RODRÍGUEZ ZAVALA JAIME GUSTAVO
Profesor-Investigador Titular A
jaime.rzavala@academicos.udg.mx
Especialidad (SNII): Modelado Molecular
ScopusID, Scholar Google, ResearchGate, Orcid
Semblanza
Licenciatura en Física y Doctorado en Ciencias (Física) por la U.A..S.L.P.
Áreas de interés: Modelado Molecular. Estructura electrónica en moléculas. Reactividad. Efectos antioxidantes. Fullerenos y moléculas orgánicas para celdas solares.
Información SNII
- Nivel: II
- Área del Conocimiento: I.- Físico-Matemáticas Y Ciencias De La Tierra
- Disciplina: Física Molecular
- Subdisciplina: Estructura Molecular
- Especialidad: Modelado Molecular
Información PRODEP
- Área: Ciencias Naturales y Exactas
- Disciplina: Física
Investigación
- Laboratorio: Fisicoquímica Teórica
- Área del Laboratorio: Modelado molecular y materiales
- Cuerpo Académico: Fisicoquímica teórica
- Departamento: Departamento de Ciencias Exactas y Tecnología
- Intereses y Líneas de Investigación:
- Modelado molecular aplicado en fullerenos y moléculas orgánicas para uso en fotoceldas solares o como antioxidantes.
Proyectos de Investigación Vigentes
| Estructura electrónica de moléculas pequeñas para celdas solares orgánicas | |
| Descripción del proyecto de Investigación | La estructura electrónica de moléculas utilizadas en las celdas solares orgánicas es de suma importancia para comprender y optimizar el rendimiento de estas celdas. Generalmente, ésta se caracteriza por orbitales pi conjugados, que permiten la deslocalización y movimiento de los electrones excitados en la capa fotoactiva. Debido a ello la estructura electrónica de las moléculas utilizadas en las celdas solares orgánicas tiene un impacto significativo en su capacidad para absorber la luz solar, excitar los electrones y generar corriente eléctrica. El modelado molecular y las técnicas que usan la teoría del funcional de la densidad han permitido la propuesta de estructuras moleculares capaces de mejorar la eficiencia en celdas solares orgánicas. Es debido a todo ello que en este proyecto de investigación se estudia la estructura electrónica en moléculas pequeñas usadas en la capa fotoactiva de celdas solares orgánicas, con la finalidad de entender resultados experimentales previos, así como la propuesta de directrices para el aumento de eficiencia. |
| Fuente de Financiamiento | |
| Fecha (año) de inicio de la Investigación | 2018 |
| Co-autores | Zuriel Natanael Cisneros García Alessandro Romo Gutiérrez Carlos Iván Méndez Barrientos José Guadalupe Facio Muñoz |
| Modelado molecular de ligando-proteína y métodos de estructura electrónica para apoyo de tratamientos anti-cáncer | |
| Descripción del proyecto de Investigación | El modelado molecular y los métodos de estructura electrónica son herramientas importantes para apoyar el diseño y desarrollo de nuevos fármacos. Estas técnicas permiten comprender a nivel molecular la interacción entre un ligando y una proteína relacionada con el cáncer. Con esta información se puede identificar y optimizar moléculas que actúen como inhibidores de la proteína objetivo, bloqueando así su actividad tumoral y una posible propagación del cáncer. Estas técnicas se basan en la simulación por computadora de las interacciones moleculares, usando principios físicos y mecánica cuántica. A través de ello en este proyecto se pretende entender, desde un punto de vista molecular, diversos resultados experimentales, y posteriormente, realizar propuestas viables de estructuras moleculares aptas para tratamientos anti-cáncer. |
| Fuente de Financiamiento | |
| Fecha (año) de inicio de la Investigación | 2023 |
| Co-autores | Zuriel Natanael Cisneros García Alessandro Romo Gutiérrez Carlos Iván Méndez Barrientos José Guadalupe Facio Muñoz |
Proyectos de Investigación Relevantes
| Enhancing photovoltaic performance: Exploring quinoxaline donors in conjunction with Y6 and BTP-4Br small molecule acceptors via DFT calculations | |
| Descripción del proyecto de Investigación | El estudio de donadores de electrones basados en quinoxalina como parte de la capa fotoactiva de una celda solar orgánica impacta de manera positiva en varios factores. Por ejemplo, la reducción del costo de producción, ingeniería de cadenas laterales, transferencia de carga intramolecular, elevación de niveles electrónicos, mejoramiento en espectros de absorción y empaquetamiento molecular. Debido a ello es importante el estudio sistemático computacional de este tipo de donadores de carga aplicados en celdas fotovoltaicas. |
| Fecha (año) de inicio de la Investigación | 2022 |
| Fecha (año) de fin de la Investigación | 2023 |
| Co-autores | Zuriel Natanael Cisneros García Alessandro Romo Gutiérrez |
Tesis Dirigidas
| Caracterización teórica y estimación de propiedades moleculares, ópticas y cinéticas de tres polímeros electrodonadores y sus implicaciones en el diseño de interfaces fotoactivas para celdas solares orgánicas de alto desempeño en combinación con un sistema electroaceptor propuesto | |
| Resumen de la Tesis | Se emplean métodos computacionales con el objetivo de obtener información sobre las propiedades asociadas a la estructura electrónica de los electrodonadores. Esto se realiza con la finalidad de validar diversos resultados experimentales y proponer nuevas moléculas donadoras de electrones que puedan potenciar la eficiencia de las celdas solares orgánicas. |
| 2021 | |
| Status | En proceso |
| Alessandro Romo Gutiérrez | |
| Programa Educativo | Doctorado en ciencia y tecnología |
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| Estudio teórico de parámetros fotovoltaicos de los aceptores orgánicos BTP-4F-T2C8, BTP-4F-T2EH y BTP-4F-T3EH | |
| Resumen de la Tesis | Se calcula la estructura electrónica de moléculas aceptoras para la corroboración teórica de resultados experimentales que puedan ayudar en la propuesta de nuevas moléculas con alto rendimiento en celdas solares orgánicas. |
| 2022 | |
| Status | En proceso |
| Nestor Juan Pablo Chico Beltrán | |
| Programa Educativo | Maestría en Ciencia y Tecnología |
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| Estudio in-silico de propiedades de estructura electrónica y acoplamiento molecular de complejos fulerenos-oncoproteínas | |
| Resumen de la Tesis | Una de las propuestas para la inhibición del crecimiento tumoral y metástasis es el uso de los Fulerenos. En este trabajo se realiza una búsqueda exhaustiva del acoplamiento entre los fulerenos funcionalizados TAPC-4 y TCPC-4 con proteínas relacionadas a ciertos crecimientos tumorales, como lo son MYH9, Hsp90-β y Vimentina. |
| 2022 | |
| Status | En proceso |
| Andrés Frausto de Alba | |
| Programa Educativo | Maestría en Ciencia y Tecnología |
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| Estudio teórico de la estructura electrónica y reactividad de cúmulos de cobalto Conq, Conq(NO),Conq(N2O) y Coq16(O)m donde m=0-6, n=7-9 y q=0-1 | |
| Resumen de la Tesis | Se estudió desde un punto de vista computacional la descomposición de NO y N2O con cúmulos de cobalto. Ello con la finalidad de contribuir al diseño de nuevos materiales basados en cobalto con propiedades catalíticas. |
| Status | Finalizada |
| José Guadalupe Facio Muñoz | |
| Programa Educativo | Doctorado en ciencia y tecnología |
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| Propiedades de los Metalofulerenos M@C82 Ad (M = La, Sc, Y) y Derivados de Clústerfulerenos de C80(Ih) con Sc, Obtenidas Mediante Cálculos DFT | |
| Resumen de la Tesis | En la tesis se abordan dos proyectos computacionales en donde se calculan propiedades de estructura electrónica. En el primero de ellos se elucida los posibles isómeros del fullereno endoédrico M@C82 Ad (M = La, Sc, Y), y por otro lado, en el segundo se analizaron propiedades donadoras y aceptoras de un conjunto de clústerfulerenos de escandio, ésto dirigido a calcular propiedades antioxidantes de dichas estructuras moleculares. |
| 2018 | |
| Status | Finalizada |
| Carlos Iván Méndez Barrientos | |
| Programa Educativo | Doctorado en ciencia y tecnología |
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| Estructura electrónica del fulereno endoédrico polihidroxilado La@C82(OH)x y sus posibles implicaciones en celdas solares fotovoltaicas | |
| Resumen de la Tesis | |
| 2018 | |
| Status | Finalizada |
| Zuriel Natanael Cisneros García | |
| Programa Educativo | Doctorado en ciencia y tecnología |
| Enlace al Repositorio | |
| Estudio teórico de parámetros fotovoltaicos de dos moléculas electroaceptoras halogenadas con alta eficiencia en celdas solares orgánicas y propuesta de nuevos sistemas | |
| Resumen de la Tesis | En la tesis se sustenta teóricamente algunos resultados experimentales acerca de la mejor eficiencia de la molécula BTP-4Cl en comparación con BTP-4F en celdas solares orgánicas y se proponen nuevas moléculas para su uso en la capa fotoactiva de celdas solares orgánicas. |
| 2019 | |
| Status | Finalizada |
| Alessandro Romo Gutiérrez | |
| Programa Educativo | Maestría en Ciencia y Tecnología |
| Enlace al Repositorio | |
| Inclusión de efectos térmicos para el análisis de estabilidad isomérica a través del cálculo de fracciones molares a temperatura finita en la calmagita y pseudosacarinas | |
| Resumen de la Tesis | En este trabajo se obtuvieron diagramas de distribución de predominio como función de la temperatura con distintos niveles de teoría para los isómeros más representativos de tres sistemas pertenecientes a la familia de las pseudosacarinas y el azocolorante denominado como calmagita. |
| 2015 | |
| Status | Finalizada |
| Zuriel Natanael Cisneros García | |
| Programa Educativo | Maestría en Ciencia y Tecnología |
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| Propiedades 13C RMN del fulereno C82 con bajo recubrimiento de grupos OH | |
| Resumen de la Tesis | Se presentó un estudio de las propiedades de 13C RMN del isómero 9 del fulereno C82 con bajo recubrimiento de grupos OH, empleando metodologías de la DFT. Mediante la obtención de las constantes de apantallamiento isotrópico, la anisotropía de apantallamiento, así como las constantes de acoplamiento hiperfino por contacto de Fermi en sistemas de capa abierta, y complementando con las funciones de Fukui promedio por aproximación de diferencias finitas y analítica, se seleccionaron sitios de adsorción para aumentar el recubrimiento. |
| 2011 | |
| Status | Finalizada |
| Carlos Iván Méndez Barrientos | |
| Programa Educativo | Maestría en Ciencia y Tecnología |
| Enlace al Repositorio | |
| Espectros de absorción a diferentes grados de protonación y deprotonación en la calmagita y su reactividad a través de la función de Fukui | |
| Resumen de la Tesis | A través de métodos de estructura electrónica se determinaron las geometrías más estables de la calmagita a diferentes grados de protonación y deprotonación en distintos solventes. Se compararon con resultados experimentales y se logró corroborar las estructuras encontradas experimentalmente. |
| 2014 | |
| Status | Finalizada |
| Zuriel Natanael Cisneros García | |
| Programa Educativo | Ingeniería Bioquímica |
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| Ordenamiento de grupos hidroxilo (OH), adsorbidos sobre el isómero más estable del fulereno C82 con base en la función de Fukui y orbitales HOMO-LUMO | |
| Resumen de la Tesis | Se determinó el ordenamiento de grupos hidroxilo (a un bajo recubrimiento) adsorbidos sobre el isómero más estable del C82, a partir de la función de Fukui y los orbitales moleculares HOMO-LUMO, y sus implicaciones en la estructura electrónica, además de sus posibles aplicaciones tecnológicas. |
| 2008 | |
| Status | Finalizada |
| Carlos Iván Méndez Barrientos | |
| Programa Educativo | Ingeniería Bioquímica |
| Enlace al Repositorio | |
Publicaciones
- Romo-Gutiérrez, A., Cisneros-García, Z.N., Rodríguez-Zavala, J.G. Enhancing photovoltaic performance: Exploring quinoxaline donors in conjunction with Y6 and BTP-4Br small molecule acceptors via DFT calculations. (2023) Materials Today Communications, 37, art. no. 107382, . DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.107382
- Facio-Muñoz, J.G., Hernández-Velázquez, D.A., Guzmán-Ramírez, G., Flores-Moreno, R., Rodríguez-Zavala, J.G., Tenorio, F.J. Electronic structure and reactivity indexes of cobalt clusters, both pure and mixed with NO and N2O (Conq , q= 0 , 1 and n= 4 - 9). (2022) Journal of Molecular Modeling, 28 (7), art. no. 197, . Cited 1 time. DOI: https://doi.org/10.1007/s00894-022-05165-0
- Navarro-Ibarra, D.C., Rodríguez-Zavala, J.G., Guirado-López, R.A. The role of tagging atoms on the thermal stability and vibrational behavior of Nb9 clusters. (2022) Journal of Physics and Chemistry of Solids, 163, art. no. 110582, . Cited 3 times. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2022.110582
- Romo-Gutiérrez, A., Cisneros-García, Z.N., Rodríguez-Zavala, J.G. Improvement of photovoltaic-related parameters through bromination and the role of chlorine, bromine, iodine, and dehalogenation in the fluorinated Y6 small molecule. (2022) Molecular Physics, 120 (23), art. no. e2135466, . Cited 3 times. DOI: https://doi.org/10.1080/00268976.2022.2135466
- Slanina, Z., Uhlík, F., Rodríguez-Zavala, J.G., Chiang, L.Y., Adamowicz, L. C60(OH)32 fullerenols: calculated temperature-sensitive isomeric interplay. (2022) Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures, 30 (12), pp. 1193-1198. DOI: https://doi.org/10.1080/1536383X.2022.2082415
- Méndez-Barrientos, C.I., Peña Lecona, F.G., Rodríguez-Zavala, J.G. Corroboration and proposal of isomers for M@C2v(9)-C82(Adamantylidene) (M = La, Y, Sc) endohedral metallofullerenes. (2022) Computational and Theoretical Chemistry, 1207, art. no. 113530, . DOI: https://doi.org/10.1016/j.comptc.2021.113530
- Méndez-Barrientos, C.I., Cisneros-García, Z.N., Rodríguez-Zavala, J.G. Impact of the endohedral and exohedral functionalization of C80-Ih fullerene on its antiradical (antioxidant and antireductant) character. (2021) Chemical Physics, 544, art. no. 111122, . Cited 1 time. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2021.111122
- Cisneros-García, Z.N., Hernández, D.A., Tenorio, F.J., Rodríguez-Zavala, J.G. Electronic structure of hydroxylated La@C82 endohedral metallofullerene: implications on photovoltaic cells. (2020) Molecular Physics, 118 (14), art. no. e1705411, . Cited 2 times. DOI: https://doi.org/10.1080/00268976.2019.1705411
- Hernandez, D.A., Rodriguez-Zavala, J.G., Tenorio, F.J. DFT study of antioxidant molecules from traditional Japanese and Chinese teas: comparing allylic and phenolic antiradical activity. (2020) Structural Chemistry, 31 (1), pp. 359-369. Cited 5 times. DOI: https://doi.org/10.1007/s11224-019-01411-z
- Cisneros-García, Z.N., Rodríguez-Zavala, J.G. Molecular structure and electron accepting-donating capacity of hydroxylated La@C 82 endohedral metallofullerene. (2019) Chemical Physics, 523, pp. 114-123. Cited 7 times. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2019.04.023
- Rodríguez-Zavala, J.G. Local reactivity through fukui function on endohedral mono-metallofullerenes. (2019) Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 105, pp. 186-195. Cited 8 times. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physe.2018.08.027
- Cisneros-García, Z.N., Mara non-Ruiz, V.F., Rodríguez-Zavala, J.G. TD-DFT calculations and thermal effects on conformers of calmagite in protic solvents varying the degree of protonation. (2016) Journal of Molecular Modeling, 22 (8), art. no. 191, . DOI: https://doi.org/10.1007/s00894-016-3054-5
- Cisneros-García, Z.N., Nieto-Delgado, P.G., Rodríguez-Zavala, J.G. Conformational analysis on protonation and deprotonation of calmagite in protic solvents and its reactivity through Fukui function. (2015) Dyes and Pigments, 121, pp. 188-198. Cited 9 times. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2015.05.022
- Muñoz-Maciel, J., Casillas-Rodríguez, F.J., Peña-Lecona, F.G., Duran-Ramírez, V.M., Mora-Gonzales, M., Rodríguez-Zavala, J.G. Phase recovery from interferograms under high amplitude vibrations. (2014) Optics Express, 22 (25), pp. 31387-31395. Cited 2 times. DOI: https://doi.org/10.1364/OE.22.031387
- Méndez-Barrientos, C.I., Flores-Moreno, R., Muñoz-Maciel, J., Rodríguez-Zavala, J.G. 13C NMR and Fukui function analysis on C82 hydroxylated fullerene through density functional theory. (2014) Molecular Physics, 112 (15), pp. 1987-1999. Cited 9 times. DOI: https://doi.org/10.1080/00268976.2013.877168
- Samaniego, C., Rodríguez-Zavala, J.G., Tenorio, F.J., Flores-Moreno, R. Ab Initio study of 2H nuclear quadrupole coupling constants in deuterated crystalline oxalic acid dehydrated polymorphs. (2013) Molecular Crystals and Liquid Crystals, 575 (1), pp. 188-201. Cited 1 time. DOI: https://doi.org/10.1080/15421406.2013.768500
- Guzmán-Ramírez, G., Tenorio, F.J., Rodríguez-Zavala, J.G., Flores-Moreno, R. Auxiliary density perturbation theory for restricted open-shell systems. (2012) Journal of the Mexican Chemical Society, 56 (3), pp. 325-330. Cited 6 times.
- Rodríguez-Zavala, J.G., Barajas-Barraza, R.E., Padilla-Osuna, I., Guirado-López, R.A. Hydration behaviour of polyhydroxylated fullerenes. (2011) Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 44 (20), art. no. 205104, . Cited 4 times. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/44/20/205104
- Rodríguez-Zavala, J.G., Tenorio, F.J., Samaniego, C., Méndez-Barrientos, C.I., Peña-Lecona, F.G., Muñoz-Maciel, J., Flores-Moreno, R. Theoretical study on the sequential hydroxylation of C82 fullerene based on Fukui function. (2011) Molecular Physics, 109 (14), pp. 1771-1783. Cited 16 times.DOI: https://doi.org/10.1080/00268976.2011.591743
- Rodríguez-Zavala, J.G., Padilla-Osuna, I., Guirado-López, R.A. Modifying the endohedral La-ion location in both neutral and positively charged polyhydroxylated metallofullerenes. (2008) Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics, 78 (15), art. no. 155426, . Cited 13 times. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.155426
- Muñoz-Maciel, J., Peña-Lecona, F.G., Castillo-Quevedo, C., Casillas-Rodríguez, F.J., Duran-Ramírez, V.M., Mora-González, M., Rodríguez-Zavala, J.G. Phase tracking with a spatial synchronous method. (2007) Applied Optics, 46 (17), pp. 3462-3465. Cited 2 times. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.46.003462
- Rodríguez-Zavala, J.G., Guirado-López, R.A. Stability of highly OH-covered C60 fullerenes: Role of coadsorbed O impurities and of the charge state of the cage in the formation of carbon-opened structures. (2006) Journal of Physical Chemistry A, 110 (30), pp. 9459-9468. Cited 29 times. DOI: https://doi.org/10.1021/jp061855m
- Rincón, M.E., Guirado-López, R.A., Rodríguez-Zavala, J.G., Arenas-Arrocena, M.C. Molecular films based on polythiophene and fullerol: Theoretical and experimental studies. (2005) Solar Energy Materials and Solar Cells, 87 (1-4), pp. 33-47. Cited 17 times. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2004.07.041
- Rodríguez-Zavala, J.G., Guirado-López, R.A. Structure and energetics of polyhydroxylated carbon fullerenes. (2004) Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics, 69 (7), 13 p. Cited 37 times. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.075411