Qué es el diseño químico de nanoimanes moleculares y cuál es su importancia para las computadoras cuánticas

Un equipo del Instituto de Ciencias Moleculares (ICMol) de la Universitat de València ha desarrollado una plataforma interactiva abierta que reúne y pone a disposición de la ciencia alrededor de 20.000 datos relativos al diseño químico de nanoimanes moleculares de especial interés en la  campo de memorias magnéticas.

SIMDAVIS, como se llama la aplicación, nació del seguimiento manual de los resultados de investigación publicados por la comunidad científica durante 16 años.  Los nanoimanes moleculares son diminutos sistemas físicos capaces de presentar memoria magnética en una sola molécula.  Su comportamiento cuántico y su configurabilidad infinita, entre otros factores, los hacen útiles para estudios fundamentales, pero también para aplicaciones potenciales en el campo de las tecnologías cuánticas.

Aunque la ciencia de datos ya ha abierto camino en la investigación química y el diseño de nuevos materiales, en el caso de los nanoimanes moleculares, el azar y la intuición química siguen teniendo un papel principal.

Con el fin de establecer un marco potente para el diseño químico basado en estadísticas, el equipo de la Universitat de València acaba de publicar un artículo en Nature Communications (“Data-driven design of molecular nanomagnets“) que recopila alrededor de 20.000 datos químicos y físicos sobre lantánidos  nanomagnets – elementos químicos con interesantes propiedades magnéticas y ópticas – cataloga más de 1.400 experimentos publicados entre 2003 y 2019, y desarrolla un panel interactivo – SIMDAVIS (Single Ion Magnet DAta VISualisation) – para visualizar y procesar los datos recogidos.  Se trata de una herramienta de big data dirigida al diseño químico de nanoimanes y nanoestructuras magnéticas, un campo de interés para el futuro de la informática, la electrónica, los dispositivos cuánticos o la biomedicina, entre otros.

“Poner los datos al alcance de la comunidad científica permite comprender los resultados de la investigación en su conjunto, ampliar la perspectiva científica y aportar conclusiones más precisas”, afirma Alejandro Gaita-Ariño, investigador de CIDEGENT en el ICMol y responsable del proyecto.  “Analizar tanto los resultados positivos como los negativos nos permite comprender mejor los materiales estudiados y proporciona información para refinar las teorías existentes y desarrollar otras nuevas”, añade el científico.

El grupo Gaita-Ariño del Instituto de Ciencias Moleculares centra su investigación en el campo del magnetismo molecular y la computación cuántica, en el marco de la Unidad de Investigación de Materiales Moleculares.  Además del equipo del ICMol, ha participado en el estudio el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE.UU.).  El trabajo ha contado con la colaboración de la sección de estadística del Servicio Central de Apoyo a la Investigación Experimental (SCSIE) de la Universitat de València.