(INFIQC-UNC-CONICET) marcelo.mariscal@unc.edu.ar
Tópico: Materiales bidimensionales, detrás el sueño de Feynman
Durante mucho tiempo, materiales con estructura cristalina compuesta por multicapas han sido ampliamente utilizados en una gran diversidad de aplicaciones tecnológicas. Por ejemplo, desde hace mucho tiempo el grafito y el sulfuro de molibdeno (MoS2) se vienen utilizando como lubricantes secos debido a su naturaleza en capas. En estos materiales, los átomos están fuertemente unidos dentro del mismo plano pero se encuentran débilmente unidos por fuerzas de van der Waals entre capas. Esta débil interacción entre capas, nos permite poder separarlas con relativa facilidad hasta el límite de obtener una sola lámina o “monocapa” de estos materiales. El aislamiento de una sola monocapa de grafito, conocida como “grafeno” o de MoS2 han abierto en los últimos 10 años un campo de investigación muy novedoso y vertiginoso debido a las gran variedad de propiedades de estos nuevos materiales llamados: “materiales bidimensionales (2D)”. Se ha encontrado que las propiedades electrónicas y ópticas son radicalmente diferentes a las de sus homólogos tridimensionales. Muchos de éstos estudios se llevan a cabo a través de una sinergia entre simulaciones por computadora y experimentos de alta precisión ya que uno de los retos más importantes en el desarrollo y consolidación de tecnologías utilizando estos materiales 2D, es la de producirlos con altísima calidad.
En esta presentación tomaremos dos materiales 2D como ejemplo, en el cual mostraremos cómo utilizando la sinergia teórico-experimental encontramos en un primer caso el mecanismo de crecimiento de grafeno de alta calidad. En particular hemos descubierto cual es el rol de átomos libres en el proceso catalítico de crecimiento de grafeno sobre níque [1]. En un segundo ejemplo, analizaremos el MoS2 , uno de los catalizadores de mayor relevancia para la industria petrolera, el cual es utilizado para eliminar azufre del combustible (hidrodesulfuración). En particular veremos los efectos producidos por modificaciones estructurales y geométricas en la estructura electrónica del material 2D [2] .
[1] Real-time imaging of adatom-promoted graphene growth on nickel, L.L.Patera, F. Bianchini, C.Africh, C.Dri, G.Soldano, M.M.Mariscal, M.Peressi, G.Comelli, Science (2018). 359, 1243-1246
[2] The unexpected effect of vacancies and wrinkling on the electronic properties of MoS2 layers, FR Negreiros, GJ Soldano, S Fuentes, T Zepeda, M José-Yacamán, M. M. Mariscal, Phys. Chem. Chem. Phys. (2019) 21 (44), 24731-24739
Biografía
El Dr. Mariscal se graduó de Licenciado en Química en la Universidad Nacional de Córdoba. Realizó un Doctorado en Ciencias Naturales (2004) en la Universitat Ullm, Alemania. Luego se graduó de Doctor en Ciencias Químicas (2008) en la UNC. Actualmente es Investigador PRINCIPAL del CONICET y Profesor Adjunto de la UNC. Ha formado un grupo de investigación en el INFIQC/UNC en el campo de simulaciones computacionales de nanomateriales para el desarrollo de energías sustentable, de nuevos materiales para la industria metalúrgica y catálisis. Ha publicado más de 65 artículos en revistas internacionales de gran impacto, 2 libros y capítulos, y ha dictado conferencias invitadas en varios países. Ha dirigido 4 Tesis de Doctorado y 10 de Licenciatura. En 2010 fue Profesor Visitante de la University of Texas at San Antonio.
En 2014 obtuvo el premio «The World Academy of Science TWAS-ROLAC Prizes for Young Scientists» en la disciplina Química. Es actualmente Adjoint Member de la University of Texas at San Antonio y del programa de doctorado en Ciencias de la Universidad de Talca, Chile.