Líneas de Investigación

  • Materiales nanoestructurados

Esta línea de investigación, apoyándose en el modelado y simulación, desarrollará la síntesis, procesado, acondicionamiento y compactación de nanopolvos, así como la obtención y consolidación de materiales y capas con propiedades prediseñadas y funcionalidad tecnológica, con especial atención a nuevos materiales multifuncionales ultraduros, con resistencia a la fractura, capaces de operar en ambientes químico-físicos agresivos, incluyendo el procesado de nuevos materiales multifuncionales, nanocerámicas y nanocomposites, aplicables industrialmente, con multifuncionalidad añadida, incluyendo funciones biocompatibles y largo tiempo de operación, propiedades ópticas, funciones triboquímicas y excelente conductividad eléctrica, nanocapas con funciones tribológicas y de barrera, etc.
 
  • Métodos de difracción

Esta línea se dedica a la aplicación de las metodologías de difracción de rayos X, Neutrones y Electrones, tanto con los medios experimentales disponibles en nuestros laboratorios o en los SCTs de la Universidad de Oviedo, como la utilización de las grandes instalaciones de radiación sincrotrón, particularmente ESRF, ILL y ALBA, pero también otras fuentes como Soleil, Diamond o SLS y las Fuentes de Espalación de Neutrones o de los desarrollos en XFEL.
Aparte de esta línea experimental, fundamental para el desarrollo de nuestras líneas de investigación aplicadas, existe una línea de desarrollo metodológico en difracción, orientada al estudio de la densidad electrónica experimental, el desarrollo de nuevos algoritmos y métodos de determinación de la estructura cristalina. Estos nuevos métodos están orientados a la determinación de estructuras de proteínas cristalizadas y al estudio de estructuras de materiales nanoestructurados. Asimismo el grupo investigará tanto teórica como experimentalmente materiales magnéticos mediante dispersión resonante de rayos X.
 
  • Estructura electrónica y molecular

Esta línea de investigación, muy transversal, está orientada a la aplicación de metodologías mecano-cuánticas para el estudio de la estructura electrónica en sistemas moleculares y extendidos. Con esta metodología se estudian, tanto la reactividad, mecanismos de reacción, en procesos catalíticos como en estructuras de materiales nano-estructurados con propiedades a medida. Para llevar a cabo estos estudios se hará uso intensivo de los medios de cálculo del grupo de investigación – Un cluster de cálculo de última generación – y el centro de computación de la Universidad de Oviedo. En el futuro esta línea se plantea como un usuario importante del Centro de Supercomputación del Principado de Asturias.
 
  • Química del estado sólido

Esta línea de investigación desarrollará la síntesis y caracterización de nuevos sólidos de porosidad controlada constituidos por redes inorgánicas periódicas. La búsqueda de estos materiales está incentivada por sus múltiples posibilidades de aplicación en campos diversos como la catálisis, la separación de gases, o el almacenamiento de gases estratégicos. Comparados con otros materiales, los sólidos porosos cristalinos son únicos ya que, simultáneamente, presentan 
I) una estructura cristalina responsable, como en los sólidos densos, de propiedades físicas como magnetismo, conductividad y comportamiento óptico, 
II) un entramado poroso que permite almacenar especies iónicas y/o moleculares, y 
III) una superficie interna que es el origen de sus propiedades catalíticas.
 
  • Magnetismo de compuestos intermetálicos

Esta línea de investigación se centrará en el estudio de los sistemas a base de hierro. Estos materiales tienen numerosos puntos de interés tanto a nivel básico como aplicado. Dentro de estos sistemas, nuestro esfuerzo va a estar dedicado al estudio de dos grupos de materiales como son las aleaciones binarias o ternarias del tipo Fe - Metal de Transición y aleaciones del tipo Tierra Rara - Fe - Metal de Transición. El interés es conseguir sintetizar materiales monofásicos y estudiar su comportamiento magnético bajo diferentes condiciones ambientales (temperatura, campo magnético, presión o tensión mecánicas) y la correlación entre estructura y propiedades magnéticas. Si bien la fenomenología que ofrecen estos materiales es amplia, rica y, en muchas ocasiones, compleja, el interés de su estudio no se ciñe únicamente al aspecto básico, ya que estos sistemas se pueden comportar como materiales magnéticos blandos (Fe-MT), o duros (R-Fe-MT), presentando efectos magnetocalórico y magnetovolúmico, con fuerte interés tecnológico para diversas aplicaciones.
 
  • Crecimiento de cristales y geoquímica experimental del agua

Dentro de esta línea de investigación el trabajo se centrará en el estudio experimental de procesos de interacción agua-mineral que conducen a fenómenos de precipitación de superficie. El objetivo fundamental consiste en el desarrollo de metodologías de atrapamiento de contaminantes en disolución (cationes metálicos y oxi-aniones tóxicos, radio-nucleidos, etc.) mediante la precipitación de superficie de fases sólidas derivadas de la disolución del sustrato mineral y de la posterior reacción entre los solutos liberados y las especies previamente en disolución. El desarrollo de modelos cinéticos que permitan dar cuenta de la efectividad de los métodos remediación medioambiental resultantes requiere, en primer lugar, la caracterización termodinámica y químico-estructural tanto del sustrato mineral como de los precipitados de superficie. Además, en este tipo de procesos, las relaciones estructurales entre el sustrato y el precipitado son de enorme importancia, ya que pueden dar lugar a la formación de epitaxias, topotaxias y soluciones sólidas de composición variable. Las relaciones estructurales sustrato-precipitado afectan la cinética del proceso y su caracterización es fundamental. El estudio de interacciones agua-mineral requiere conjugar la caracterización macroscópica de fases y procesos con la caracterización a escala microscópica, nanoscópica y molecular. Obviamente, aunque los objetivos de esta línea son de carácter medioambiental, los métodos coinciden los de la ciencia de materiales.