Una parte considerable de la investigación tanto teórica como experimental en el área de materiales se ha dedicado al estudio de sistemas con dimensiones nanométricas, tanto así que ha dado pie a un área nueva de conocimiento “la Nanociencia” que a su vez se ha convertido en una de las ramas de la Física de Materiales más activas. Esto se debe en parte a la revolución científica y tecnológica a nivel mundial dentro del ámbito de las Ciencias Físicas, Naturales y Tecnológicas.1-4 Avances en el área de cúmulos atómicos han comenzado a dar frutos importantes y vistosos en diversos campos que van desde la nanoelectrónica, en el desarrollo de nanosensores, lásers y dispositivos catalíticos, hasta en la medicina y en la biología. Por ejemplo, en las aplicaciones de nanopartículas y nano-tubos de oro en el tratamiento exitoso de tumores de cáncer con una mínima invasión al paciente. Aunque en fases de implementación en animales, ofrecen una alternativa real para su utilización en humanos en el futuro._x000D_ _x000D_ Es de nuestro interésel estudio de las propiedaes electrónicas en cúmulos de metales de transición en particular en tamaños críticos en los cuales ocurre cerramiento de capas electrónicas por ejemplo. por esto entendemos tamaños en los que la adición de un nuevo átomo o electrón al sistema cambia el 100% de sus propiedaes, de manera "caótica y no escalable" por lo cual esta zona requiere de ser explorada con detalle añadiendo un átomo a la vez. Es en este contexto es que planteamos la realización de un extensivo estudio en cúmulos de oro (Au_n), plata (Ag_n), rodio (Rh_n) y cobalto (Co_n). Complementado por un estudio de cúmulos bimetálicos combinando algunos de los elementos previamente estudiados Rh, Co, Au, etc … más nuevas combinaciones (p.ej. metales de transición de la fila 3d y 4d ) que atraerán nuevas e interesantes propiedades magnéticas: como ejemplo, estaremos enfocados al estudio de cúmulos de: oro-platino (Au_mPt_n), oro-paladio (Au_mPd_n), rodio-cobalto (Rh_mCo_n), rodio-vanadio (Rh_mV_n) , etc…. Todos estos nuevos materiales tienen un gran interés tanto por sus propiedades magnéticas como por sus aplicaciones en catálisis dado su potencial reactividad con CO, compuestos aromáticos, etc. De esta forma, en una segunda etapa de este proyecto. Una vez culminada la primera etapa en cúmulos de tamaños pequeños Mn (M= Au, Ag, Rh, Co) para n=1-10 átomos, se procederá a comenzar su estudio ahora saturando sus superficies con gases: O_2, (CO)_n, y atmósferas de Hidrógeno (H_2)n, así como otras moléculas de hidruros importantes. En particular se busca la identificación de cúmulos particularmente estables y con comportamientos electrónicos únicos, novedosos y de ser posible con potencial a ser propuestos para en un futuro ser utilizados en dispositivos novedosos.Una característica importante que distingue a este proyecto de investigación es que los estudios teórico-computacionales que serán realizados tendrán como objetivo el cálculo explícito de cantidades físicas que serán comparadas directamente con medidas experimentales realizadas por grupos ampliamente reconocidos en el medio y con los que se colaborara de manera muy estrecha en los mismos sistemas, ver por ejemplo las publicaciones mostradas en las referencias 25 y 26. Asimismo se comenzara una nueva colaboración con un grupo lider en espectroscopía en el infrarojo (A Fielicke) en temas de adsorción de moléculas en las superficies de los c´´umulos propuestos aquí.

Las contribuciónes a lograr en este proyecto de investigación es la comprensión del comportamiento electrónico y magnético de nano partículas simples con un solo metal y de nanoaleaciones, en particular nanoaleaciones de: Rh_mCo_n, Au_mPt_n, Rh_mV_n y Au_mAg_n. Estas aleaciones son en general muy importantes en el área de catálisis. Y se trata de identificar comportamientos críticos, que procuren un mejor comportamiento para un cierto tamaño y geometría que presente comportamientos “mejorados”. Metas que solo se logran estudiando cada estructura individualmente. Esto sucede por tener estructuras en estas escalas, en donde se sabe de antemano que se espera un comportamiento en la región llamada no escalable imposible de predecirse de antemano antes de realizar extensivos estudios en ellas. Cada átomo añadido al sistema tiene el potencial de modificar enormemente su huella electrónica. En general el proyecto pretende estudiar nuevos nano materiales con características diferentes a las de las estructuras que les darán vida; como ejemplo las estructuras de, Co_n, Co_mH_n, Rh_mV_n y otros cúmulos de metales de transición tal y como lo sugieren las primeras 3 referencias de este manuscrito. Hacia la tercera etapa de desarrollo del proyecto se propondrán comenzar el estudio de algunos cúmulos pero ya no en fase gaseosa sino depositados en laminas de grafito y en una superficie de MgO, se estudiarían los efectos electrónicos al ser depositados ya que ese espera sufrirán deformaciones y por lo tanto importantes modificaciones as sus compartimientos predichos en fase gaseosa. Se espera que estos cálculos comiencen a dar más realismo para su posible futura utilización práctica. Esta etapa estará sujeta tanto al desarrollo y hallazgos de las primeras etapas del proyecto, como a la propia evolución del área de nanocúmulos en el ámbito científico mundial, ya que en particular, esta área de conocimiento evoluciona muy rápidamente. Por último, en cuanto al estudio en particular de cúmulos de oro depositados sobre superficies de láminas de grafito. La meta es lograr el entendimiento de un fenómeno peculiar de fragmentación de los mismos observado experimentalmente por el grupo del Dr. R. Palmer en la U. de Birghminham, de modo que se pretende derterminar cual es el agente externo que provoca la fragmentación incluyendo uno a uno los efectos involucrados en un experimento de manera controlada, en una simulación teórica computacional. Una meta importante de este proyecto es estudiar y contribuir en el conocimiento de la aún desconocida evolución de las propiedades físicas desde la fase nanométrica hasta que sus propiedades se parezcan a las ya conocidas y bien entendidas propiedades de bulto o de volumen, conforme se va añadiendo un átomo a la vez al sistema. contribuciones metas quizás más importantes de este proyecto es la formación de tres nuevos investigadores en el área de nanocúmulos mediante la dirección de dos tesis doctorales, una tesis maestría y una posible tesis de licenciatura. _x000D_