Gema Raposo-Hernández

Congrats @gemarh.bsky.social as it made it to the cover of Inorganic Chemistry !

Esta semana estuvimos @lauracorrales.bsky.social, Elena, Gema, Sergio, María, Javier y yo en el CEIP Lepanto para que l@s alumn@s de 5º y 6º ayudaran a la Científica Lola a buscar el compuesto perdido. Gracias AMIT Andaluza por hacer posible estas actividades. 👩‍🔬🧫🔬🧪

U4+ Speciation in Acidic Aqueous Solution: Insights from UV–Vis, EXAFS, XANES, and Quantum-Statistical Simulations This theoretical study investigates the UV–vis absorption properties of U4+-containing aqueous solutions and their relationship with the nature of aqua-complexes present at varying acidic levels. High...

doi.org/10.1021/acs....
Unravelling UV–vis spectra of U4+-containing aqueous solutions and their relationship with the nature of complexes present at different pH levels. Selected as Featured article in Inorg. Chem. and a cornerstone of
@gemarh.bsky.social PhD at @unisevilla.bsky.social

📚 Referencias:
Pu/Np: pubs.acs.org/doi/10.1021/...
Ce³⁺: pubs.aip.org/aip/jcp/arti...
U⁴⁺: pubs.acs.org/doi/full/10....
#Ciencia #Química #Espectroscopía #Simulación #Nuclear #MedioAmbiente

🙏 Gracias por leer. Si te interesa cómo la ciencia computacional ayuda a resolver problemas del mundo real, este trabajo es un ejemplo de ello.

🛠️ Y que, con los modelos adecuados, podemos incluso predecir lo que pasará antes de hacer un experimento.

💬 ¿Qué aprendimos? Que combinar simulación y espectroscopía no solo es potente, sino necesario para entender estos sistemas complejos.

💡 Y también aporta herramientas nuevas para otras áreas como la química de metales, la biomedicina o la ciencia de materiales.

🔬 Todo esto es ciencia básica, pero con aplicaciones muy reales:

-Seguridad nuclear

-Almacenamiento de residuos

-Protección del medio ambiente

📌 En resumen, estos tres estudios muestran tres avances clave:
1️⃣ Desarrollo de modelos precisos para actínidos
2️⃣ Nuevos formas de predecir espectros a partir de simulaciones estadísticas
3️⃣ Identificación precisa de especies químicas en disolución

🌿 Esto es fundamental para entender cómo el uranio se comporta en medios acuosos naturales o en procesos industriales, como el tratamiento de residuos nucleares.

🧩 Esto nos permitió determinar no solo el número de coordinación del U⁴⁺, sino también cómo cambia su forma química a medida que sube el pH.

⚛️ Finalmente, en el estudio con U⁴⁺ (uranio), hicimos algo más ambicioso:
Combinamos EXAFS + cálculos cuánticos de alto nivel para generar los UV-vis.

📉 Y funcionó: la forma del espectro cambia dependiendo de la coordinación. Esto abre la puerta a analizar sistemas donde la espectroscopía EXAFS no nos da una respuesta contundente.

🎯 ¿El objetivo? Poder distinguir entre distintas coordinaciones (cuántas moléculas de agua rodean al ion), a partir del espectro UV-vis.

📘 En otro estudio, usamos el ion Ce³⁺ como modelo para probar una nueva estrategia: Generamos espectros UV-vis a partir de dos tipos de simulaciones estadísticas:

· Dinámica molecular

· Wigner sampling (una técnica más barata computacionalmente)

🔍 Esto es importante porque la forma en la que un ion se coordina con el agua afecta su movilidad, reactividad y cómo interactúa con el entorno.

📊 ¡Sorpresa! Los espectros simulados coincidían muy bien con los experimentales.
Gracias a eso, hicimos una propuesta a un debate abierto en la comunidad científica: el PuO₂⁺ tiene número de coordinación 5 (es decir, está rodeado por 5 moléculas de agua).

💻 Una vez teníamos simulaciones fiables, generamos espectros EXAFS teóricos a partir de las estructuras que se generan en las simulaciones (una técnica muy sensible al entorno químico de los iones).

🧪 En el primer estudio (con PuO₂⁺ y NpO₂²⁺), desarrollamos campos de fuerza a medida para los iones en disolución.
Esto es el “manual de instrucciones” que la simulación usa para saber cómo se comporta un sistema químico.

🔬 Para averiguarlo, usamos dos herramientas:
1️⃣ Simulaciones computacionales y cálculos mecanocuánticos
2️⃣ Técnicas espectroscópicas (EXAFS, XANES y UV-vis)
Una nos da predicciones, la otra observaciones experimentales.

⚛️ Estos iones son esenciales en energía nuclear y también están presentes en residuos radiactivos.
Pero… ¿cómo saber qué forma química adoptan cuando están disueltos?

🧵 Hilo: ¿Qué hacen los iones pesados como el plutonio o el uranio cuando los disuelves en agua? ¿Y por qué eso importa?
#HiloTesis
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