Con el propósito de incentivar la investigación básica, el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT) entregó los resultados para el año 2024 de su concurso regular. Los proyectos DFI ganadores fueron: “Study of the transition metal oxide thin films and their interfaces for lithium-ion batteries applications” (encabezado por el profesor Flores) y “Spin waves in ferromagnetic nanostructures: effects of surfaces-interfaces, theory vs. experiments” (liderado por el Doctor Arias).
Llevando la investigación de baterías de litio al siguiente nivel
“Hay varios desafíos que necesitan más investigación para satisfacer los requerimientos de demanda de energía y potencia de las aplicaciones actuales de baterías de ion litio (LIB)”, explica el profesor Flores, quien es además el Director del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile. “Las investigaciones recientes se han centrado en mejorar el rendimiento electroquímico de los materiales de los electrodos. Esta investigación buscará aumentar su eficiencia”, agrega.
“Los materiales nanoestructurados pueden ofrecer soluciones, como reducir la ruta de transporte de Li+ y electrones, aumentar el área de contacto electrodo-electrolito o disminuir la tensión mecánica del material durante los procesos de litiación/delitiación, entre otras” indica el científico, quien es además experto en nanotecnología.
En este proyecto, se propone un estudio teórico y experimental de películas delgadas de materiales catódicos de óxido de metales de transición, “como un sistema modelo para obtener una comprensión más profunda de los problemas fundamentales en la ciencia de superficies y la interfaz cátodo-electrolito (CEI) de LIB”, agrega Flores, indicado que “utilizaremos moléculas ad-hoc que puedan unirse químicamente a la superficie del cátodo, para funcionalizarlo y formar monocapas moleculares autoensambladas (SAM). Esta fina capa nanométrica puede funcionalizar la superficie, promoviendo una CEI más estable y, en consecuencia, una mejora en el desempeño de la LiB”, concluye.
Para ejecutar esta investigación el profesor Marcos Flores, obtuvo un financiamiento de 230 millones de pesos, para ejecutar en un plazo de 4 años.
Estudiando materiales ferromagnéticos
El profesor Rodrigo Arias trabajará con Ignacio Armijo, alumno de doctorado en ciencias mención física, junto al investigador de postdoctorado Jorge Flores. El proyecto obtuvo un financiamiento de 76,5 millones de pesos, que deberán ser ejecutados en un plazo de 4 años continuados. “En materiales ferromagnéticos existe una magnetización o momento magnético por unidad de volumen a temperatura ambiente, corresponden a corrientes microscópicas que se alinean entre sí”, indica Arias, físico de la Universidad de Chile y Ph.D en Física de la Universidad de California, San Diego.
“El interés del proyecto es el efecto de superficies-interfases en la dinámica de la magnetización, en particular en ondas de spin o modos naturales de oscilación de la magnetización en films (ondas propagativas) o partículas nanométricas (modos normales)”, a lo que Arias agrega que “la idea es aplicar el método de Green-Extinción para estudiar el efecto de deformaciones geométricas y rugosidad de las superficies-interfases de films y multi-stacks de ellos en problemas de scattering de ondas de spin, modos de borde, modos colectivos. El método permite para algunas geometrías y configuraciones resolver el problema de ondas de spin en la superficie de la muestra como ecuaciones integrales de valores propios (pasando efectivamente de un problema en 3D a uno en 2D). Pretendemos comparar los resultados teóricos con experimentos realizados en grupos de Alemania, EEUU”, añade.
