Nuevo Doctor en Química de la Usach impulsa investigación en almacenamiento de energía y captura de CO₂

Ese interés lo llevó a realizar el Doctorado en Química en la Universidad de Santiago de Chile, donde integró dos áreas complementarias de trabajo. En el Laboratorio de Química Teórica de la Facultad de Química y Biología, dirigido por la Dra. Gloria Cárdenas, lugar desde donde desarrolló estudios computacionales para analizar las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de materiales mediante métodos de química cuántica y teoría del funcional de la densidad (DFT). Paralelamente, en el Laboratorio de Nanosíntesis del Departamento de Física, liderado por el Dr. Dinesh Pratap, participó en la síntesis y caracterización de materiales híbridos y nanoestructurados.

Su interés por esta área surgió durante el postgrado, en la asignatura de Fisicoquímica, donde conoció el trabajo de la Dra. Gloria Cárdenas. Esa experiencia despertó su interés por la química teórica y los métodos computacionales para comprender y predecir las propiedades de los materiales.

"A medida que avanzaba en mis investigaciones surgió la necesidad de comprender el origen de las propiedades observadas experimentalmente. Fue entonces cuando encontré en los métodos computacionales una herramienta fundamental para complementar y explicar esos resultados", señala.

Su tesis doctoral se enfocó en el estudio de materiales tipo Metal–Organic Frameworks (MOFs), evaluando su potencial para dispositivos de almacenamiento de energía como los supercapacitores. Según destaca, estos materiales ofrecen ventajas como alta porosidad, gran área superficial y la posibilidad de diseñar sus propiedades para optimizar el almacenamiento y transporte de carga.

“Sin embargo, es importante destacar que no todos los MOFs poseen propiedades adecuadas para ser utilizados como materiales activos en dispositivos de almacenamiento de energía. Por ello, es necesario realizar estudios experimentales y teóricos detallados que permitan comprender la relación entre estructura y propiedades, evaluar su estabilidad y determinar su verdadero potencial tecnológico”, comenta.

Esa necesidad de complementar ambas aproximaciones fue precisamente una de sus principales motivaciones para dedicarse a esta línea de investigación. "Lo que más me motivó fue la posibilidad de integrar las perspectivas experimental y teórica para abordar un mismo problema científico", explica Santaella.

Después del doctorado

Respecto a su paso por la Universidad de Santiago, Santaella afirma que el doctorado le permitió consolidarse como investigador, fortaleciendo competencias como el pensamiento crítico, la autonomía y la capacidad para desarrollar proyectos científicos.

“La obtención del doctorado representa mucho más que la culminación de un programa académico. Es la consolidación de un proceso de crecimiento integral que me permitió evolucionar como investigador y también como persona”, concluye.

Actualmente, proyecta una nueva línea de investigación centrada en la fotosíntesis artificial y la valorización del dióxido de carbono mediante materiales tipo MOFs y polímeros de coordinación. Su objetivo es diseñar, mediante herramientas computacionales y validación experimental, catalizadores capaces de transformar CO₂ en metanol y otros compuestos de valor agregado, contribuyendo al desarrollo de tecnologías más sostenibles para enfrentar los desafíos energéticos y ambientales del futuro.

“Considero que áreas como la captura y conversión de CO₂, el almacenamiento de energía y la catálisis avanzada serán fundamentales en los próximos años, y me gustaría aportar al desarrollo de soluciones científicas que tengan un impacto real en estos desafíos globales”, concluye.