Biofísica y Ciencia de Materiales

En este área de Biofísica se dedica al estudio de bicapas lipídicas y su importancia en el transporte transmembranal, particularmente en el transporte relacionado a fármacos, antifúngicos (anfotericina B nistatina, filipina, entre otros).

El grupo de Ciencia de Materiales cultiva la síntesis de nanomateriales, desarrollo de inhibidores de corrosión y técnicas ce caracterización de materiales basadas en microscopía de transmisión y fuerza atómica y difracción de rayos X y UV. Este área cuenta con 9 laboratorios

En el área Biofísica se trabaja en el estudio de bicapas lipídicas y su importancia en el transporte transmembranal, particularmente en el transporte relacionado a fármacos antifúngicos como por ejemplo anfotericina B, nistatina, filipina entre otros. Para realizar un estudio integral de las bicapas lipídicas se utilizan una gama muy variada de técnicas experimentales y computacionales entre las que destacan: simulaciones de dinámica molecular utilizando diferentes potenciales (GROMACS, CHARM etc..), electrofisiología y microscopia de fuerza atómica(AFM). Las imágenes 1 a 3 muestran una representación gráfica del orbital ocupado de más energía (HOMO) de arsénico obtenido mediante dinámica molecular, registros de electrofisiología de una bicapa con presencia de canales de anfotericina B y una imagen topográfica de una bicapa soportada con segregación de fases, respectivamente. La experiencia en las simulaciones de dinámica molecular ha permitido que se modifiquen los potenciales existentes a modo de refinarlos y adecuarlos a los sistemas que se requieren tratar en el caso de bicapas de mezclas binarias o ternarias.

Líneas de Investigación

En la biofísica molecular experimental los investigadores trabajan con microscopía de fuerza atómica, canales iónicos, dinámica molecular, inteligencia artificial, estadística, y muchas más. En la biofísica computacional los investigadores utilizan una gama de plataformas de cómputo científico para simular diversos fenómenos biológicos a muchos niveles – desde el comportamiento de macromoléculas individuales y sistemas de muchas moléculas, hasta membranas y reconocimiento quiral, así como en la predicción de la estructura 3D de proteínas. Algunos de las líneas de investigación que se persiguen en nuestro grupo son:

1. Desarrollo de potenciales refinados a partir de primeros principios y sus aplicaciones en simulaciones numéricas.

2. Estudios experimentales de las bases moleculares del transporte iónico y las propiedades fisicoquímicas de las membranas celulares

3. Diseño de potenciales intermoleculares con calidad ab initio

4. Estudio del agua líquida bajo condiciones ambiente y supercríticas

5. Estudio del canal iónico de potasio KcsA

6. Estudio del efecto hidrofóbico mediante simulaciones numéricas

7. Cálculos de estructura de materiales superconductores

8. Estudio de materiales absorbentes

9. Predicción de estructura 3D de proteínas – Funciones de Evaluación basadas en el conocimiento – Inteligencia Artificial

10. Estudios de las Relaciones Estructura y Actividad (QSAR) para el diseño de nuevos fármacos

11. Estudios de Dinámica Molecular en complejos de inclusión Enantiodiferenciación Molecular.

12. Caracterización biofísica de las membranas biológicas que definen sus propiedades fisiológicas en la célula:

-Membranopatias
-Estudio de interacciones Lípido-Proteína
-Membrana celular como blanco terapéutico

Grupo de trabajo

Investigador

Técnico Académico

Postdoctorado

Estudiante

Visitante

Johan Felipe Navia Pizo

Asistente de investigador

Mónica Solís Cárdenas

Infraestructura

1. Paquete MONTECUERNA para simulaciones numéricas de sistemas moleculares con el método de Monte Carlo

2. Combinación de la técnica de medidas electrofisiológicas de canal unitario y microscopía de fuerza atómica.

3. MiniCluster de 12 procesadores con SO Centos v2.0; 3 PC con cuádruple núcleo con SO Mandriva 20; 2 PC con MS-Windows XP de 64 bits. Desarrollo de software ad hoc al análisis estructural y predicción de estructura de las proteínas.

Publicaciones

Artículos en revistas con arbitraje indizadas (Web of Science, JCR, SCOPUS)

Art�culos en revistas de ense�anza indizadas

Martín Pech-Canul, Iyali Carreón Moncada, Luis A. González, Socorro Valdez. The development of new materials and processes under the remodeled central paradigm of materials science and engineering. XXIV CIME_Avances en Metalurgía, Materiales y Medio Ambiente (2015) 222-230.
Un recorrido por las propiedades microestructurales de la aleación Al-Fe-Cr. S. Valdez, A. Molina, B. Campillo, J. Juárez, A. Rodríguez Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería. 21(2) (2013) 301-305.
Diego M. Martinez de la Escalera, Lorenzo Martínez Gómez, Juan Carlos Sanchez Ghenno, Francisco Fernández Lagos. The Human Element. World Pipelines. Abril 2012.
S. Valdez, B. Campillo and J. Islas,

Correlation between Hardness, Structure and Electrochemical Performance of an AlZnMnMg Alloy;

Engineering, Vol. 4 No. 9, 2012, pp. 590-597.
Socorro Valdez. M.Suárez. O.A. Fregoso.
Microhardness, microstructure and electrochemical efficiency of an Al-(Zn/xMg) alloy after thermal treatment.
JMST (#20110586). Aceptado.
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Artículos in extenso de memorias de congresos y proceedings (No resúmenes)

Artículos en revistas con arbitraje NO indizadas

Ramiro PérezCampos, Antonio Contreras Cuevas y Rodrigo A. Esparza Muñoz. Characterization of Metals and Alloys. Springer Verlag ISBN: 978-3-319-31693-2.
Liga a la publicación
R. Pérez, A. Contreras y R. Esparza, "Structural and chemical characterization of metal alloys and compounds", Trans Tech Publications Vol. 793, EUA, ISBN: 978-3-03835-107-8 (2014).
R. Pérez, A. Contreras y R. Esparza, "Structural and Chemical Characterization of metal alloys and compounds" Materials Research Society Vol. 1616, , Estados Unidos de América, abril de 2014, (Edición Digital).
S.R.Casolco. S.Valdez-Rodríguez.
Problemas Prácticos de Metalúrgia.
Editorial Académica Española. LAP Lambert Academic Publishing GmbH & Co. KG. Nov 15, 2011.
ISBN-13. 978-3-8465-6568-1.
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Libros

Martin I. Pech-Canul, Socorro Valdez Rodríguez, Luis A. González and Nuggehalli M. Ravindra.

Emerging Opportunities and Future Directions.

Book. Semiconductos - Synthesis, properties and applications.(2019) 575-584

Publicado

Springer Nature Switzerland AG
Liga a la publicación
S.Valdez Rodriguez, B.Campillo, J. Islas, Microstructure and microhardness of AlZnMnMg alloy during heat treatment.Encyclopedia of Aluminum and its Alloys. Series: Metals and Alloys Encyclopedia Collection.
ISBN 9781466510807 - CAT# K14799 Edited by: George E. Totten, Murat Tiryakioglu, Olaf Kessler. CRC Press-Taylor & Francis Group. Volume II, pp1613-1620, November 16, 2018.
Liga a la publicación
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Capítulos de libros

J. I. Amaro-Estrada, C. I. León-Pimentel, A. Ramírez-Solís, H. Saint-Martin; Enfoque molecular del envanenamiento por plomo; inventio, la génesis de la cultura universitaria en Morelos, noviembre 2016-febrero2017, 31, 2017
Liga a la publicación
J. I. Amaro-Estrada, C. I. León-Pimentel, A. Ramírez-Solís, H. Saint-Martin, Enfoque molecular del envenenamiento por plomo, Inventio pp. 31-33, 2016
Socorro Valdez Rodríguez, Química. Un mundo maravilloso. Revista Digital Universitaria-UNAM. Junio 2016. ISSN: 1607 - 6079 www.revista.unam.mx/vol.17/num6/art46/
Liga a la publicación
The development of new materials and proceses under the remodeled central paradigma of materials science and engineering.

MARTIN I. PECH-CANUL, IYALI CARREÓN-MONCADA, LUIS. A. GONZÁLEZ, SOCORRO VALDEZ.

XXIV CIME, “Avances en Metalurgia, Materiales y Medio Ambiente”. XXIV CONGRESO INTERNACIONAL EN METALURGIA EXTRACTIVA HERMOSILLO SONORA, DEL 29 DE ABRIL AL 1 DE MAYO DE 2015. pp. 222-230.
Ramón Garduño Juárez., Aplicación de las Matemáticas en la vida cotidiana. La Ciencia de Morelos para el Mundo (Union de Morelos). 03/02/2014.
El material compuesto, una combinación eficiente. Socorro Valdez-Rodríguez. No. 431, El Nivel periódico de Yautepec Morelos. Feb 3, 2012.
Los materiales y la ingeniería de tejidos. Socorro Valdez-Rodríguez. No. 453, El Nivel periódico de Yautepec Morelos. Julio 13, 2012.
La nanoestructura de los materiales. Socorro Valdez-Rodríguez. No. 454, El Nivel periódico de Yautepec Morelos. Julio 27, 2012.
El inminente proceso de la fundición y solidificación en la industria metalúrgica.
Socorro Valdez-Rodríguez. No. 455, El Nivel periódico de Yautepec Morelos. Agosto 03, 2012
Un recorrido por las características de la Dinámica Molecular en Ciencia de Materiales.
Socorro Valdez-Rodríguez. No. 456, El Nivel periódico de Yautepec Morelos. Agosto 10, 2012
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Servicios

SERVICIOS DE LOS LABORATORIOS DEL GRUPO DE CIENCIA DE MATERIALES

Contacto para cotizaciones, información y otras consultas: sgm@icf.unam.mx

El grupo de Ciencia de Materiales del Instituto de Ciencias Físicas –UNAM cuenta con una amplia gama de equipos para caracterización de materiales de tecnología avanzada, el cual se encuentra disponible para brindar servicios a la academia y a la industria privada de todo el país.

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO (SEM/EDS/XRF)

El microscopio electrónico JEOL© JSM-IT500 tiene acoplado un detector Bruker© XFlash 6|30 y una fuente de rayos XBruker© Xtrace, combinación con la cual pueden realizarse microanálisis químicos con mayor rapidez que otros microscopios de un modelo inferior, lo cual trae como consecuencia el análisis de un mayor número de muestras por hora de servicio.

Servicios:

Caracterización morfológica y/o microestructural de materiales.
Microanálisis químico por dispersión de energía (EDS)
Microanálisis químico por fluorescencia de rayos X (XRF)

Áreas de aplicación:

Las áreas de aplicación son amplias y muy variadas, en las que se incluyen:

Ciencias de Materiales
Control de Calidad
Nanotecnología
Electrónica y semiconductores
Industria Extractiva
Análisis de falla y optimización de procesos
Análisis Forenses

DIFRACCIÓN DE RAYOS X EN POLVOS (XRD)

El laboratorio cuenta con un difractómetro Bruker©D8 Advance Eco con el que es posible implementar de manera eficiente la técnica de difracción de rayos X, la cual permite el análisis estructural de materiales cristalinos, incluido el arreglo atómico, el tamaño de los cristales, su orientación preferencial, etc.

Servicios

Preparación de muestras de polvo para análisis por XRD de materiales cristalinos.
Obtención del patrón de difracción de polvos.
Identificación y cuantificación de fases cristalinas presentes
Medición del tamaño promedio de cristalitas.
Determinación de los parámetros de red.

Aplicaciones

ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA POR TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR)

El espectrómetro FTIR Nicolet Is 10 tiene un intervalo espectral que va de 7800 a 350 cm^-1, con una resolución de 0.4 número de onda espectral. Con este instrumento es posible revelar la composición de sólidos y líquidos. El uso más común es la identificación de materiales desconocidos y la confirmación de materiales de producción (entrantes o salientes). El contenido de la información es muy específico en la mayoría de los casos, lo que permite una discriminación fina entre materiales similares. La velocidad del análisis FTIR lo hace particularmente útil en aplicaciones de detección, mientras que la sensibilidad potencia muchas aplicaciones de investigación avanzada. El equipo cuenta con el aditamento ATR que minimiza la preparación de muestras y eficientiza el procesamiento de datos, así como de muestras por hora.

Servicios:

Obtención de espectros FTIR de materiales sólidos y líquidos

Aplicaciones

Algunas de las aplicaciones más comunes son:

Verificación de calidad de materiales entrantes / salientes
Microanálisis de pequeñas secciones de materiales para identificar contaminantes
Análisis de muestras en forma de líquidos, polvos, así como películas finas y recubrimientos.

ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO SIMULTANEO (TGA/DSC)

La termobalanza STA PT 1600 permite realizar análisis simultáneos (TG + DSC) con alta resolución manteniendo una estabilidad incluso en condiciones de vacío y flujo de gases. El barrido de temperaturas puede realizarse desde la temperatura ambiente hasta 1500°C, y se cuenta con la mayoría de los accesorios para garantizar la configuración perfecta para cada aplicación.

Servicios:

Análisis termogravimétrico (TGA)
Calorimetría Diferencial de barrido (DSC)
Análisis simultáneos (TGA-DSC)

Aplicaciones

Evaluación de pérdida de masa
Evaluación de picos de energía
Determinación de temperatura de transición vítrea
Cálculo de capacidad calorífica en función de la temperatura

Áreas:

Ciencia de Materiales
Industria Química
Cerámica y vidrio
Polímeros
Síntesis

Solicitudes de servicios:

Formato de solicitud de servicios FTIR

Formato de solicitud de servicios SEM

Formato de solicitud de servicios STA

Formato de solicitud de servicios XDR

Laboratorios

Laboratorios de Ciencia de Materiales

Los laboratorios de Ciencia de Materiales son: Laboratorio de Síntesis Química. Laboratorio de Integridad de Materiales. Laboratorio de Nanotecnología. Laboratorio de Electroquímica. Laboratorio de Microscopía Electrónica, Fuerza Atómica y Difractómetro de Rayos X. Laboratorio de Metalurgia y Metalografía.
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Laboratorio de Membranas

En nuestro laboratorio se investiga la caracterización biofísica de las membranas biológicas que definen sus propiedades fisiológicas en la célula.
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Laboratorio de Biofísica

En el laboratorio de biofísica del ICF-UNAM nos enfocamos en estudiar y entender los mecanismo de acción de antibióticos polienos. Para ellos utilizamos herramientas experimentales y teóricas que incluyen Microscopia de Fuerza Atómica, Espectrofotometría de UV/vis, Electrofisiología de canal unitario y simulaciones de Dinámica Molecular de bicapas lipídica ...
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