El enlace químico y la deslocalización electrónica, dos conceptos fundamentales en la química, han sido una de las innovadoras y creativas líneas de investigación en las que ha trabajado en la última década el doctor Gabriel Merino Hernández y su grupo de colaboradores. El objetivo del trabajo es ampliar nuestra comprensión sobre las propiedades químicas y físicas de diversas entidades moleculares y predecir las propiedades de sistemas que aún no se han sintetizado.
Para ello ha utilizado el análisis de ciertas funciones, ya sean campos escalares o vectoriales, como la densidad electrónica, los orbitales moleculares o el campo magnético inducido. Cada una de estas funciones ofrece una explicación a fenómenos sintéticos y mecanísticos, ya sea de naturaleza orgánica o inorgánica.
No obstante esta capacidad, el investigador adscrito al Departamento de Física Aplicada en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Mérida, explica que la forma de abordar los conceptos de enlace y deslocalización electrónica puede enriquecerse aún más a través de la solución de pequeños acertijos sobre el enlace y la estructura.
“En otras palabras, el estudio del enlace químico puede llevarse a cabo analizando sistemas que contradicen de alguna forma las expectativas de la química tradicional. Entre los sistemas que se han elegido hasta ahora se encuentran moléculas que poseen átomos de carbono tetra-, penta- o hexacoordinados planos, metales de transición hipercoordinados planos, átomos de boro que funcionan como bases de Lewis, enlaces quíntuples o séxtuples, cúmulos de boro, carbocationes no clásicos, entre otros”.
Las reglas que emergieron de este trabajo se extendieron a otros átomos de la tabla periódica como el boro y otros átomos del grupo 14.
El ganador en el 2012 en el área de ciencias exactas del Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias, dice que la química cuántica ha alcanzado un punto en el cual todas las propiedades microscópicas de una molécula –e incluso algunas propiedades macroscópicas como la termoquímica o barreras de reacción– pueden calcularse con el suficiente cuidado y esfuerzo. Esta simulación de la realidad química es verdaderamente notable.
Sin embargo esa realidad, sostiene, se acompaña en ocasiones de una carencia de entendimiento –entendimiento en términos químicos– de por qué los cálculos arrojan ciertos resultados. En otras palabras, resalta que la predicción de propiedades no implica necesariamente la comprensión física y química de cierto fenómeno.
Añade que el entendimiento no es reduccionista sino que tiene como objetivo arraigarse en la naturaleza de la química. Un cálculo genera números, pero entender reside en reconocer los factores físicos más importantes que contribuyen a un observable. Por lo tanto, entender es inherentemente cualitativo. En ese sentido, predecir tendencias en la química es mucho más cercano a la esencia del entendimiento.
El trabajo de investigación de Gabriel Merino rompe algunas de las reglas establecidas en la química tradicional y lleva al límite conceptos básicos de esta área de conocimiento. El investigador y su equipo se han consolidado como uno de los grupos más activos en el área de la química teórica y computacional en México y en América Latina.
Al joven investigador se le reconoce la libertad de pensamiento en su disciplina, así como la calidad de su trabajo, que se ve reflejada en las estadísticas de publicación de sus artículos en revistas de gran impacto, 110 hasta la fecha.
Gabriel Merino destaca en entrevista con la Academia Mexicana de Ciencias que su interés en la química nació a raíz de su participación en la Olimpiada de Química de la AMC, que le hizo cambiar de opinión pues su intención era estudiar antropología.
Con 18 años dedicados al quehacer científico, el químico destaca que los principales retos que enfrenta como investigador, académicamente hablando, a diario se publican sistemas que violan de alguna forma las reglas tradicionales de la química, por lo cual siempre hay alguna molécula interesante que analizar o proponer. Pero señala que el desafío más importante no es académico sino económico, pues desde hace cinco años su grupo solo ha podido conseguir financiamiento del extranjero para movilidad.
“A pesar de que nuestro trabajo básico es citado, que hemos logrado colocar varios de nuestros trabajos en las mejores revistas del área y de los premios, al parecer esto no es suficiente para conseguir los fondos que requerimos para seguir avanzando en la generación de conocimiento”.
De la distinción que recibió de la AMC, expresó que se trata de un reconocimiento importante al trabajo personal y al de todos los estudiantes de licenciatura y posgrado que han trabajado en algún momento en su grupo.
Por lo pronto, Gabriel Merino menciona que sus planes a futuro en su laboratorio están enfocados a desarrollar nuevas metodologías que permitirán seguir en la búsqueda de sistemas pocos comunes en la química de una forma más eficiente.