La colaboración en la investigación permite la interacción de conocimientos y recursos, acelera la obtención de resultados y resolución de problemas, y fomenta el progreso científico global. En el Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas”, el doctor Gregorio Hernández Cocoletzi trabaja bajo este principio, mediante alianzas con otras instituciones para brindar certeza teórica a resultados experimentales con aplicaciones en Medicina y Optoelectrónica.

Adscrito al Instituto de Física “Luis Rivera Terrazas” (IFUAP), Gregorio Hernández Cocoletzi, Investigador Nacional Emérito, centra su trabajo en estudios predictivos de nuevos materiales con dimensiones nanométricas y en el modelado computacional para explicar resultados experimentales de superficies de materiales.

Al hablar de sus proyectos, menciona el modelado computacional o estudios de Primeros Principios del crecimiento epitaxial del arseniuro de aluminio (AlAs), sobre grafeno, el cual está depositado sobre un sustrato de arsenuro de galio (GaAs), con el propósito de fabricar cristales semiconductores para aplicaciones prácticas en dispositivos, como celdas solares y diodos emisores de luz, y en lo general para crear dispositivos fotovoltaicos y optoelectrónicos.

La parte experimental está a cargo de un grupo de investigadores del Departamento de Física del Cinvestav, quienes caracterizan las muestras para después entregarlas al doctor Hernández Cocoletzi, para que analice los materiales y compruebe teóricamente el experimento propuesto.

“Ya que tenemos la información, modelamos esa estructura y hacemos cálculos para determinar su estabilidad estructural; es decir, la energía de formación de la superficie para conocer cómo es que la estructura se puede hacer crecer, desde el punto de vista del modelado. De esta forma, si el modelado coincide con el experimento, podemos asegurar que comprobamos de manera satisfactoria los resultados experimentales”.

Para realizar estos cálculos o modelado, el doctor Hernández Cocoletzi y su equipo utiliza la Teoría de Primeros Principios, la cual emplea diferentes códigos computacionales como el Quantum Espresso y el programa de PWscf, con el que obtienen la energía total, para después calcular la energía de formación, entre otros estudios de la estructura, para finalmente compararlos con los resultados experimentales.

Este trabajo ha dado lugar a diversas colaboraciones con investigadores, a menudo egresados del IFUAP, como Rodrigo Ponce, quien ahora está en el Centro de Nanociencias en Ensenada; y Reyes García Díaz, de la Universidad Autónoma de Coahuila, ambos doctores en Ciencia de Materiales.

“Con el doctor Rodrigo Ponce también realizamos un trabajo sobre adsorción de átomos y moléculas en superficies semiconductoras, para estudiar fenómenos como la fotocatálisis”.

Asimismo, mantiene colaboración con otro grupo experimental liderado por la doctora María Josefina Robles, del Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores, con un proyecto que tiene como objetivo capturar moléculas contaminantes para mejorar el medio ambiente. En ambos casos se encarga del modelado de los experimentos que realizan.

Otra línea de investigación que aborda se enfoca en el análisis de las propiedades estructurales y electrónicas del encapsulamiento de moléculas orgánicas en nanotubos de nitruro de boro, que podrían ser usados como medio de transporte para que un compuesto médico encapsulado llegue al órgano indicado, aumentando su eficacia y reduciendo efectos negativos.

En este caso se colocan moléculas de un fármaco en un nanotubo, y una vez obtenida la estructura relajada se calcula la energía de adsorción para verificar si es favorable. La intención es comprobar si este fármaco se puede transportar a la parte del cuerpo que se desee.

Este trabajo lo desarrolla también en coordinación con las doctoras Dolores García Toral —de la Facultad de Ingeniería Química de la BUAP— y Aracely del Carmen Martínez, así como María Teresa Romero de la Cruz, ambas de la Universidad Autónoma de Coahuila. También mantiene colaboración con la doctora Sandra Julieta Gutiérrez Ojeda, del Instituto de Física de la UNAM, además de Akari Narayama, quien realiza un posdoctorado y está involucrada en proyectos que tienen que ver con la adsorción de moléculas.

Dentro del IFUAP, el doctor Gregorio Hernández pertenece al cuerpo académico consolidado “Física computacional de la materia condensada”, cuyos integrantes son Juan Francisco Rivas, Antonio Flores, Minerva González, Alejandro Palma, Dolores García y Omar de la Peña. Su trabajo se refleja en diversos artículos y colaboraciones internas y externas.

La ciencia ha tenido un crecimiento acelerado en materia de nanociencia y nanotecnología, por lo que el trabajo del doctor Hernández Cocoletzi y su equipo de colaboradores resulta crucial, porque la comprobación teórica de un experimento valida los resultados y demuestra que sus aportaciones van a la par con el desarrollo científico y tecnológico de esta ciencia que busca diversas aplicaciones para solucionar problemas reales.