Los científicos renacentistas del Laboratorio Mendoza abordan el cambio climático

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José Luis Mendoza Cortés trabaja para resolver una de las cuestiones más importantes a la que se enfrenta nuestro planeta. Mendoza, facultad del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales y del Departamento de Física y Astronomía en Michigan State University, usa las leyes de la naturaleza para desarrollar algoritmos computacionales por medio del aprendizaje automático y la inteligencia artificial, enfocándose en cómo abordar el cambio climático por medio del uso de la energía limpia, la separación de desechos nucleares, los materiales sostenibles, la captura de CO2 y mucho más.

El laboratorio Mendoza

Los átomos generados por computadora flotan en un espacio oscuro.La experiencia de Mendoza abarca muchos campos. Él cree que el conocimiento interdisciplinario es fundamental para el éxito del laboratorio Mendoza. Una sola área de experiencia no puede resolver los complicados problemas a los que se enfrenta el mundo de hoy. Es por eso que utiliza el término “científicos renacentistas” para describirse a sí mismo y a los miembros del laboratorio. Como un grupo de científicos renacentistas, ellos pueden abordar una amplia variedad de problemas porque las diversas experiencias previas de cada miembro aportan una perspectiva única a cualquier problema que se plantee.

En el Laboratorio Mendoza, los estudiantes reciben formación en un proceso de teoría, desarrollo de códigos y aplicación. La teoría abarca el conjunto fundamental de reglas que explican la naturaleza. Estas incluyen leyes de física, química e ingeniería, que generalmente se encierran en las fórmulas matemáticas.

El siguiente paso es el desarrollo de códigos, que ocurre in silico, o en otras palabras, en un laboratorio de computación. El Laboratorio Mendoza utiliza la supercomputación en el Instituto de Investigación Habilitada por Cibernética (ICER por sus siglas en inglés) para resolver las ecuaciones establecidas por la teoría. Cualquier cosa que tenga átomos se puede modelar en una supercomputadora, y estos modelos se desarrollan y comprueban rápidamente a través de muchas iteraciones.

Finalmente, la etapa de aplicación, basada en las leyes fundamentales de la naturaleza, es donde se utilizan los resultados de la realidad simulada por supercomputadora para comprobar soluciones en el mundo real. Un ejemplo de una aplicación del Laboratorio Mendoza es crear materiales sostenibles para la construcción de manera que se puedan construir casas, hospitales y escuelas sin dañar el planeta.

Se tardaría muchos años en producir estos materiales en un laboratorio. Al utilizar la supercomputadora de ICER, el Laboratorio Mendoza puede crear predicciones de materiales in silicio que adelantan su investigación en cientos, miles e incluso millones de años. Cuando están listos para hacer un material fuera de la computadora, pueden ahorrarse muchos años de pruebas y desarrollo de variaciones del material y pueden enfocarse en el mejor.

Aplicaciones 

El mejor material para una aplicación será el que más se acerque al objetivo de la investigación. Algunos ejemplos del trabajo de Mendoza incluyen la energía solar, donde el objetivo es atrapar la mayor cantidad de energía solar. El mejor material de las opciones generadas en la supercomputadora será el que atrape la mayor cantidad del espectro solar. Para las baterías, él investiga cuánta cantidad de un ion almacenador de energía se puede colocar en la menor cantidad de volumen. En ese caso, el mejor material es el que puede almacenar más energía. Para los desechos nucleares, genera materiales que seleccionan isótopos que son menos radioactivos, o que quizás incluso podrían usarse para quimioterapia. El mejor material en este caso es el más selectivo.

Sus primeros años en México

Foto de José Mendoza con el presidente de México en la contraportada de un libro de texto de secundaria.

Durante toda su vida Mendoza ha encontrado alegría en el aprendizaje. Ha recibido reconocimientos por tener una mente científica desde sexto grado cuando conoció al presidente de México ya que obtuvo una de las puntuaciones más altas en la Olimpiada de Conocimiento. En la escuela secundaria, su foto apareció en la portada de libros de texto porque fue seleccionado para la Olimpiada Internacional en química, física, matemáticas e informática.

Crecer en México inculcó en Mendoza la importancia de crear amistades con colegas y estudiantes, y usar este sentido de comunidad cuando se enfrenta a problemas difíciles. Como científico renacentista, valora el combinar las disciplinas académicas para resolver problemas. Del mismo modo, utiliza la mentalidad de un ciudadano mundial, en lugar de un ciudadano de un solo país, para resolver los retos globales a los que se enfrenta la humanidad, como el cambio climático y la sostenibilidad.

El laboratorio del Profesor Mendoza-Cortes siempre está abierto para colaborar con colegas y para recibir a estudiantes de maestría, doctorado, postdoctorado y pregrado. Haga clic aquí para obtener más información sobre el Laboratorio Mendoza.