Modelo computacional para entender y predecir nuevos materiales emisores de luz.
Director del proyecto
Dr. Daniel Aravena, Facultad de Química y Biología Usach
Contexto
En muchas áreas tecnológicas, como la fabricación de pantallas, sensores, luces LED o dispositivos médicos, se utilizan materiales que tienen la capacidad de emitir luz cuando reciben energía. Esta propiedad, conocida como luminiscencia, depende de factores muy complejos que varían según la estructura química del material, su entorno y su temperatura. Saber de antemano las propiedades emisivas de un material es un desafío aún no resuelto en el caso de materiales inorgánicos, como los que contienen metales de transición o elementos de tierras raras denominados lantánidos.
Problema
Actualmente, no existe una herramienta confiable que permita predecir desde cero qué tan eficiente será un material inorgánico para emitir luz. Esto obliga a los investigadores a realizar múltiples pruebas experimentales que pueden ser costosas y lentas, sin garantías de éxito, lo que ralentiza el desarrollo de nuevos materiales luminiscentes para aplicaciones tecnológicas.
Solución
Este proyecto busca desarrollar un protocolo computacional que permita predecir el rendimiento de luminiscencia de un material inorgánico sin necesidad de fabricarlo previamente. Para lograrlo, el equipo combinará simulaciones teóricas avanzadas con estudios experimentales muy detallados de compuestos diseñados especialmente para este fin. Se trabajará con dos tipos de materiales: complejos metálicos de cobre, plata y oro, y compuestos de lantánidos, todos conocidos por su potencial luminiscente.
Objetivos
1. Diseñar y probar un modelo computacional capaz de estimar el brillo de un material a partir de su estructura.
2. Generar una base de datos experimental precisa y controlada para validar el modelo.
3. Sintetizar y caracterizar compuestos inorgánicos emisivos en diferentes condiciones (sólido, solución y distintas temperaturas).
4. Establecer un protocolo general que pueda ser utilizado por otros investigadores para acelerar el desarrollo de nuevos materiales luminiscentes.
Beneficios
Los principales beneficios de este proyecto apuntan a reducir significativamente el uso del ensayo y error en el desarrollo de nuevos materiales emisivos, optimizando así el tiempo y los recursos invertidos en investigación aplicada. Al generar un protocolo de predicción confiable, se facilitará el diseño más eficiente de tecnologías ópticas, médicas y electrónicas. Además, esta iniciativa contribuirá al fortalecimiento de las capacidades nacionales en química teórica y diseño de materiales funcionales, generando conocimiento de frontera con aplicaciones en diversas industrias. Finalmente, el proyecto pondrá a disposición de la comunidad científica una base de datos experimental detallada y un método de cálculo validado, con estándares abiertos que podrán ser utilizados como referencia y punto de partida para futuros desarrollos.
