Se plantea realizar estudios de la estructura electrónica de átomos, moléculas y sólidos en general, usando el modelo computacional empleando los métodos de la Química Cuántica y el Estado Sólido (HF, pos-Hf, DFT), así como la utilización de códigos apropiados para el estudio de sistemas cristalinos (Abinit, Wien, Castep, LMTO, etc.). Se hará énfasis en el estudio del proceso de catálisis en superficies semiconductoras y en la obtención de niveles f de lantánidos que entran como impurezas en diversos cristales

Utilizando el principio variacional se realizarán cálculos sobre átomos y moléculas bajo confinamiento, lo que es de gran interés en el estudio de puntos cuánticos. Para ello se deben diseñar funciones de onda que incluyan correlación explícita, tales como aquellas expresadas en coordenadas de Hylleraas, haciendo una comparación sistemática con resultados obtenidos con la aproximación DFT, donde los funcionales están adaptados a las condiciones de confinamiento del modelo estudiado.

Cálculos de la respuesta óptica de sistemas de dimensionalidad reducida. Los materiales que estudian se forman de metales, semiconductores o dieléctricos. Se usan modelos macroscópicos de la función dieléctrica.

En esta línea se desarrollan programas de simulación molecular que permiten el estudio de propiedades termodinámicas, dinámicas y estructurales de fluidos simples y complejos. Además de propiedades de una fase, se calculan propiedades de coexistencia líquido-vapor y se obtienen propiedades interfaciales como la tensión superficial. Los sistemas de interés van desde líquidos de complejidad intermedia como las sales fundidas, los electrolitos y las suspensiones coloidales de partículas cargadas, hasta sistemas denominados complejos, como las soluciones de polielectrolitos, el ADN, las moléculas surfactantes en solución y las membranas biológicas.

Las interacciones electrostáticas, responsables en gran medida del comportamiento de estos sistemas requieren de un tratamiento especial en la simulación y su inclusión en los códigos es imprescindible. Los polielectrolitos son usados en el tratamiento de aguas residuales y en el procesamiento de comida, se emplean también como modificadores de superficies y en biolubricación, además modifican el comportamiento reológico de soluciones de interés en la industria de pinturas y recubrimientos.

La metodología desarrollada se ha aplicado exitosamente al estudio de líquidos simples, líquidos iónicos y polímeros cargados en solución. Los líquidos iónicos y los polielectrolitos son ampliamente usados en aplicaciones tecnológicas y al mismo tiempo ofrecen preguntas físicas fundamentales cuya respuesta puede explorarse haciendo uso de los métodos de simulación computacional que desarrollamos en esta línea de investigación