El uso del Supercomputador Altamira para la simulación predictiva del comportamiento del material ha sido trascendental en la investigación
SANTANDER, 5 Ago. (EUROPA PRESS) -
La prestigiosa revista Nature Communications ha publicado un artículo, en el que ha participado la Universidad de Cantabria, sobre un descubrimiento trascendental en el diseño de nuevos materiales.
'Atomically precise interfaces from non-stoichiometric deposition', está firmado, entre otros, por el profesor Javier Junquera, responsable del grupo de investigación de 'Física Teórica de la Materia Condensada' de la UC.
En el estudio ha sido trascendental el uso del Supercomputador Altamira, instalado en el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), para la simulación predictiva del comportamiento del material.
El trabajo revela cómo algunas terminaciones atómicas de unas estructuras de óxidos denominadas fases de Ruddlesden-Popper son inestables, según indica la UC en un comunicado.
En el caso del presente trabajo, estas fases se componen de una secuencia de planos de óxido de estroncio y dióxido de titanio. Pues bien, aunque se trate de forzar una terminación en dióxido de titanio, TiO2, el sistema automáticamente encuentra que se halla "más cómodo" si esa capa superficial migra a una capa más profunda.
Basándose en la simulación cada vez más precisa que facilita el software de simulación atómica Siesta (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) y la gran capacidad de computación del Supercomputador Altamira, los autores del artículo han trabajado, con carácter predictivo, sobre el comportamiento de estos materiales.
Así, se han simulado sistemas cada vez más grandes, solapando en complejidad con lo que, a nivel práctico, los grupos de investigación experimentales desarrollan y permitiendo una comparación directa entre teoría y experimento. De hecho, la predicción teórica sobre el comportamiento de las capas de dióxido de titanio se ha visto confirmada por dos grupos experimentales de las Universidades de Cornell (Nueva York) y de Temple (Pennsilvania), en Estados Unidos.
Además, este trabajo da la receta para poder crecer las fases con la fórmula deseada, descubrimiento trascendente puesto que, dependiendo de su composición, las fases de Ruddlesden-Popper pueden ser superconductoras de alta temperatura (conducen la electricidad sin pérdidas de energía), o mostrar una magnetorresistencia colosal (esencial para la fabricación de discos duros).
SUPERCOMPUTADOR ALTAMIRA
El artículo que lleva en su afiliación tanto a la Universidad de Cantabria como a Cantabria Campus Internacional, y en el que se reconoce la labor del Superordenador Altamira, es un "claro exponente" de los resultados de la investigación sobre Ciencia de Materiales, ciencia que permite, por ejemplo, que los dispositivos electrónicos sean cada vez más potentes, más reducidos y más veloces.
A modo de ejemplo, la potencia de cálculo de un teléfono inteligente usual es superior a la de los ordenadores de la NASA usados para llevar el hombre a la luna a finales de los sesenta.
Todos estos avances solo son factibles después de años de estudios fundamentales en Ciencia de Materiales. Actualmente, es posible el crecimiento experimental "átomo a átomo" de estructuras con unas propiedades predeterminadas. Al mismo tiempo, las modernos supercomputadores y la mejora de los algoritmos permiten la simulación predictiva del comportamiento de un material.
NATURE COMMUNICATIONS
Nature Communications es una revista multidisciplinaria que publica investigaciones de alta calidad de todas las áreas de las ciencias naturales y tiene un factor de impacto de 10.015 según el 2012 Journal Citation Reports Science Edition (Thomson Reuters, 2013).
Los artículos publicados por la revista representan importantes avances de importancia para los especialistas en cada campo.
