ANGEL RUBIO SECADES
Ángel Rubio Secades (27-09-65) es doctor en ciencias
físicas y catedrático del departamento de Física
de Materiales de la Facultad de Químicas de la Universidad
del País Vasco y miembro de la Unidad de Física
de Materiales del centro mixto CSIC-UPV/PHU.
El profesor Ángel Rubio Secades ha realizado un trabajo
pionero brillante sobre la caracterización y predicción
de nuevos materiales nanométricos y ha desarrollado conceptos
teóricos y códigos computacionales para la investigación
de la respuesta electromagnética de nanoestructuras en
campos externos. Ha hecho contribuciones pioneras en un amplio
abanico de áreas, sobre todo en el dominio de la nanociencia,
desde agregados atómicos y biomoléculas a nanotubos
de carbono y nitruro de boro, aparte de su importante trabajo
en semiconductores y nuevos materiales nanoestructurados. Además,
ha creado una escuela de investigadores en Europa en el campo
de nanotubos y espectroscopias.
Los tres principales aspectos del trabajo de Ángel Rubio
en el dominio de la nanotecnología son:
A) Contribuciones de vanguardia en el campo de nano/bio estructuras.
Campo de nanotubos:
Ángel Rubio predijo la estabilidad de nanotubos de nitruro
de boro y boro-carbono-nitrógeno lo que llevó
a su realización experimental y al inicio de un nuevo
campo de investigación con enorme potencial tecnológico
dadas sus numerosas y novedosas aplicaciones. Estas contribuciones
son las más citadas de Ángel Rubio, quien introdujo
en España esa línea de investigación después
de su regreso a Valladolid desde la Universidad de California
en Berkeley en 1994/95, y la ha desarrollado desde entonces
en las Universidades de Valladolid y del País Vasco (San
Sebastián). Ha demostrado que las excelentes propiedades
mecánicas de los nanotubos les hacen ideales para aplicaciones
de alto desgaste y para refuerzo de materiales (“composite
materials”) y para su uso en nanodispositivos [tanto electrónicos
como ópticos y magnéticos, así como sensores
químicos.
En los últimos años ha conseguido otro hito que
permite la interpretación y uso de la espectroscopia
Raman en la caracterización de nanotubos y la observación
de la localización de Anderson en tubos de carbono irradiados.
Otro aspecto analizado en detalle es la influencia en entorno
en las propiedades de transporte de los nanotubos como futuros
componentes de los nanodispositivos y el control de las propiedades
de las nanoestructuras de carbono mediante irradiación
con átomos o con electrones.
Campo de biomoléculas y su integración en nanodispositivos:
Ángel Rubio ha hecho una contribución importante
en Biofísica relacionada con la descripción microscópica
de la respuesta a la luz de biomoléculas, en particular
la “green flourescent protein” y diferentes mutantes
de la misma, lo que le ha permitido desentrañar el impacto
de los estados de protonación en los diferentes procesos
fotofísicos que la proteína realiza después
de ser excitada y que determinan su funcionalidad biológica.
Además se ha abordado cuantitativamente la isomerización
del azobenceno y del retinal, así como la investigación
de la actividad óptica de las bases del ADN para dispositivos
moleculares. En la actualidad estos estudios se han extendido
a los procesos de absorción de luz en microorganismos
y plantas, porfirinas (fotosíntesis) y su posible aplicación
en nanodispositivos ópticos (por ejemplo memorias moleculares
basadas en nanohilos con porfirinas absorbidas, nuevas células
fotovoltaicas, etc…).
Recientemente en colaboración con el grupo del Prof.
Hardí Gross en al Freie-Uniersität de Berlín
ha abordado la descripción de la superconductividad en
nanostructuras (efecto de la dimensionalidad en la temperatura
de transición superconductora) así como la respuesta
de moléculas y nanoestructuras a láseres pulsados
de muy alta densidad (“espectroscopias del femto y atto
segundo).
B) Metodológico:
Desarrollo de nuevos esquemas teóricos para describir
las propiedades espectroscópicas de nanoestructuras a
partir de técnicas de simulación de primeros principios.
Ángel Rubio es un experto mundial del cálculo
de excitaciones electrónicas en física, química
y biofisica. En ese campo, ha contribuido decisivamente al desarrollo
del formalismo TDDFT (time-dependent density functional theory),
y a su posterior aplicación en agregados atómicos,
biomoléculas (cromoforos), nanotubos, sólidos
y superficies. Estos trabajos han sido revisados recientemente
en un artículo publicado en Reviews of Modern Physics,
que se ha convertido en el documento clave para quienes trabajan
en ese campo. Estos estudios se han extendido exitosamente a
la descripción de nuevos funcionales de correlación
que describan las fuerzas de dispersión van der Waals,
uno de los grandes retos teóricos actuales y que tiene
amplias implicaciones en todos los campos de la ciencia, en
particular los relacionados con biofísica, nuevos materiales
nanoestructurados (autoemsamblado) y química (en general
“soft matter”).
También ha propuesto un formalismo nuevo que combina
la potencia de la física de muchos cuerpos con el TDDFT
para describir propiedades de respuesta en sistemas complejos.
Entre sus muchas ventajas, permite el cálculo de vidas
medias en procesos de transporte electrónico en nanoestructuras
incluyendo efectos excitónicos. Su utilidad, más
allá del ámbito teórico, está en
su capacidad predictiva de los espectros de absorción,
fotoemisión (resuelta en ángulo y tiempo), fluorescencia,
luminiscencia, Raman, etc... Por último Ángel
Rubio ha venido realizando una actividad fuerte en el desarrollo
de la teoría del funcional de la densidad aplicada a
la descripción del transporte electrónico en sistemas
moleculares en conjunción con desarrollos paralelos usando
las técnicas Standard de funciones de Green fuera del
equilibrio.
C) Contribuciones a la comunidad científica:
Desarrollo, mantenimiento y distribución de códigos:
Ángel Rubio ha dedicado un esfuerzo generoso a la creación
de instrumentos para el estudio de la dinámica electrón-electrón
y electrón-ión mediante la TDDFT, como es la solución
de las ecuaciones de Kohn-Sham dependientes del tiempo de manera
no perturbativa en una maya espacial. Desde su aparición
en 2003, más de ciento cincuenta grupos en todo el mundo
están usando este programa (OCTOPUS) en diferentes aplicaciones,
como el control de la reactividad química y la generación
de armónicos altos aplicables a fuentes moleculares de
rayos X, la caracterización óptica de hidrocarbonos
aromáticos policíclicos (de interés en
medio interestelar), puntos cuánticos, agregados magnéticos
(spintronica) estudio de espectros vibracionales resonantes
de nanotubos y el acomplamiento electro-vibracional en nanoestructuras
(vidas medias). Este código se ha distribuido y enseñado
en la escuela Time Dependent Density – Functional Theory:
Prospects and Applications” celebrada en Benasque –
Huesca en Agosto-Septiembre 2004. Debido al éxito de
la escuela, esta se realizará de nuevo este año
y de nuevo en el 2008. Pretende convertirse en el referente
mundial en el campo de la teoría del funcional de la
densidad dependiente del tiempo aplicada a problemas de interés
tanto básico como aplicado en química, física,
ciencia de materiales y biofísica, entre otros.
Construcción de la “European Theoretical Spectroscopy
Facility (ETSF)” que es el equivalente teórico
de un sincrotrón con “líneas” distribuidas
a lo largo de Europa (inicialmente en los diez nodos de la red
de excelencia NANOQUANTA). Ángel Rubio está construyendo
el nodo español de la red ETSF para la transferencia
de conocimiento a empresas y otros grupos de investigación
mediante la organización de cursos de postgrado y máster,
“hands-on tutorials”, actividades de divulgación
científica, publicación de libros, conferencias
etc…
Como pionero en el campo de nanotubos en España, ha contribuido
a establecer en España una masa crítica de investigadores
que empezaron a trabajar en nanotubos a través de colaboraciones
con Ángel Rubio.
Premio DuPont de la ciencia
© Abril 2007 |
