UPM|Mediateca

as propiedades de los materiales están determinadas en última instancia por las interacciones de los electrones y los núcleos atómicos. La descripción a un nivel fundamental de esas interacciones requiere necesariamente de la mecánica cuántica. Los cálculos realizados sobre sistemas de pequeño tamaño (por debajo de los 100 átomos) proporcionan estimaciones muy precisas de las energías, geometrías y propiedades vinculadas a los materiales representados por esos pequeños volúmenes. Sin embargo, cuando se intenta la modelización partiendo de primeros principios en sistemas de gran tamaño (entre 104 y 107 átomos) es preciso plantear de manera diferente los cálculos para que los problemas sean abordables computacionalmente. Actualmente se dispone de procedimientos que permiten calcular las propiedades de moléculas y sólidos en los ordenadores, sin tener que prepararlos en el laboratorio. Los nuevos esquemas simplifican enormemente las soluciones de las ecuaciones mecanocuánticas y, aunque aproximados, los resultados obtenidos son muy valiosos para explorar las propiedades macroscópicas de distintos tipos de nuevos materiales, lo que ha abierto la puerta a todo un mundo de posibilidades. Estos esfuerzos recibieron un empuje definitivo cuando se reformularon las ecuaciones tradicionales de la mecánica cuántica (Schrödinger) en una nueva teoría del funcional densidad (DFT) que ha cosechado grandes éxitos a la hora de describir adecuadamente el comportamiento de los materiales a escalas hasta entonces no accesibles. Los métodos DFT se han convertido en una herramienta primordial en la ciencia de los materiales y los cálculos son cada vez más comunes a la hora de abordar diversos temas de investigación en materiales.