• Hacia Dónde va la Ciencia en México

    Symposium en el Colegio de Postgraduados

  • Jorge Flores Valdés

    Jorge Flores Valdés Doctor Honoris Causa

  • Jaime de la Garza

    Distinguished Achievement Award para Jaime de la Garza

  • Avelino Corma

    Avelino Corma gana el Príncipe de Asturias

  • Hacia Dónde va la Ciencia

    Hacia Dónde va la Ciencia

Marcelo Lozada y Cassou

El Dr. Marcelo Lozada y Cassou nació en la Ciudad de México, D.F. el 12 de diciembre de 1949, es doctor en Física por la Universidad Nacional Autónoma de México. Actualmente dirige el Programa de Investigación en Ingeniería Molecular (PIIM), del Instituto Mexicano del Petróleo, que el mismo fundó, en 1999. Ha sido profesor y/o investigador invitado en instituciones de Canadá, Brasil, Venezuela, EUA, México y Europa. Ha contribuido al diseño y formación de grupos de investigación y/o laboratorios en el IMP, la Universidad Autónoma Metropolitana y la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Ha apoyado, desde cargos de elección, en la Academia Mexicana de Ciencias, Sociedad Mexicana de Física y la Junta Directiva de la Universidad Autónoma Metropolitana, a la ciencia y vida académica en México. Ha recibido premios y distinciones por sus desarrollos científicos y tecnológicos, dirigido tesis de Licenciatura, Maestría y Doctorado, y promovido la vinculación con diversos grupos científicos y empresas del país y del extranjero.

La fundación del PIIM y de nuevos laboratorios no ha estado desconectada de la sólida labor investigativa del Dr. Lozada, sino que, por el contrario, se sustentan en ella. Ha publicado numerosos artículos científicos y patentes. Sus trabajos científicos son ampliamente citados en revistas científicas y, in extenso, en libros que son referencia obligada en la mecánica estadística de fluidos cargados y complejos, y sus patentes se han concretado en productos tecnológicos.

Sus contribuciones se pueden dividir en científicas y tecnológicas. Entre las científicas destacan: i) Desarrollo de la teoría fundamental de la física de muchos cuerpos; Teoría de Respuesta Lineal para fluidos complejos cargados, en campos externos; Hidrodinámica Molecular de fluidos cargados, confinados en nanoporos; Física-Matemática, mediante soluciones a las ecuaciones de Schrödinger y Klein Gordon, para diversos potenciales; Teoría del Caos y Dinámica no lineal. ii) Predicción de nuevos fenómenos físico-químicos, que posteriormente han sido comprobados experimentalmente por otros investigadores. En el campo de la tecnología ha generado patentes y productos para la industria petrolera.

En sus teorías de muchos cuerpos se incluyen desarrollos diagramáticos y cálculo combinatorio de las interacciones de muchos cuerpos, la cual es en realidad una teoría de perturbaciones a cuatro, cinco,…-n puntos, que garantiza, a cada nueva extensión, un mayor grado de precisión. En el límite se llega a la función de partición. Esta teoría incluye familias enteras de diagramas puente, y se ha aplicado exitosamente a varios sistemas de interés en fluidos simples y complejos.

El desarrollo de sus teorías ha dado lugar a la predicción de nuevos fenómenos tales como: 1) La violación de la electroneutralidad local, de muy importantes consecuencias en la físico-química de fluidos, cargados y confinados, desarrollo de catalizadores para combustibles limpios, modificadores de mojabilidad, tensoactivos y espumas, para procesos de recuperación mejorada del petróleo. 2) Correlaciones fluido-fluido, con relevancia para el diseño de membranas semipermeables, con aplicaciones en los procesos de separación de gases y biológicos (membrana de Donnan). 3) Sobrecargado de interfaces sólido-electrolito, comprobado con simulaciones, y con diversas aplicaciones en la fisicoquímica de superficies, tales como estabilidad de tintas, pinturas, adsorción de proteínas en membranas celulares, etc. 4) Oscilaciones de origen molecular en la interacción entre dos superficies, en donde se comparan sus predicciones teóricas, con experimentos realizados por terceros. Este fenómeno tiene aplicaciones en el diseño de lubricantes y adhesivos. 5) Mecanismo de auto-ensamblaje molecular, en donde, en particular, se demuestra que el confinamiento de DNA en membranas de lípidos catiónicos, induce estabilidad del complejo, con aplicación potencial en terapia génica. 6) Mecanismo de auto-ensamblaje molecular para el modelo “Key-Lock” de biología molecular y química supramolecular, basado en argumentos de balance entropía-energía, comprobados y reconocidos por otros investigadores experimentales. 7) Separación de carga, verificado experimentalmente. Este resultado, de particular interés pues nunca se había observado la separación de carga en un electrolito, ha dado origen a un nuevo campo de investigación sobre “separaciones de fase” en confinamiento, y ha sido utilizada por el propio Dr. Lozada en el desarrollo de catalizadores. 8) Movilidad electroforética negativa, que ha sido corroborada experimentalmente en estudios de electroforesis de dendrímeros y otros sistemas.

En su desarrollo de Hidrodinámica Molecular, el Dr. Lozada ha sido pionero en estudios de flujo de fluidos cargados, en nanoporos -“nanofluidics”- de gran interés en nanotecnología, con interesantes predicciones para la conductividad, en función del tamaño del poro. Sus resultados sobre suspensiones coloidales a concentración finita, demuestran que el muy utilizado “cell model” es inadecuado, aun a concentraciones coloidales bajas, para el estudio de propiedades fisicoquímicas, v. gr., espumas, tintas, proteínas, etc., lo que seguramente generará nuevos estudios.

En resumen, sus trabajos sobre físico-química de superficies son ampliamente reconocidos por la comunidad internacional como pioneros para comprender la estructura de fluidos cargados inhomogéneos, la estabilidad coloidal, sistemas confinados y el transporte de partículas cargadas. Sus teorías mejoran significativamente las teorías existentes. Sus investigaciones en los campos citados han dado lugar a nuevas líneas de investigación: separación de fases confinadas, sistemas auto-ensamblados y correlación a través de membranas. Todos estos trabajos han sido publicados en las mejores revistas de física, sobre la materia condensada, y han sido reconocidos en las mejores revistas del campo y en libros de texto, para estudiantes graduados en fisicoquímica.

Otro punto a destacar del trabajo del Dr. Lozada, son sus Métodos Numéricos, basados en Elemento Finito, que le han permitido desarrollar un poderoso “software” para la solución numérica de sistemas de ecuaciones integrales, no-lineales, acopladas. El Dr. Lozada fue el primero en resolver ecuaciones integrales no-lineales, y para todas las condiciones de frontera de interés en físico-química de superficies. Tanto estos programas de cómputo, como aquellos para simulación molecular, teoría de respuesta lineal, hidrodinámica molecular y dinámica no-lineal son desarrollos propios.

El Dr. Lozada también se ha interesado en la microscopía electrónica, los materiales nanoestructurados, puntos cuánticos, ecuación de Klein-Gordon y dinámica no lineal. Algunos de estos trabajos han sido, ya, extensamente citados.

En el campo de la tecnología el Dr. Lozada ha generado ideas científicas básicas que luego transformó en 36 patentes internacionales y 12 nacionales, que se han concretado en productos industriales: 1) Catalizadores para el hidroprocesamiento de fracciones del petróleo, 2) Dispersantes de asfaltenos, 3) Deshidratantes de crudos pesados, 4) Espumas para la recuperación del petróleo, 5) Inhibidores de corrosión, entre otras. Esta conexión entre ciencia de primera y la atención efectiva de problemas prioritarios del país es excepcional.

Esta apretada síntesis muestra con claridad que el Dr. Lozada ha contribuido de manera muy notable, y quizá excepcional, al desarrollo y fortalecimiento de la ciencia y la tecnología en nuestro país.