científico para la elaboración e investigación de materiales novedosos con potencial aplicación tecnológica. Para cumplir estas tareas, es necesario realizar la síntesis de estructuras jerárquicas y estructuradas, como nanopartículas de metales de transición o semiconductores que pueden ser soportados en la superficie o dentro del volumen de una matriz.

Se lleva a cabo la adaptación de la composición y la estructura de las nanopartículas, y al mismo tiempo se ajustan los parámetros de la síntesis de los soportes, lo cual permite controlar las propiedades del material sintetizado en la manera más efectiva, incluyendo la exploración de efectos sinérgicos.

En particular, se realizan estudios teóricos y experimentales de las propiedades de los materiales preparados, los cuales contienen cúmulos de metales nobles y metales de transición, catalizadores, nanoreactores, etc. Asimismo, se investigan propiedades de sulfuros de metales de transición nanométricos para reacciones de hidroprocesamiento de petróleo. También, se realiza el diseño de procesos novedosos en biocatálisis y biotecnología; se desarrollan sistemas basados en zeolitas, materiales mesoporosos con distribución de porosidad controlada, dendrímeros, nanogeles y nanopartículas poliméricas para transporte y liberación de fármacos.

NANOFOTÓNICA

La Nanofotónica es la ciencia que se ocupa del estudio teórico y experimental de las interacciones entre la materia y la luz en la escala nanométrica, así como de la fabricación de material nanoestructurado, modificado de forma natural o artificial, en sus propiedades físicas, químicas o de estructura para explorar y aumentar las reacciones a esta escala cuando interactúa con la luz. Esta línea de generación de conocimiento pretende coadyuvar en la formación de estudiantes  que sean capaces de realizar investigación independiente sobre nanociencias orientada a problemas de nanofotónica relevantes, haciendo uso de los recursos e infraestructura disponible en CICESE, CNyN e instituciones afines.

BIONANOTECNOLOGÍA

 La Bionanotecnología es un área novedosa y de muy rápido avance en el mundo con grandes oportunidades científicas y tecnológicas, que utiliza las herramientas y procesos de nano- y micro-fabricación aunados a sistemas bioquímicos y biológicos para construir dispositivos que se aplican a la solución de problemas tecnológicos. Esta área se caracteriza por ser de naturaleza interdisciplinaria entre biólogos, químicos, físicos e ingenieros.

Sus objetivos principales consisten en estudiar la combinación de las propiedades de los sistemas biológicos y de los materiales a escala nanométrica para convertir y transportar la energía, sintetizar compuestos orgánicos específicos, sintetizar macromoléculas, almacenar información, reconocer, detectar o señalizar, autoensamblar y reproducir.

Asimismo generar conocimiento, tecnología y recursos humanos en los campos de conocimiento de nanobiocatálisis, nanomedicina, biomateriales nanoestructurados y fábricas celulares.