Mi línea principal de investigación desde la Licenciatura, es en “espectroscopías láser y diagnósticos de plasmas”.

Paralelamente desde mi llegada a México en 1990, inicié la de “caracterización de materiales por métodos fotoacústicos y fototérmicos”.

En el año 2001 fundé el “Laboratorio de Fotofísica” en el ICAT, donde estudiamos procesos que se generan con la interacción de luz con materia.

Cono fuentes de radiación utilizamos distintos tipos de láseres, especializándonos en láseres pulsados de ns. Si irradiamos con baja energía, generamos señales fotoacústicas y si la aumentamos, además de las señales acústicas, producimos “ablación” de la muestra, con diversas aplicaciones. Recientemente, he incorporado las dos experiencias previas simultáneamente, donde las potencialidades de las distintas técnicas se potencian. Por ejemplo, es la ablación láser de metales sumergidos en líquidos, producimos nanopartículas donde el proceso y los productos finales, los caracterizamos por técnicas fotoacústicas.

Adicionalmente el ICAT requiere de investigación aplicada, para solucionar problemas relevantes de nuestro entorno y es por esto que he redirigido mi línea de investigación básica a problemas concretos. Por ejemplo con las experiencias en espectroscopias y diagnóstico de plasmas, las utilizamos en solucionar problemas de selección de minerales en minas o la ablación láser para limpieza de superficies.

Con los láseres como herramienta y las técnicas ópticas, acústicas y eléctricas que hemos desarrollado, mi trabajo actual es el de solucionar problemas que se presentan al ICAT, manteniendo la investigación básica en el diagnóstico plasmas y la caracterización de materiales.

La contribución más importante de los últimos años, ha sido la de formar un grupo, reuniendo colegas de varias disciplinas, donde además de compartir equipos (en general caros y sofisticados) han surgido nuevas ideas que ninguno de nosotros hubiera pensado por separado, que han dado origen a nuevas líneas de investigación, aplicaciones y además, nos divertimos.

• Espectroscopías láser y diagnóstico de plasmas.

• Caracterización de materiales y tejido biológico por métodos fotoacústicos y fototérmicos.

• En general, aplicaciones de láseres pulsados de nanosegundos de duración.

• DGAPA-UNAM- IG100821-PAPIIT, “Espectroscopía láser y fototérmica aplicada al estudio de propiedades fisicoquímicas de sistemas biológicos”, ” (Proyecto en modalidad de grupo, responsables: Mayo Villagrán Muniz y Crescencio García Segundo) aprobado en octubre 2020, para comenzar el 2021.

• He impartido cursos todos los semestres desde 1990 a nivel Bachillerato (CCH), Licenciatura (FC) y en diferentes posgrados de la UNAM.
• Actualmente: Laboratorio de Física Contemporánea II en la FC.
  Soy miembro de seis comités tutoriales: Posgrado en Ciencias Físicas; en Ingeniería Eléctrica, Posgrado en Ingeniería; Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales; Ciencias del Mar y Limnología y Ciencias de la Tierra.

• H. Bakkali, E. Blanco, M. Dominguez, M .B. de la Mora, C. Sánchez-Aké, M. Villagrán-Muniz, B. Bérini, D. Schmool, S. Lofland, (2020)The effect of oblique-angle sputtering on large area deposition: a unidirectional ultrathin Au plasmonic film growth design, Nanotechnology, vol. 31, No. 44, 445701 (9pp), ISSN 0957-4484, https://doi.org/10.1088/1361-6528/aba65b
• D A Collazos-Burbano, JL Ealo Cuello, and M Villagran-Muniz , (2021), “Propagation of Ultrasonic Guided Waves in Plant Leaves”, J. Phys. D: Appl. Phys. 54 095401
• K. F. Navarro, J. Urrutia-Fucugauchi, M. Villagran-Muniz, C. Sánchez-Aké, T. Pi-Puig, L. Pérez-Cruz, R. Navarro-González, Emission spectra of a simulated Chicxulub impact-vapor plume at the Cretaceous–Paleogene boundary, Icarus 346, 113813, 2020. ISBN: 0019-1035. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113813.
• Diana L. García‐Rubio, M. B de la Mora, Doris Cerecedo, José M. Saniger Blesa. M. Villagrán‐Muniz, “An optical-based biosensor of the epithelial sodium channel as a tool for diagnosing hypertension”, Biosensors and Bioelectronics, 157 (2020) 112151, https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112151
• B.Stefanuk, C.Sánchez-Aké, J.L.Benítez, O.Depablos-Rivera, T.García-Fernández, S.Negrete-Aragón, M.Villagrán-Muniz, (2020), Laser-induced breakdown spectroscopy enhancement of glass by few-layer graphene coating. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 105823, https://doi.org/10.1016/j.sab.2020.105823.
• Martinez Fuentes, Marco; Sanchez Ake, Citlali; Herrera, Julio; Villagran-Muniz, “Complementary characterization of laser-induced plasmas by optical emission spectroscopy and triple Langmuir probe”, (2019), IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 47, 12, 5299-5305, ISSN: 0093-3813, on line ISSN: 1939-9375, 10.1109/TPS.2019.2951392.
• Osmary Depablos-Rivera, Citlali Sánchez-Aké, Raúl Álvarez-Mendoza,Tupak García-Fernándezc, Stephen Muhl, Mayo Villagrán-Muniz, “Hybrid magnetron sputtering and pulsed laser ablation for the deposition of composite ZnO-Au films”, Thin Solid Films, Volume 685, 1 September (2019), Pages 66-74, https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.06.006
• Diana L. García‐Rubio, M. B de la Mora, Isidro Badillo‐Ramírez, Doris Cerecedo, José M. Saniger, José Luis Benítez‐Benítez, M. Villagrán‐Muniz “Analysis of platelets in hypertensive and normotensive individuals using Raman and Fourier transform infrared‐attenuated total reflectance spectroscopies”. J Raman Spectrosc. (2019); 1–13. https://doi.org/10.1002/jrs.5540
• M. Pérez, A. Dutt, B. de la Mora, E. Mon-Pérez, M. Villagrán-Muniz, M.F. García-Sánchez, G. Santana, Effect of ammonia plasma treatment on the luminescence and stability of porous silicon,Materials Letters (2018), doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.01.113.
• E. Castellón, P. Pacheco Martínez, J. Álvarez, F. Bredice, F. Borges, M. Villagrán-Muniz, C. Sánchez-Aké, V. Palleschi, R. Sarmiento “Elemental analysis of dental amalgams by Laser-induced Breakdown Spectroscopy technique”, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, vol. 149, pag. 229-235, 2018, 10.1016/j.sab.2018.05.025.

Doctorado:

• Georgina Marisol Molina Granados, “Caracterización de suelos mediante Espectroscopía de Rompimiento Inducido por láser”,  Posgrado en Ciencias de la Tierra, inicio 2018-II

Licenciatura:

• Fernando Estrada Salgado, “Amplificación en la intensidad de emisión de la espectroscopia de rompimiento inducida por láser en vidrio transparente”
• Isaac López Calderón, “Amplificación de señales LIBS con materiales absorbentes”

• https://scholar.google.es/citations?hl=es&user=Z6a-8-4AAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate