María del Mar Quesada Moreno

Grupo de investigación

Materiales Moleculares Inorgánicos basados en compuestos de Coordinación (subgrupo dentro del grupo FQM-195 ‘Química de la Coordinación y Análisis Estructural’)

Sobre mí

Me licencié y doctoré en Química en la Universidad de Jaén, concretamente en el área de Química Física, gracias a la concesión de una beca predoctoral.

Mi tesis doctoral estuvo centrada en el análisis estructural de moléculas y complejos moleculares con interés biológico y atmosférico mediante el uso de distintas técnicas espectroscópicas y cálculos químico-cuánticos. La espectroscopía estudia la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Así como hay varias clases de radiación electromagnética, hay varios tipos de espectroscopía, que dependen de la frecuencia de la luz que usemos. Yo tuve la oportunidad de aprender espectroscopía vibracional (Infrarrojo, Raman y Dicroísmo Circular Vibracional-técnica sensible a la quiralidad) en la Universidad de Jaén.

Durante mi tesis pude realizar estancias internacionales de investigación en la Université Lille 1 (Francia) y en el Instituto Max Planck de Estructura y Dinámica de la Materia en Hamburgo (Alemania), donde aprendí espectroscopía rotacional (microondas) gracias a una beca de movilidad de la Max Planck Society y la Fundación Príncipe de Asturias. Posteriormente conseguí una beca postdoctoral de dos años para trabajar en el grupo de Hamburgo, donde participé en proyectos internacionales empleando la espectroscopía rotacional en fase gas para analizar: la composición quiral de mezclas complejas (como aceites esenciales) y las estructuras de complejos moleculares en los que las interacciones de dispersión juegan un papel clave.

En marzo de 2020 me incorporé al departamento de Química Inorgánica de la Universidad de Granada con un contrato Juan de la Cierva formación. Actualmente, y siguiendo mi línea de investigación relacionada con la quiralidad, mis intereses se dirigen hacia el estudio de materiales magnéticos multifuncionales basados en compuestos de coordinación, los cuales pueden presentar propiedades magnéticas y al mismo tiempo ser quirales y/o luminiscentes. Estos compuestos pueden tener un enorme potencial para su aplicación en una amplia variedad de campos, tales como sensores, espintrónica molecular, interruptores moleculares, almacenamiento de información, computación cuántica, etc.

Líneas de investigación

-Análisis conformacional y/o configuracional de moléculas y complejos moleculares en fases líquida y/o sólida mediante la técnica VCD (siglas del inglés Vibrational Circular Dichroism) sensible a la quiralidad, y las no sensibles IR y Raman.

-Empleo de la espectroscopía rotacional de banda ancha en fase gas para el análisis de la composición quiral de mezclas complejas (aceites esenciales), y la determinación de las estructuras de complejos moleculares en los que las interacciones de dispersión juegan un papel clave.

-Desarrollo y caracterización de materiales magnéticos multifuncionales basados en compuestos de coordinación, los cuales pueden presentar propiedades magnéticas y al mismo tiempo ser quirales y/o luminiscentes.

-Las líneas anteriores se desarrollan con el apoyo de la química computacional.

Resultados destacables

En fase gas, tal y como se encuentran en el espacio o en la atmósfera, las moléculas de agua se enlazan unas a otras mediante enlaces de hidrógeno formando complejos moleculares. Normalmente cuando el agua forma trímeros en fase gas (tres moléculas de agua enlazadas) da lugar a una estructura cíclica. En uno de los estudios que pude llevar a cabo en Hamburgo junto a mis compañeros Weixing Li y Pablo Pinacho y mi jefa Melanie Schnell descubrimos que el trímero de agua formaba una estructura de cadena abierta (como un triángulo isósceles) en lugar de una estructura cíclica al interaccionar con la benzofenona (una molécula formada por dos anillos de benceno unidas a un grupo carbonilo). El uso combinado de cálculos teóricos y espectroscopía rotacional permitió determinar la estructura de complejos agua-soluto y las interacciones intermoleculares en juego. Gracias a este descubrimiento se pueden mejorar los cálculos químico-cuánticos para la predicción de propiedades de moléculas y complejos de tamaño mayores y así predecir su comportamiento. También podría facilitar el análisis experimental de nuevos sistemas aún sin explorar.

Vocación

Todo empezó con mi profesor de Química del instituto. Me transmitió su pasión por la Química, lo que hizo que entrara en la licenciatura. Por otro lado, mi director de tesis me impartió distintas asignaturas durante la licenciatura y en una de ellas me habló de la posibilidad de realizar una tesis doctoral en Química Física. Obtuve una beca de iniciación a la investigación el último año de carrera y ahí descubrí que mi vocación era ser científica. Sigo aquí porque aunque es una carrera muy sacrificada también es muy gratificante. Sentir que estás produciendo conocimiento y descubriendo cosas que no se conocían antes motiva mucho.

Deseo científico

Conseguir sintetizar nuevos materiales magnéticos estables al aire y al agua con efecto de memoria magnética a temperaturas prácticas/altas. Este logro podría eventualmente conducir al almacenamiento de información a escala nanométrica. Sería equivalente al desarrollo de los primeros superconductores de alta temperatura que funcionaban a temperaturas de nitrógeno líquido reportados en la década de 1980. Estos compuestos podrían solucionar la demanda creciente de dispositivos electrónicos más rápidos, más duraderos, con menor consumo de energía y con mayor capacidad de almacenamiento de información. Los discos duros basados en estos compuestos podrían soportar hasta 30 Tbit/cm2 (cien veces más que los mejores discos duros magnéticos comerciales).