Grupos de Investigación
Distribución de grupos del INMA en departamentos.
*El tamaño de los círculos es directamente proporcional al número de miembros de cada grupo.
La actividad del grupo FPS se centra en la micro y nanoestructuración de polímeros y cristales líquidos persiguiendo la preparación nuevos sistemas poliméricos funcionales con aplicaciones de interés en diversos ámbitos tales como la biomedicina o la fotónica. Mediante el uso de técnicas de autoorganización de cristales líquidos o copolímeros bloque y de litogafías avanzadas y tecnologías de micromanufacturación aditiva, tales como inkjet printing, se persigue procesar sistemas poliméricos (micropartículas, películas, microestructuras,…) con morfología controlada y funcionalidades que confieran al material nuevas o mejoradas propiedades.
Dado el carácter multidisciplinar y aplicado del tema de trabajo, el grupo, formado fundamentalmente por físicos, mantiene colaboraciones con químicos, bioquímicos, ingenieros y teóricos tanto en el ámbito académico como en el industrial.
La investigación del Grupo BIONANOSURF se centra en todas las etapas implicadas en el diseño, desarrollo, caracterización, testado, validación y transferencia de nanotecnologías para el diagnóstico y tratamiento de diversas patologías. En concreto, nuestra investigación se divide principalmente en 4 líneas de investigación: Nanoconjugados terapeúticos y sistemas de liberación de fármacos; Nanoactuadores Magnéticos para Activación Enzimática y Receptores de Membrana; Nanobiosensores calorimétricos y gestión de Calidad en el desarrollo de Nanotecnología.
El grupo BIONANOSURF es un grupo multidisciplinar formado aproximadamente por 45 miembros con amplia formación en física, bioquímica, química, biotecnología, farmacia y otras áreas relevantes. La naturaleza multidisciplinar del grupo facilita la investigación y el desarrollo en diversas áreas, incluyendo biosensores, terapia génica y magnetismo, entre otros.
Our research is mainly focused on organic functional materials with a chemical structure precisely designed to enable self-assembly at the nanoscale and tailored properties for applications in material science and nanomedicine. We have strong expertise on synthetic covalent, supramolecular and dynamic chemistry as well as self-assembly techniques directed to organic materials and nanomaterials based on liquid crystals, polymers or DNA. Our synthetic toolbox includes organic synthesis, click chemistry, controlled radical or ring-opening polymerizations, dendrimer synthesis, photopolymerization, dynamic covalent chemistry and DNA-nanotechnology. Our competences extend to the structural and functional characterization of organic materials and polymers. The multidisciplinarity of our team is key to reinforce internal complementarities and we work in collaboration with national and international groups to boost our skills. Currently our research interests are mainly directed to materials based on the self-assembly properties of liquid crystals, for applications in organic electronics, chiroptical systems or membranes, and precise macromolecules, hydrogels, dynamic systems and DNA nanotechnology for applications in nanomedicine (drug/gene delivery, antimicrobials, diagnosis among others).
El Grupo ENMA (Ensamblaje de Materiales y Modificación de Superficies) cuenta con una amplia experiencia en el ensamblaje de materiales orgánicos, inorgánicos o híbridos mediante el uso de la técnica de Langmuir-Blodgett (LB), autoensamblaje (SA), electrografting o spin-coating y su caracterización a través de técnicas espectroscópicas, microscópicas o electroquímicas, así como en la modificación de superficies mediante procesos fisicoquímicos ((super)-hidrofobicidad / hidrofilicidad), o la formación de nanoestructuras. Su investigación se centra principalmente en aplicaciones orientadas a los campos de:
– Electrónica Molecular
– Simulación de Membranas Celulares
– Modificación de Superficies
LEMA research group activities include several research lines based on the application of different laser technologies to modify materials. These include development of new materials with technological interest in different industrial sectors. The latter are related with higher efficiency and cleaner energy and based on environmentally respectful new processing techniques. The group attempts to maintain a leadership position in the field of scalable laser processing, developing singular techniques to obtain new materials and optimize the performance of more conventional ones, searching for new functionalities and an improvement of present fabrication processes.
M4 se articula en torno a la preparación y estudio de materiales magnéticos multifuncionales y de carácter molecular siendo su actividad investigadora englobada en la Nanociencia Molecular con interés en tecnologías cuánticas de la información, la energía y la biomedicina.
Atención preferente merece la caracterización de los materiales preparados. Para ello el grupo dispone de una serie de técnicas en las que se es una referencia para otros grupos nacionales y extranjeros. Estas técnicas en las que miembros del grupo han adquirido prestigio internacional son las magnéticas, térmicas, difracción de rayos x y dispersión de neutrones.
El grupo es de carácter multidisciplinar en el que aunamos los esfuerzos de Ingenieros Químicos, Bioquímicos, Médicos, Químicos, Biólogos, Biotecnólogos y Farmacéuticos, contando con el apoyo clínico de diversos profesionales médicos del IIS Aragón.
El grupo de investigación se centra en la síntesis de materiales nanoparticulados para su aplicación en terapia antimicrobiana, tratamiento del dolor y artrosis. Las principales direcciones de nuestra investigación se centran en el diseño de sistemas de administración de fármacos bajo demanda. El grupo está interesado en el desarrollo de nuevos nanomateriales y dispositivos antimicrobianos sin efectos citotóxicos en las células humanas y con una eficacia demostrada superior a las estrategias convencionales. Actualmente, el grupo está trabajando en la producción a escala de diferentes materiales nanoestructurados utilizando reactores de microfluidos para superar las limitaciones de las síntesis por lotes convencionales.
MAGNA research group’s activity focuses on Nanoscience and Nanotechnology, covering researches on Spintronics, magnetic nanoparticles for life sciences and Advanced Microscopies.
The main research lines of MAGNA are:
Line 1.- Nanostructured materials based on spintronic effects for energy conversion (“thermospin”) and on topological surfaces.
Line 2.- New nano-structured multiferroic materials for low consumption applications.
Line 3.- Biomedical applications of magnetic nanoparticles for applications in new oncological therapies based on magnetic hyperthermia.
HYMAT es un grupo pluridisciplinar formado por químicas y físicas del INMA, con amplia experiencia en la síntesis y física de materiales magnéticos, y la nanoestructuración de materiales de naturaleza muy diversa (materiales carbonosos, perovskitas, redes metal-orgánicas o MOFs, nanopartículas magnéticas, nanomateriales híbridos polímero-nanopartícula, etc.). Su actividad involucra la elaboración de materiales y dispositivos híbridos y se desarrolla en el marco de las siguientes tres líneas de investigación:
A) Materiales magnéticos moleculares para aplicaciones en tecnologías de la información
B) Hipertermía magnética
C) Energía
– Membranas y materiales nanoestructurados: se centra en tres líneas principales: (1) Síntesis y caracterización de materiales nanoporosos: zeolitas, titanosilicatos, materiales laminares, sílices mesoporosas ordenadas, derivados del grafeno, MOF y COF, controlando su química superficial y propiedades texturales. (2) Desarrollo de membranas mixtas: densas y soportadas sobre soportes poliméricos planos y de fibra hueca para separaciones moleculares. (3) Aplicación de materiales nanoestructurados a membranas para mejorar su capacidad de separación en procesos más eficientes relacionados con la energía y el medio ambiente: separaciones en fase gas (captura de CO2, purificación de H2, enriquecimiento de biogás, etc.) y en fase líquida como la nanofiltración (purificación de disolventes, eliminación de microcontaminantes del agua), la pervaporación y la destilación osmótica. Otras aplicaciones son la encapsulación para la industria textil o la catálisis para biorefinería.
El grupo de investigación NANOMIDAS (Nanofabricación y microscopias avanzadas) es un grupo reconocido por la Dirección General de Aragón (DGA) dedicado a la investigación puntera de diversos tipos de nanomateriales desde un punto de vista de las microscopías avanzadas (Focused Ion Beam FIB, (Scanning)Transmission Electron Microscopy STEM y Scanning Tunneling Microscopy STM). Nuestro grupo persigue el entendimiento estructural a nivel atómico y su correlación con las propiedades físico-químicas, permitiendo la síntesis y fabricación de manera controlada y a escala nanométrica, de materiales multifuncionales para su aplicación en los campos de la electrónica, nanoingeniería, catálisis, energía, medicina y medioambiente.
NANOMIDAS es un grupo multidisciplinar que agrupa investigadores con distinta formación y trayectoria incluyendo física, química o ciencia de materiales.
La investigación del Grupo NLDM (Nanoscopia en Materiales de Baja Dimensión (Nanoscopy on Low Dimensional Materials)) se centra principalmente en el estudio de la estructura y la configuración atómica, así como de las propiedades físicas (electrónicas, ópticas, vibracionales, mecánicas) de distintos nanomateriales de baja dimensión. Estos nanomateriales están basados en carbono, boro y nitrógeno, también en dicalcogenuros de metales de transición y en otras nanoestructuras, en particular, nano-objetos metálicos de interés plasmónico/fotónico. Para llevar a cabo estos estudios se utilizan diferentes técnicas de microscopiía electrónica de transmisión (HR(S)TEM, difracción de electrones, EELS, EDS y tomografía de electrones) así como otras espectroscopias como XPS y Raman. El grupo colabora activamente con socios industriales y académicos en el área del grafeno y materiales afines, al igual que en la investigación de otras nanoestructuras y materiales de carbono.
NANOSENSORES Y SISTEMAS BIOANALÍTICOS (N&SB) (E25_20R, Grupo de Investigación reconocido en el ámbito de la Comunidad Autónoma de Aragón 2020-2022).
Líneas de investigación:
– Desarrollo de sistemas de monitorización basados en (nano)biosensores enzimáticos tanto para el control de aminas biógenas en alimentos (lácteos, cárnicos y pescados), como la preparación de dispositivos biológicos implantables (glucosa y neurotransmisores).
– Puesta a punto de métodos rápidos de detección precoz de la presencia de aminas biógenas en alimentos envasados (envases inteligentes), usando nuevos materiales y nanomateriales basados en oligoglicinas autoensamblables.
– Desarrollo de plataformas analíticas basada en HPTLC-MS para resolver problemas relacionados con la realización de perfiles lipidómicos en sangre y tejido humano.
– Funcionalización de superficies usando oligoglicinas autoensamblables, cuyas propiedades puedan modularse al inmovilizarse en ellas fármacos y nanomateriales con propiedades ópticas y de transporte electrónicos de interés (grafeno, nanodiamantes).
El Grupo NFP fue creado en 2007 por investigadores de diferentes orígenes, con el objetivo de concentrar esfuerzos en el desarrollo y la aplicación de materiales nanoestructurados, con énfasis en nanopartículas, interfaces nanoporosas y sistemas híbridos. El Grupo NFP pertenece al Instituto de Nanociencia y materiales de Aragón (INMA). Sus integrantes han realizado desarrollos pioneros en la síntesis de nanomateriales y en su aplicación en campos que van desde la medicina a la energía y el medio ambiente.
Grupo interdisciplinar reconocido por el Gobierno de Aragón (T02-20R), dedicado a la investigación de cerámicas estructurales y funcionales con aplicaciones en energía, y sus dispositivos. Investigación básica y transferencia a la industria en:
A) Cerámicas funcionales y dispositivos electroquímicos. Conductores para dispositivos electrocerámicos (celdas SOFCs, SOECs, baterías de plomo-ácido, conductores de ion Li, membranas de H2 y O2, etc.), ensamblaje en celdas.
B) Materiales funcionales basados en eutécticos a partir del fundido con aplicaciones en membranas de CO2; emisores selectivos y metamateriales; fotocatalizadores, etc.
C) Cerámicas con prestaciones mecánicas: Solidificación de cerámicas eutécticas, no sólo oxídicas, con excepcional resistencia mecánica y a la corrosión a alta temperatura y buenas propiedades frente a desgaste y choque térmico.
D) Procesamiento con láser de cerámicas y otros materiales. Solidificación, marcaje y estructuración por fusión, ablación, etc.
Catálisis y Nanomateriales Carbonosos: las líneas de investigación principales son: i) Síntesis y caracterización de catalizadores metálicos soportados en carbón derivado de biomasa; ii) Desarrollo de catalizadores para metanación de CO2; iii) Desarrollo de catalizadores para deshidrogenación selectiva de bioetanol a acetaldehído; iv) Producción de hidrógeno y de nanomateriales carbonosos (e.g. nanotubos de carbono o grafeno), mediante descomposición catalítica de hidrocarburos ligeros; v) Gasificación catalítica de residuos carbonosos derivados de biomasa; vi) Modelado cinético y diseño y optimización de reactores catalíticos estructurados.
La investigación del grupo se orienta a sentar las bases científicas de futuras tecnologías basadas en la manipulación y detección de estados cuánticos en materiales. El tema conductor de nuestra investigación es el estudio de la interacción de estos materiales con radiación electromagnética en dispositivos.
El grupo combina investigadores con experiencia en fabricación, experimentación y teoría. Su temática se puede agrupar en 3 líneas principales:
– Nanofotónica (con el propósito de controlar la interacción luz-materia en la nanoescala.)
– Circuítos Cuánticos (con las sublíneas de Circuitos Cuánticos con Moléculas Magnéticas e Interacción Luz-Materia en Nuevos Regímenes de acoplo)
– Sensores (tanto Sensores de Rayos X basados en Tecnología Cuántica como Microscopía Magnética de Barrido).
El Grupo de Investigación RASMIA centra su actividad investigadora en el diseño, producción y caracterización avanzada de materiales magnéticos donde el magnetismo se combina con otras funcionalidades (ferroelectricidad, luminiscencia, transparencia óptica, etc.) para aplicaciones en tecnológicas sostenibles: espintrónica, tecnologías cuánticas de la información y refrigeración ecológica. El tema conductor de nuestra investigación es la utilización de técnicas de Radiación Sincrotrón para la caracterización avanzada de estos materiales, en la que miembros del grupo han adquirido prestigio internacional y que nos distingue frente a otros grupos en Ciencia de Materiales. Esta línea de investigación básica se complementa con el desarrollo de tecnologías propias y su transferencia al tejido industrial. Para ello, hemos innovado en la recuperación, purificación y licuefacción de helio a pequeña escala, con la producción de una amplia cartera de patentes licenciadas y resultados de alto impacto a nivel mundial. Nuestras líneas principales de investigación son:
1. Producción y caracterización de materiales tecnológicos – óxidos multiferroicos y moléculas magnéticas multifuncionales.
2. Desarrollo de nanoestructuras multifuncionales – óxidos con alto acoplo espín-órbita y nanoestructuras moleculares 2D y 3D.
3. Innovación científico-tecnológica – refrigeración electrocalórica y/o barocalórica; desarrollo de técnicas de imagen con rayos X coherentes y purificación y licuefacción de helio.
El trabajo del grupo Sistemas pi-Funcionales Fotoactivos se basa en sistemas conjugados π, de gran interés debido al amplio alcance de las propiedades ópticas y electrónicas de este tipo de compuestos que han fomentado su estudio e integración en dispositivos optoelectrónicos y electrónicos.
Como líneas de trabajo, cabe destacar en primer lugar, la fotopolimerización inducida por dos fotones (TPIP) como uno de los métodos más flexibles para la microfabricación, en particular, estamos involucrados en la búsqueda de nuevos fotoiniciadores (PI) para TPIP. En segundo lugar, el desarrollo de polímeros electro-ópticos (EO), con cromóforos incorporados de alta no linealidad, que se caracterizan por su fácil integración, respuesta rápida y que juegan un papel clave en el desarrollo de plataformas fotónicas. En tercer lugar, estamos interesados en dispositivos fotovoltaicos (PV), en particular, las DSSC, y la optimización de sensibilizadores para configuraciones de celdas alternativas con potencial en condiciones de poca luz. Asimismo, recientemente se está empezando a trabajar en la descomposición fotolítica del agua para la producción de hidrógeno aprovechando la experiencia que tenemos en sensibilización de semiconductores para así reducir la baja estabilidad de los colorantes en condiciones de operación.
En el grupo ATMOS trabajamos en la teoría, la simulación y el modelado de materiales. Nos centramos en el estudio de la ciencia de materiales ab initio y con modelos efectivos, la óptica cuántica y la nanofotónica. Concretamente, abordamos la ciencia de materiales computacional desde primeros principios, el transporte térmico, el cribado de materiales mediante métodos de alta cadencia, el modelado de materia iónica. También nos centramos en la materia topológica, la estructura electrónica de superficies, problemas de muchos cuerpos, la óptica cuántica, el magnetismo y la nanofotónica. Para ello, empleamos técnicas numéricas como la teoría del funcional de la densidad, la dinámica molecular, la dinámica reticular y los campos de fuerza basados en machine learning. Tenemos experiencia en encontrar soluciones exactas y aproximadas para hamiltonianos de muchos cuerpos. Cuando esto no es posible, usamos redes tensoriales y diferentes métodos de Monte Carlo variacional. Para nanofotónica, utilizamos métodos de diferencias finitas en el dominio del tiempo, modos acoplados y elementos finitos. En general, estamos muy interesados en aplicar técnicas de inteligencia artificial y machine learning en todos estos problemas. Además, contamos con experiencia en el diseño y desarrollo de nuestro propio software. Nuestra seña de identidad es la fuerte colaboración con grupos experimentales.
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