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Entrando en contexto con la Química Cuántica

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En algunos programas de televisión es común escuchar el nombre de Física Cuántica, pero no el de Química Cuántica. Para conocer un poco más sobre las aplicaciones de esta área de la química y sus diferencias con la física cuántica, Revista Con Ciencia entrevistó a Carlos Alberto Arango, jefe del departamento de Ciencias Químicas de la Universidad Icesi y experto en la materia.

Carlos A. Arango tiene un doctorado en Química de la universidad de Cornell y actualmente dirige el Laboratorio de Fisicoquímica Teórica de la Universidad Icesi.

CON CIENCIA:En breves palabras, ¿en qué consiste la Química Cuántica?

CARLOS ARANGO (C.A): La química cuántica es una de las áreas de la fisicoquímica teórica. Es la aplicación de la mecánica cuántica en la búsqueda de entender o resolver los sistemas químicos. Por ejemplo: cómo están distribuidos los electrones en los átomos y moléculas, que ocurre a nivel nuclear y electrónico en las reacciones químicas, y otros fenómenos que se pueden considerar como químicos.CON CIENCIA:¿Cuáles son las diferencias principales entre esta y la Física Cuántica?

C.A: En la química cuántica no son considerados, por ejemplo, los semiconductores, campos magnéticos, radiación electromagnética, o sistemas de interés físico como los gravitacionales, los agujeros negros, etc.

CON CIENCIA: Es común escuchar el nombre de grandes físicos cuánticos, (por ejemplo: Albert Einstein o Niels Bohr), pero no de químicos cuánticos. Para usted ¿quién es un químico cuántico digno de resaltar y por qué?

C.A: Para resaltar algunos, los premios Nobel Joh Pople, Linus Pauling, y Roald Hoffmann. También Lodwin Per Olov, quien fundó el Quantum Theory Project de la Universidad de la Florida, uno de los centros de desarrollo de la química cuántica en el mundo. A nivel nacional podemos desatacar a Albeiro Restrepo de la Universidad de Antioquia, quien es uno de los científicos colombianos con mayor productividad en nuestras universidades.

CON CIENCIA: ¿Cuál es la importancia de la Química Cuántica para la sociedad y el conocimiento?

C.A: Los cálculos en química cuántica nos permiten proponer nuevos materiales o sistemas moleculares para fines como la electrónica molecular o la computación cuántica. Todo esto cambiará nuestro mundo más allá de lo que la mayoría de personas piensa. También se está trabajando en la implementación de cálculos cuánticos en sistemas muy grandes como las biomoléculas, en un futuro posiblemente podremos proponer curas a nivel de simulación y después aplicarlas a los pacientes sin los años de ensayos que actualmente tenemos. La Química cuántica permite entender en mayor profundidad las reacciones químicas, esto nos permitirá potenciar la síntesis química de nuevas moléculas, y proponer proceso químicos más eficientes y menos contaminantes.

CON CIENCIA: Los químicos cuánticos son una especie de híbrido entre químicos y físicos, ¿qué opina usted sobre esto?
C.A: Hay una gran diversidad. Algunos químicos cuánticos son más computacionales que químicos o físicos, estos son los que trabajan implementando los métodos de cómputo. Otros son muy matemáticos y físicos y proponen nuevas teorías sobre aspectos como la correlación electrónica. Finalmente, hay los más químicos, quienes solamente están interesados en usar los desarrollos teóricos y computacionales para explicar un determinado fenómeno químico.

CON CIENCIA: ¿Sobre qué está investigando actualmente?

C.A: Nuestro grupo trabaja en la dinámica cuántica de reacciones de disociación empleando pulsos láser y las metodologías del control coherente. También es de nuestro interés la m excitación rotacional de moléculas diatómicas por colisiones no reactivas. A nivel de la Universidad Icesi y con el apoyo de estudiantes de nuestra Facultad, estudiamos las interacciones toxinas de venenos con los canales de potasio en humanos, esto último con la idea de encontrar nuevos fármacos biológicos a partir de lo que la naturaleza provee tras millones de años de evolución.

CON CIENCIA: ¿Cómo ve el panorama actual de la investigación en Química Cuántica en Colombia?

C.A: Es una investigación puramente académica. Tenemos investigadores que han trabajado en grupos muy buenos a nivel mundial, y actualmente continúan con su investigación en nuestro país. Ejemplo de ello son: Albeiro Restrepo, Andres Reyes, Ricardo Vivas, Julio Arce, Jorge Ali. En la parte más aplicada también podemos citar a Fanor Mondragón, Alejandro Ortiz, entre otros.

CON CIENCIA: Dentro de algunos años ¿cuáles avances o tecnologías prometedoras cree que vendrán procedentes de la investigación en esta área?

C.A: Posiblemente el computador cuántico. También el entendimiento de la relación entre función y estructura de las proteínas. La nanotecnología y la electrónica a nivel molecular. Esperaría también contribuciones en nuevos materiales y semiconductores



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