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.

 

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

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.

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

  • Lanthanum titanate nanometric powder potentially for rechargeable Ni-batteries, Synthesis and electrochemical hydrogen storage
    Autores: J. Henaoa, Y. Pachecob, O. Sotelo, M. Casales, L. Martinez-Gómez, Journal of Materials Research and Technology, Volumen:  8(1), Página: 759-765, 2019.
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  • Título:Development of bioconjugated nano-molecules against targeted microbial pathogens for enhanced bactericidal activity
    Autores:Syed Baker, M.N. Nagendra Prasad, Raghuraj Singh Chouhan, K. Mohan Kumar, S. Satish,
    Revista: Materials Chemistry and Physics
    Volumen: 242
    Páginas: 122292
    Fecha de publicación:15 February 2020
    Estatus: Publicado
     
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  • Porcayo-Calderon, J., Ramos-Hernandez, J. J., Porcayo-Palafox, E., Martínez de la Escalera, L. M., Canto, J., Gonzalez-Rodriguez, J. G., & Martinez-Gomez, L. (2019). Sustainable Development of Corrosion Inhibitors from Electronic Scrap: Synthesis and Electrochemical Performance. Advances in Materials Science and Engineering, 2019.
     
    Página: 14
    Volumen 2019
    Fecha de publicacion: 6 de diciembre del 2019.
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  • Título: Tracing source and mobility of arsenic and trace elements in a hydrosystem impacted by past mining activities (Morelos state, Mexico),
    Autores: Aurélie Barats, Christophe Renac, Anna Maria Orani, Gaël Durrieu, Humberto Saint-Martin, María Vicenta Esteller, Sofía Esperanza Garrido Hoyos,
    Revista: Science of the Total Environment 
    Fecha de publicación: 18 de noviembe del 2019
    Estatus: En prensa
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  • Flores-Garcia, N. S., Arrieta-Gonzalez, C. D., Ramos-Hernandez, J. J., Pedraza-Basulto, G. K., Gonzalez-Rodriguez, J. G., Porcayo-Calderon, J., & Martinez-Gomez, L. (2019). Rare Earth-Based Compounds as Inhibitors of Hot-Corrosion Induced by Vanadium Salts. Materials, 12(22), 3796.

    Fecha de publicación: 19 de noviembre del 2019.

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  • Título: Green fabrication of 2D platinum superstructures and their high catalytic activity for mitigation of organic pollutants
    Autores: NKR Bogireddy, U. Pal, MK Kesarla, JM Dominguez, L. Martinez Gomez, V. Agarwal
    Reista: Catalysis Today
    Volume: In press
    Pages: In press
    Publication date: 2019/06/15
    Estatus: PUBLICADO
     
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  • Título: Fabrication of g-C3N4/TiO2 heterojunction composite for enhanced photocatalytic hydrogen production
    Autores: S. Godavarthi. M.A. Alcudia-Ramos, M.O. Fuentez-Torres, F. Ortiz-Chi, C.G. Espinosa-González, N. Hernández Como, D.S. García-Zaleta, M.K. Kesarla, J.G. Torres-Torres, V. Collins-Martínez
    Revista: Ceramics International
    Volumen:46(1)
    Páginas: 38-45
    Fecha de publicación: 2019/08/28
    Estatus: PUBLICADO
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  • Título: Transformation of g-C3N4 into onion like carbon on nickel nanoparticles for ultrafast hydrogenation

    Autores: Mohan Kumar Kesarla, Nallabala Nanda Kumar Reddy, Filiberto Ortiz-Chi, Claudia Guadalupe Espinosa-González, José Gilberto Torres Torres, Norberto Hernandez-Como, Srinivas Godavarthi, Lorenzo Martinez Gomez
    Revista: Materials Chemistry and Physics
    Volumen: 240
    Páginas: 122157
    Fecha de publicación:2019/09/11
    Estatus: Publicado
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  • Título: Biophysical characterization of the insertion of two potent antimicrobial peptides-Pin2 and its variant Pin2[GVG] in biological model membranes

    Autores: Brandt Bertrand, Sathishkumar Munusamy, José-FranciscoEspinosa-Romero, Gerardo Corzo, Iván Arenas Sosa, Arturo Galván-Hernández, Iván Ortega-Blake, Pablo Luis Hernández-Adame, JaimeRuiz-García, José-LuisVelasco-Bolom, Ramón Garduño-Juárez, Carlos Munoz-Garay

    Revista: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, vol 1862, 183105, 2020.

    Estatus: PUBLICADO

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  • Título: Morphology and dynamics of domains in ergosterol or cholesterol containing membranes

    Autores: Arturo Galván-Hernández, Naritaka Kobayashi, Jorge Hernández-Cobos, Armando Antillón, Seiichiro Nakabayashi, Iván Ortega-Blake

    Revista: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

    Volumen: 1862

    Páginas: 183101

    Fecha de publicación: 1 Febrero 2020

    Estatus: PUBLICADO

     

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Artculos en revistas de enseanza 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. ValdezB. 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 resmenes)

  • Estudio de soluciones sólidas en aleaciones base aluminio de media entropia.
    S. Valdez Rodríguez, S. Robles, M.I. Pech-Canul.
    Colección Memorias de los Congresos de la Sociedad Química de México. 
    54 Congreso Mexicano de Química y 38 Congreso Nacional de Educación Química.
    Química Metalúrgica (2019) 8-13. 
    ISSN 2448-914X
    Publicado
     
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  • Influencia del tratamiento térmico sobre la microestructura del sistema cuaternario AlMgSiZn

    Valdez Rodríguez Socorro, Rojas Hugo.
    Revista Tendencias en docencia e Investigación en Química. 5 (5)(2019) 461-465.
    X Congreso Internacional en Docencia e Investigación en Química. Química de Materiales (Metalurgia). UAM Azcapotzalco, División de Ciencias Básicas e Ingeniería.
    ISSN: 2448-6663
    Publicado
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  • Martin Pech-Canul; Socorro Valdez; Luis González; Golam Newaz; Xiaoming Wang;  Carlos León-Patiño; Updating Definitions and Concepts in the Discipline of Composite Materiales. Multifunctional Ceramic- and Metal-matrix Composites: Processing, Microstructure, Properties and Performance Proceedings. Materials Science & Technology 2018.

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  • Martin Pech-Canul; Socorro Valdez; Milka Acosta-Enríquez; Héctor Hdz-García; Eulices Acosta-Enriquez; José Flores-García. A revamped Classification of Composite Materials.
    Multifunctional Ceramic- and Metal-matrix Composites: Processing, Microstructure, Properties and Performance. Proceedings Title: MS&T18: Conference Proceedings: Unedited Section. Materials Science & Technology 2018.
    Materials Science & Technology 2018

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  • Arturo Galván-Hernández, Carlos Muñoz-Garay, Iván Ortega-Blake (2016). Aggregates of Amphotericin B onto Supported Lipid Bilayers of DOPC:SM:Chol. 110:3, Supplement 1, 497a–498a

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  •  A. Baltazar, R. Esparza, J. L. Lopez Miranda, G. Rosas y R. Pérez. Bimetallic alloys of Fe2O3-Ag nanoparticles. Characterization and structure modelling. Materials Research Society (On Line Proceeding) 2016, 6. (Indexada en SCOPUS). 

     

    Liga a la publicación
  • Martín I. Pech-Canul, Socorro Valdez. Updating the definition and concepts in the field of composite materials. Contributed Paper Materials Science and Technology (2015) 337-345.


  • Martín Pech-Canul, Socorro Valdez, José Cruz Flores-García, Ana Lilia Leal-Cruz. Potentialities and Limitations of Functional Ceramic-matrix composites. Symposium: Avant-garde developments in the processing, properties and performance of multifunctional ceramic- and metal-matrix composites. Contributed Paper from Materials Science and Technology, (2016) CD.
     


  • Martín Pech-Canul, Socorro Valdez. The modified Central Paradigm of materials science and engineering in the recycling of metal-matrix composites. Symposium: Avan-garde developments in the processing, properties and performance of multifunctional ceramic- and metal-matrix composites. Contributed Paper from Materials Science and Technology, (2016) CD.
     

     


  • J.L. Martinez Gonzalez, E. Rodriguez Betancourt, R. Ramirez, A. Godoy and L. Martinez, PIPELINES RISK AND INTEGRITY MANAGAMENT IN SHARED RIGHT OF WAY: CASE STUDY. Proceedings of the 2014 10th International Pipeline Conference 2014, Calgary, Alberta, Canada, October 2014


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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.

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  • 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

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  • 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.

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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 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

  • Cristalografía
  • Mineralogía
  • Metalurgia
  • Cerámica
  • Farmacia
  • Geociencias
  • Ciencia de Materiales
  • Diversas áreas de Química


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 de Ciencia de Materiales

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

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

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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