Gema Raposo-Hernández
gemarh.bsky.social
Gema Raposo-Hernández
@gemarh.bsky.social
PhD student at the University of Seville. Theoretical Chemistry and Computational Modelling 🖥️
🙏 Gracias por leer. Si te interesa cómo la ciencia computacional ayuda a resolver problemas del mundo real, este trabajo es un ejemplo de ello.
June 17, 2025 at 4:52 PM
🛠️ Y que, con los modelos adecuados, podemos incluso predecir lo que pasará antes de hacer un experimento.
June 17, 2025 at 4:52 PM
💬 ¿Qué aprendimos? Que combinar simulación y espectroscopía no solo es potente, sino necesario para entender estos sistemas complejos.
June 17, 2025 at 4:52 PM
💡 Y también aporta herramientas nuevas para otras áreas como la química de metales, la biomedicina o la ciencia de materiales.
June 17, 2025 at 4:52 PM
🔬 Todo esto es ciencia básica, pero con aplicaciones muy reales:

-Seguridad nuclear

-Almacenamiento de residuos

-Protección del medio ambiente
June 17, 2025 at 4:52 PM
📌 En resumen, estos tres estudios muestran tres avances clave:
1️⃣ Desarrollo de modelos precisos para actínidos
2️⃣ Nuevos formas de predecir espectros a partir de simulaciones estadísticas
3️⃣ Identificación precisa de especies químicas en disolución
June 17, 2025 at 4:52 PM
🌿 Esto es fundamental para entender cómo el uranio se comporta en medios acuosos naturales o en procesos industriales, como el tratamiento de residuos nucleares.
June 17, 2025 at 4:52 PM
🧩 Esto nos permitió determinar no solo el número de coordinación del U⁴⁺, sino también cómo cambia su forma química a medida que sube el pH.
June 17, 2025 at 4:52 PM
⚛️ Finalmente, en el estudio con U⁴⁺ (uranio), hicimos algo más ambicioso:
Combinamos EXAFS + cálculos cuánticos de alto nivel para generar los UV-vis.
June 17, 2025 at 4:52 PM
📉 Y funcionó: la forma del espectro cambia dependiendo de la coordinación. Esto abre la puerta a analizar sistemas donde la espectroscopía EXAFS no nos da una respuesta contundente.
June 17, 2025 at 4:52 PM
🎯 ¿El objetivo? Poder distinguir entre distintas coordinaciones (cuántas moléculas de agua rodean al ion), a partir del espectro UV-vis.
June 17, 2025 at 4:52 PM
📘 En otro estudio, usamos el ion Ce³⁺ como modelo para probar una nueva estrategia: Generamos espectros UV-vis a partir de dos tipos de simulaciones estadísticas:

· Dinámica molecular

· Wigner sampling (una técnica más barata computacionalmente)
June 17, 2025 at 4:52 PM
🔍 Esto es importante porque la forma en la que un ion se coordina con el agua afecta su movilidad, reactividad y cómo interactúa con el entorno.
June 17, 2025 at 4:52 PM
📊 ¡Sorpresa! Los espectros simulados coincidían muy bien con los experimentales.
Gracias a eso, hicimos una propuesta a un debate abierto en la comunidad científica: el PuO₂⁺ tiene número de coordinación 5 (es decir, está rodeado por 5 moléculas de agua).
June 17, 2025 at 4:52 PM
💻 Una vez teníamos simulaciones fiables, generamos espectros EXAFS teóricos a partir de las estructuras que se generan en las simulaciones (una técnica muy sensible al entorno químico de los iones).
June 17, 2025 at 4:52 PM
🧪 En el primer estudio (con PuO₂⁺ y NpO₂²⁺), desarrollamos campos de fuerza a medida para los iones en disolución.
Esto es el “manual de instrucciones” que la simulación usa para saber cómo se comporta un sistema químico.
June 17, 2025 at 4:52 PM
🔬 Para averiguarlo, usamos dos herramientas:
1️⃣ Simulaciones computacionales y cálculos mecanocuánticos
2️⃣ Técnicas espectroscópicas (EXAFS, XANES y UV-vis)
Una nos da predicciones, la otra observaciones experimentales.
June 17, 2025 at 4:52 PM
⚛️ Estos iones son esenciales en energía nuclear y también están presentes en residuos radiactivos.
Pero… ¿cómo saber qué forma química adoptan cuando están disueltos?
June 17, 2025 at 4:52 PM