Modelado y simulación de sistemas moleculares, desde cúmulos pequeños hasta fases condensadas
Expositor: Dr. Humberto Saint-Martin – Instituto de Ciencias Físicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
Fecha: Martes 28/11/2017 – 10.30 hs. ¡¡NUEVO HORARIO!!
Las simulaciones numéricas ya se reconocen como una poderosa herramienta para la interpretación en términos de interacciones moleculares, de datos experimentales en sistemas de relevancia química, bioquímica, farmacéutica e incluso industrial; más aún, ya se plantea su uso para el diseño de nuevas moléculas con propiedades “deseables”, por ejemplo fármacos con baja toxicidad, anticongelantes amigables con el ambiente, filtros para eliminar distintos contaminantes disueltos en agua y un largo etcétera. Por supuesto que la capacidad predictiva de las simulaciones depende de la calidad de los modelos moleculares (potenciales analíticos o force-fields, ff’s) con que se cuente. Idealmente estos modelos deberían poder obtenerse a partir de primeros principios, con lo cual bastaría proponer tanto el conjunto de átomos en las moléculas a modelar como sus posiciones relativas en el espacio, o sea sus coordenadas internas: longitudes de enlace, ángulos de enlace y ángulos dihedros. Esto ya es posible usando los métodos de la Química Cuántica; pero no lo es usando las simulaciones clásicas, bien por dinámica molecular o por Monte Carlo, que requieren de ff’s con formas funcionales analíticas y parámetros específicos para cada tipo de átomo. Luego de varias décadas de usar las simulaciones, se han encontrado funciones de potencial razonables que han producido descripciones satisfactorias; sin embargo y a pesar de grandes esfuerzos por intentarlo, todavía no ha sido posible determinar los parámetros de esas formas funcionales a partir de los cálculos cuánticos. Por ejemplo, la carga que se asigne a cada átomo. En esta charla se presenta una discusión acerca de los alcances y limitaciones de los métodos y los modelos que se pueden emplear para estudiar fenómenos que ocurren en distintas escalas de tamaño y de tiempo (“según el sapo es la pedrada”), usando como ejemplos la búsqueda de estructuras óptimas con cálculos cuánticos y las simulaciones de tipo Born-Oppenheimer de agregados “pequeños”; el diseño de modelos moleculares complejos (polarizables) y su uso en simulaciones clásicas; el diseño de modelos estándar para simulaciones de mezclas de líquidos y para el estudio de la coexistencia de fases.