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La versatilidad con la que se utiliza la nanotecnología facilita la posibilidad de encontrar diferentes soluciones a problemáticas en distintos campos multidisciplinarios, su uso promete curar una gran cantidad de enfermedades, incluso extender la esperanza de vida promedio, generar materiales más livianos y resistentes, soluciones con las cuales queremos contar para facilitar la vida humana. No obstante, no existen muchos estudios que indiquen a cabalidad los daños que estos nanomateriales puedan generar en la salud de las personas que los manipulan. Muchos de estos nanomateriales han generado cáncer de pulmón a los usuarios que los manipulan y aun no se sabe con certeza que otros tipos de riesgos para la salud podrían ocasionar estas nanopartículas ya que actualmente esta tecnología se encuentra en investigaciones. El desarrollo de esta nanotecnología está generando que más trabajadores se expongan a ese riesgo a medida que su demanda aumenta, es imprescindible formular medidas de prevención y mitigación que disminuya la vulnerabilidad de los usuarios por exposición laboral a nanomateriales. Este trabajo tiene como objetivo diseñar una guía para la valoración cualitativa del riesgo y la prevención de enfermedades laborales por nanomateriales en el contexto colombiano. La guía se formuló a través de una revisión de literatura científica nacional e internacional que posteriormente fue plasmada en una aplicación móvil la cual contiene las herramientas para valorar el riesgo por manipulación de nanopartículas y sus mecanismos de prevención y mitigación. Mediante la investigación se identificó la falta de estudios para la prevención del riesgo por estos tipos de materiales, ya que las referencias utilizadas en su mayoría usan la evaluación de riesgos de unos materiales análogos a los nanomateriales. The versatility with which nanotechnology is used facilitates the possibility of finding different solutions to problems in different multidisciplinary fields, its use promises to cure a large number of diseases, even extend the average life expectancy, generate lighter and more resistant materials, solutions that we want to count on to make human life easier. However, there are not many studies that fully indicate the damage that these nanomaterials can cause to the health of the people who handle them. Many of these nanomaterials have caused lung cancer in users who handle them and it is not yet known with certainty what other types of health risks these nanoparticles could cause, since this technology is currently under investigation. The development of this nanotechnology is causing more workers to be exposed to this risk as its demand increases, it is essential to formulate prevention and mitigation measures to reduce the vulnerability of users due to occupational exposure to nanomaterials. The objective of this work is to design a guide for qualitative risk assessment and prevention of occupational diseases caused by nanomaterials in the Colombian context. The guide was formulated through a review of national and international scientific literature that was subsequently translated into a mobile application containing the tools to assess the risk of handling nanoparticles and their prevention and mitigation mechanisms. The research identified the lack of studies for risk prevention for these types of materials, since the references used mostly use the risk assessment of materials analogous to nanomaterials. Tesis (Magíster en Seguridad y Salud en el Trabajo)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2022 Maestría Magíster en Seguridad y Salud en el Trabajo

89 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. El uso de nanopartículas metálicas ha ganado terreno en los últimos años debido a su desarrollo en ramas como la biomedicina, catálisis, celdas solares, entre otros. En el caso de la catálisis, se han desarrollado notables trabajos en la utilización de estas nanopartículas, puesto que su uso como catalizadores ha revelado una de las soluciones más prometedoras para lograr reacciones eficientes en condiciones suaves. Además, es preferible el uso de éstas como catalizadores heterogéneos sobre una catálisis homogénea, ya que pueden ser separadas fácilmente de la mezcla de reacción y ser reutilizadas posteriormente. Entre los diferentes soportes sólidos existentes, el que ha llamado la mayor atención es la sílice en vista de su accesibilidad y fácil funcionalización de su superficie, la cual se puede llevar a cabo de manera isótropa o anisótropa. En este trabajo se reporta la síntesis de nanopartículas de platino y paladio, las cuáles fueron soportadas en partículas coloidales de sílice, con la finalidad de probar estos materiales en dos reacciones de interés: i) Reacción de Sonogashira utilizando como catalizador nanopartículas de paladio (PdNPs) soportadas sobre partículas de sílice con un recubrimiento total (isótropamente). El desempeño catalítico de nuestro material fue comparado con PdNPs en suspensión coloidal no soportadas y con dos sales de paladio frecuentemente empleadas para esta reacción y ii) la evaluación catalítica en la descomposición de peróxido de hidrógeno catalizada por nanopartículas de platino (PtNPs) las cuales recubren de manera anisótropa microesferas de sílice, comúnmente denominadas partículas Janus. Sin embargo, si la cobertura de la superficie difiere del 50:50, se habla de partículas parchadas, las cuáles, en comparación con partículas totalmente cubiertas de metal, aún pueden presentar direccionalidad en su movimiento difusivo. Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

Con el presente estudio se pretende mejorar las características y propiedades del hormigón arquitectónico de altas prestaciones mediante adiciones puzolánicas para su uso en elementos prefabricados de hormigón. Las puzolanas artificiales añadidas serán las siguientes:  Microsílice  Nanosílice  Centrilit NC II Se prepararán probetas de hormigón arquitectónico de altas prestaciones con su correspondiente adición puzolánica para ensayarlas a diferentes edades, 3, 7 y 28 días. Con el resultado se determinarán propiedades físicas y durabilidad, además se las comparara con las propiedades de un hormigón arquitectónico sin adiciones. Adicionalmente se ensayará la sustitución de cemento por puzolanas con el fin de analizar su comportamiento mecánico.

74 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En este trabajo se desarrollaron una serie de biomateriales compuestos (compositos) Hidroxiapatita-Biovidrio (HAp-BG) procesados por una técnica de polvos basada en la pulvimetalurgia y sinterizados a 800°C durante 1 h. La finalidad es evaluar el efecto de la adición de partículas de biovidrio en bajas concentraciones (3, 5, 10 y 15%wt) sobre las propiedades físicas, mecánicas, características microestructurales y de bioactividad de una matriz porosa de hidroxiapatita (HAp). La hidroxiapatita fue sintetizada por el método de precipitación a partir de precursores de calcio provenientes de cascaron de huevo y caracterizada por DRX, mientras que el biovidrio de tipo CaO-P2O5-SiO2 fue sintetizado por sol- gel y caracterizado por DRX y FTIR. Se realizaron estudios de caracterización microestructural (MO y MEB) y se determinaron parámetros de densidad, porosidad, microdureza y resistencia máxima a la compresión. Mientras que la bioactividad de los compositos HAp-BG fue evaluada in vitro con respecto a la capacidad de formación de apatita como resultado del contacto con la solución de fluido corporal simulado (SBF), la bioactividad fue caracterizada por técnicas de DRX, FTIR, MEB y X-EDS antes y después de la inmersión en la solución SBF. Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

La investigación desarrolla los análisis interpretativos, descriptivos, argumentativos y proyectuales de la Nanotecnología utilizada en la conservación patrimonial de elementos y materiales arquitectónicos predominantes en fachadas. La base conceptual presentada, se sustenta en las intervenciones e investigaciones realizadas por conocedores del tema en el contexto nacional y extranjero, lo que permitió adoptar o desarrollar una perspectiva teórica a partir de la revisión, análisis crítico e interpretación de documentos existentes, que desarrollan nanomateriales aplicados a la preservación de edificios patrimoniales; fruto de este trabajo se presentan los aspectos en el que la nanotecnología y los nanomateriales ayudan a la conservación de elementos y materiales predominantes en fachadas. A través de la línea del tiempos se describe la influencia y el desarrollo progresivo que ha tenido la nanotecnología desde sus inicios hace 13.000 años, con los pigmentos mayas de óxido de hierro nanoestructurado (Ruiz 2001), hasta nuestros días con el desarrollo de programas de investigación e innovación de la Unión Europea en el “programme Horizon 2020” y a nivel local en España con nueve Centros de Investigación dedicados a la Nanociencia y la Nanotecnología, destacando Cataluña como la comunidad autónoma del país con mayor número de centros en esta área. El objetivo de prevenir la degradación y conservar las fachadas patrimoniales que se encuentran al aire libre, da cabida a la utilización de soluciones y emulsiones basadas en nanopartículas con posibilidad de ser aplicadas como recubrimientos en materiales y elementos arquitectónicos patrimoniales, prevaleciendo la utilización de nanopartículas de hidróxidos de calcio, hidróxidos de magnesio y nanopartículas de sílice mezcladas con compuestos orgánicos.(Daniele, Taglieri y Quaresima 2008; López Arce et al. 2010; Kim et al. 2009). Adicionalmente trabajos investigativos posteriores permitieron categorizar los principales materiales presentes en las fachadas patrimoniales, identificando entre otros la piedra, la madera, ladrillo, mortero de cal y vidrio como los materiales que ocupan un mayor espacio a nivel de fachada. (Molina Prieto 2016). Se concluye que la preservación de materiales predominantes en fachadas patrimoniales se ven beneficiados por la aplicación de nanomateriales (Saurav, J 2012), especialmente en las etapas de mantenimiento, reparación, reestructuración y conservación de las edificaciones, logrado crear diversos agentes externos que influyen en el desgaste y deterioro de los materiales presentes en las fachadas, ampliando su vida útil, mejorando el confort climático y ambiental de los edificios, en especial en la implementación de Nanopartículas de: óxido de silicio, dióxido de titanio con suspensión de agua de acrílico, dióxido de titanio, óxido de zinc, óxido de hierro, cloruro de calcio, hidróxido de sodio, nitrato de estroncio, sulfato de sodio, hidróxido de calcio, de dióxido de titanio fotocatalítico, silicato de etilo, Nanotubos de carbono, entre otros que son aplicados en los materiales predominantes en fachadas. El nanomaterial más utilizado en la preservación de edificaciones es el dióxido de titanio permitiendo generar auto limpieza mediante superficies hidrófobas y superficies hidrófilas, al igual que la evolución en el desarrollo de las propiedades Anti-grafiti, antibacterial, resistencia a la abrasión y resistencia mecánica, lo que determina un gran avance científico al mejorar las propiedades de cada material. Con respecto al impacto ambiental y riesgos en la salud humana, se puede deducir que no hay un estudio científico certero acerca del impacto ambiental causado por las nanopartículas, dejando abierta la brecha de investigación del efecto que pueden causar los nanomateriales en el medio ambiente y en la salud humana. Varias investigaciones en curso se han centrado en la incertidumbre con respecto a los efectos potenciales de los materiales que existen a escala nanométrica con propiedades que son diferentes a cuando se usa el material en una escala micro o macro. Algunos trabajos en este sentido muestran que los efectos potenciales pueden ser mínimos (Zhonghua Tong et al. 2007) Se requieren más análisis, ensayos e investigaciones con un diseño y Planificación inteligente, para que los proyectos de conservación de materiales formen parte protagónica a la hora de generar soluciones que prevengan o reviertan el daño ambiental y que promuevan el desarrollo sostenible.

jcmorale@ulima.edu.pe El proyecto estudia los nuevos materiales carbonosos nanoestructurados más estables y eficientes, modificados con arcillas del tipo de la bentonita, para ser utilizados como electrodos en celdas capacitivas que serán aplicadas en un sistema de desalinización de agua de mar. A esto se suma el empleo de arcillas propias del Perú como un material que favorece los procesos difusionales de los iones en la superficie del electrodo al momento de la adsorción capacitiva de iones. El trabajo abarca la preparación, las caracterizaciones física, química y electroquímica, así como la evaluación en una celda de desionización capacitiva (CDI) a escala laboratorio, a fin de evaluar las mejoras que proporciona el material en las celdas de desionización convencionales.

103 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. Se sintetizaron nanopartículas de Si embebidas en una matriz de ZnO en forma secuencial mediante la técnica de sputtering de radio frecuencia con atmósfera reactiva de Ar/O2. Las micrografías de MEB y AFM confirman la formación de las nanopartículas de ZnO; además mediante espectroscopia Raman y FTIR es posible observar la formación de ZnO en los sustratos de vidrio y silicio. Los espectros de transmitancia de UV-VVIS arrojan que el silicio nanoestructurado de las muestras sintetizadas a temperatura ambiente y a 300 °C presenta un ancho de banda prohibida de 1.86 y 1.84 eV respectivamente; mientras que el ZnO presenta un ancho de banda prohibida de 3.3 eV. El desempeño fotoluminiscente del ZnO se incrementó debido a la presencia del silicio confinado en las muestras sintetizadas a temperatura ambiente y a 300°C. En cuanto a sus propiedades eléctricas, la muestra crecida a 500°C del sistema ZnO/Si/ZnO mostró el mayor desempeño. La estructura ZnO/Si/ZnO podría ser potencialmente utilizada en aplicaciones fotovoltaicas y optoelectrónicas, como material conductor transparente y emisor de luz.

El objetivo general de este Proyecto de Fin de Carrera es el estudio de la detección de tensiones variables mediante sensores de fibra óptica. Para ello, se ha realizado la búsqueda de un material semiconductor que diera la posibilidad a la fibra para detectar campos eléctricos. A tal efecto se han leído varios artículos referentes al tema y se ha basado en ellos para obtener la estructura del sensor. Una vez definida su estructura, se ha procedido a analizarla mediante diferentes grosores de deposición sobre ella. Primero se ha hecho un estudio del desplazamiento de cada sensor en diferentes medios. Después, con estos sensores se ha detectado la respuesta mediante la aplicación de un campo eléctrico al sensor. Se han estudiado campos eléctricos generados por señales continuas y alternas. En las cuales se les ha variado los parámetros de amplitud, frecuencia y duty cycle. Se han procesado los datos mediante algoritmos y se han obtenido videos de cada resultado. Gradu bukaerako lan honen helburu orokorra zuntz optikozko sentsorearen bidez tentsio aldaketak ikusteko gaitasuna aztertzea da. Horretarako, eremu elektrikoak detektatzeko aukera ematen duen material erdieroale baten bilaketa egin da. Helburu horretarako, gai honen inguruan artikulu anitz irakurri dira, hauetan oinarriturik sentsorearen egitura erdiesteko. Horren egitura behin finkatuta, lodiera desberdinetako geruzak ezarriz sentsorean erantzuna aztertu egin da. Lehenik eta behin, sentsore bakoitza inguru desberdinetan nola erantzuten duen ikertu da. Ondoren, sentsore hauekin eremu elektrikoarekiko daukaten erantzuna aztertu da. Hemen, seinale tentsio zuzen eta alternoaren bidez sortutako eremu elektrikoak arakatu dira. Seinale hauei frekuentzia anplitudea eta duty cycle parametroak aldatuz. Azkenik erantzunak aztertzeko datuak algoritmo bitartez prozesatu dira, gainera erantzun bakoitz aren bideoak egin dira. The general objective of this Final Year Project is the study of the detection of variable voltages by fiber optic sensors. For this, the search for a semiconductor material that gives the possibility to fiber to detect electric fields has been carried out. To this end, several articles have been read on the subject and based on them to obtain the structure of the sensor. Once its structure has been defined, it has been analyzed by means of different thicknesses of deposition on it. First, a study of the displacement of each sensor in different media has been made. Then, with these sensors the response has been detected by applying an electric field to the sensor. Electrical fields generated by continuous and alternate signals have been studied. In which the parameters of amplitude, frequency and duty cycle have been varied. The data has been processed using algorithms and videos of each result have been obtained. Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra Telekomunikazio Teknologien Ingeniaritzako Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan

108 páginas. Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales. Se realizó el depósito de nano partículas de óxido de zinc, confinadas en una matriz de dióxido de silicio a partir de blancos de zinc y silicio puros, sobre sustratos de silicio tipo p, utilizando la técnica de erosión catódica reactiva asistida por radio frecuencia sin tratamiento térmico posterior al depósito de los materiales. Se llevó a cabo la caracterización morfológica, química, pruebas físicas y mediciones eléctricas de las estructuras obtenidas. Se logró obtener una capa de SiO2 con rugosidad en el rango de nanómetros, sobre sustratos de silicio, controlando la presión parcial de oxígeno durante el proceso de erosión catódica. Las cuencas, propias de la rugosidad del material obtenido (SiO2), sirvieron para alojar el Zn metálico promoviendo su nucleación y su oxidación parcial en un espacio reducido a la escala de nanómetros. Posteriormente se logró la oxidación completa del Zn y su confinamiento al depositar otra capa de SiO2, obteniendo muestras con la estructura: sustrato de silicio tipo p, óxido de silicio, nano partículas de óxido de zinc tipo n y una segunda capa de óxido de silicio: SiO2/n-ZnONP/SiO2/p-Sisustrato. Primero se analiza la morfología superficial de las muestras por medio de microscopías de fuerza atómica, de barrido y de transmisión. También se realizó difracción de rayos X, espectroscopía de luz visible y UV. Se demuestra la composición de dióxido de silicio de la primera capa depositada por medio de espectroscopía de infrarrojo. Se obtiene la presencia y distribución de partículas de Zn a través de espectroscopía por energías dispersadas de rayos X y por espectroscopía de masas de iones secundarios. Posteriormente se confirma la presencia del compuesto estequiométrico de ZnO por medio de espectroscopía de foto electrones emitidos por rayos X. Se confirma la presencia de partículas de ZnO con tamaño

177 Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En este trabajo se plantea la síntesis de nanotubos de carbono (NTC) por el método CVD para el almacenamiento de hidrógeno, utilizando MOFs tipo BTC y MIL-53 con diferentes composiciones de Fe, Ni y Co, éstos fueron utilizados como catalizadores y/o soportes catalíticos, además como fuente primaria de carbono. Los MOFs y NTCs sintetizados se caracterizaron por diferentes técnicas (DRX, FTIR, MEB Área BET y espectroscopia Raman), obteniendo como resultado los patrones y espectros característicos de cada muestra reportados en la literatura. Una vez sintetizados los NTCs, también se incorporaron varias modificaciones al método de síntesis para determinar las condiciones óptimas del crecimiento de los NTCs, con el fin de darles aplicación en el almacenamiento de H2. Se evaluó la adsorción de H2 a dos distintas temperaturas (-196.15 y 25°C) para obtener el calor de adsorción. La espectroscopia Raman In situ se utilizó para determinar los sitios óptimos de adsorción en los NTCs. Además, como un estudio adicional, se realizó la simulación de la estructura de la MOF Fe-BTC por medio de un estudio computacional así como la adsorción de H2 en ella. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

117 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. Los colorantes cuando son descargados a los ríos y mares a través de las aguas residuales que produce la industria textil principalmente, representan un enorme daño al ecosistema, dado que por sí solos no son capaces de degradarse. Es necesario el desarrollo de nuevos métodos que permitan eliminar los colorantes de manera efectiva como la degradación fotocatalítica, utilizando fotocatalizadores y luz solar. Los materiales denominados redes metal-orgánicas (MOFs por sus siglas en inglés) los cuales son una nueva clase de materiales cristalinos formados por la unión de clústeres metálicos a través de ligandos orgánicos, son una buena alternativa como fotocatalizadores ya que presentan diferentes propiedades como: elevada versatilidad estructural y de composición, altas superficies específicas y volúmenes de poro, diferentes tamaños de poro, centros metálicos expuestos y flexibilidad de la estructura. En el presente trabajo se sintetizaron cinco diferentes MOFs: (MIL-53 (Fe), MIL-100 (Fe), MIL-101 (Fe), 235 (Fe) y Fe-BTC) por el método hidrotermal/solvotermal y mecanoquímico. Se sintetizaron nanopartículas de óxido de titanio (TiO2) a partir del método de sonoquímica que fueron usadas para ser incorporadas en las MOFs con el objetivo de incrementar sus propiedades fotocatalíticas en la reacción de degradación de colorantes. Los materiales sintetizados se caracterizaron utilizando diferentes técnicas analíticas tales como: difracción de Rayos -X, espectroscopia UV-Vis, Raman e IRTF y microscopia electrónica de barrido. Los materiales compositos fueron utilizados en la degradación del colorante Negro Reactivo 5, Orange II e Índigo Carmín, mostrando excelentes resultados al lograr degradar la mayor cantidad de los colorantes. A pesar de que todos los materiales presentaron excelente actividad fotocatálitica, las MOF MIL-100 (Fe) presentaron el mayor porcentaje de degradación y mayor velocidad de degradación en menor tiempo. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

En aquest treball es realitza la recerca bibliogràfica sobre l’ús de nanomaterials en l’administració de fàrmacs oculars. Comprovarem l’aplicació dels avenços en les noves tecnologies en medecina i farmàcia. La nanomedecina, aplica els coneixements de nanotecnologia a procediments mèdics. Un fàrmac, ha de posseir propietats fisicoquímiques que li permeti travessar barreres fisiolò- guiques i ser estable. La vectorització de fàrmacs mitjançant la modificació de les característiques farmacocinè- tiques i de distribució dels seus principis actius persegueix millorar el transport, aconse- guir la diana terapèutica per alliberar el fàrmac que conté, amb un menor nombre de dosis Els liposomes, micel·les i nanopartícules polimèriques, han estat ampliament estudiades ja que posseeixen característiques adequades per a l'encapsulació de fàrmacs, gens i agents de contrast. Els dendrímers, nanotubs de carboni les nanopartícules magnètiques, també han estat objecte de diferents estudis. Les nanoestructures esmentades, representen fàrmacs oculars, basats en nanomaterials, han de presentar una sèrie de característiques: -Prolongar l'acció del medicament mitjançant l'alliberament sostinguda del fàrmac. - Alliberar el fàrmac en un lloc específic per protegir-lo millorant la seva absorció. - Millorar la pauta posològica buscant un administració més còmoda i la reducció de pre- ses en l'intent d'aconseguir una dosi única. -Disminuir o eliminar el risc d'efectes no desitjats (secundaris i tòxics) dels medicaments.

El presente proyecto pretende recoger en forma de manual, información fiable, útil y contrastada sobre la aparición de los nanomateriales en el sector de la construcción, abordando desde sus aplicaciones hasta los posibles riesgos para la salud de los trabajadores expuestos, como se pueden gestionar los posibles riesgos, así como las medidas preventivas disponibles en la actualidad. El manual está orientado a la formación de trabajadores del sector de la construcción y para asumir este objetivo se ha realizado un riguroso proceso de recogida, análisis y síntesis de información. Este TFM se ha llevado a término realizando una primera parte introductoria donde se han justificado sus objetivos con la finalidad de aportar al sector de la construcción un documento (Manual) que contribuya a facilitar el proceso de trasferencia de conocimiento en un tema tan novedoso y a la vez cargado de incertidumbres como es la nanotecnología, y su posible repercusión sobre la salud de los trabajadores en este sector de la construcción. El proceso metodológico ha consistido, por una parte, en una revisión de la bibliografía científica, tanto en castellano como en inglés y francés. Una vez realizada la lectura y extraída la información más importante de cada autor, se ha establecido un marco teórico para sintetizar la información y agrupar los autores por apartados en función de sus resultados. Posteriormente, también se ha realizado una revisión de la oferta formativa actual en el área de la nanotecnología y la prevención de riesgos laborales, con el objeto de determinar la oferta y tipología de formaciones disponibles. El resultado de este proceso ha permitido disponer de la información suficiente para poder elaborar el manual y, al mismo tiempo, proponer un itinerario formativo donde dicho manual puede utilizarse como material de soporte docente. Finalmente, en la discusión, se hace un análisis crítico de los resultados obtenidos, mediante una la descripción de sus limitaciones y puntos fuertes.

El presente trabajo se enfoca en el análisis de las aplicaciones de la nanotecnología en el sector de la construcción. Se trata principalmente de recopilar y analizar los casos en los que actualmente se aplica la nanotecnología a los materiales de construcción. Esto se hace analizando la manera en la que ellos actúan, su forma nano y los beneficios que ofrecen. Así mismo, se revisan también unos casos de investigaciones en curso las cuales tendrán lugar en el mercado en un futuro próximo. Todo esto teniendo en cuenta el impacto ambiental, los aspectos de seguridad y los riesgos asociados con la manipulación de nano partículas. El trabajo está estructurado en cuatro partes principales de desarrollo. La primera parte del trabajo se trata de estudiar los casos de aplicaciones de nano-tecnología a elementos con base cemento como el hormigón y el mortero. Allí, al principio se analiza lo que es el cemento y a continuación se presentan las diferentes posibles maneras de intervención de la nanotecnología en esto. Tanto para los casos reales que se aplican actualmente como para los casos que siguen en curso de investigación se presentan los mecanismos de acción y sus beneficios ofrecidos para la industria de la construcción. Sobre los casos en los que actualmente se aplica la nanotecnología, se realizo una investigación en el mercado tanto español como europeo y se presenta un listado con ejemplos de productos comercialmente existentes. En la siguiente parte se estudian las aplicaciones de la nano-tecnología en recubrimientos para la construcción. En este caso, como en la parte anterior de los materiales cementosos, se presentan las diferentes posibles maneras de intervención de la nanotecnología a los recubrimientos de construcción. Además se desarrollan los beneficios ofrecidos y el funcionamiento tanto para los casos existentes actualmente como para los casos que siguen en curso de investigación. Como último se presenta también un listado con ejemplos de nanoproductos comercialmente existente en el mercado español y europeo. La tercera parte trata de estudiar y analizar el impacto del uso de nano-materiales sobre la seguridad, la salud laboral y el medio ambiente en general. Al principio se presentan los posibles riesgos que se generan debido al uso de nano-materiales y a continuación se desarrollan unas posibles medidas de prevención las cuales tienen como objetivo minimizar a l máximo este impacto para la salud. La última parte del trabajo es la experimental, la cual a través de unos ensayos realizados en el laboratorio de materiales de la EPSEB se trata de comprobar de manera práctica parte de las propiedades de algunos materiales que se presentaron a lo largo del trabajo. Con estos ensayos se trata de correlacionar algunas propiedades que ofrecen distintas combinaciones de adición de nano-partículas al hormigón con las mismas propiedades que ofrece el hormigón sin ninguna adición nano. Tras todo el análisis, se puede observar que las aplicaciones actuales de la nano-tecnología ofrecen propiedades superiores a los materiales de la construcción, y analizando las investigaciones en proceso, parece seguro que el futuro viene mucho más comprometido.

151 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales El aumento exponencial de la población mundial ha causado entre otros estragos en la naturaleza un aumento desmedido en la cantidad de gases contaminantes, entre ellos el CO2, uno de los principales gases de efecto invernadero. Es por ello que actualmente ha crecido la investigación y desarrollo de métodos que permitan disminuir o eliminar la concentración de dicho gas en la atmósfera. Por lo que, en el presente trabajo se planteó la conversión del CO2 a combustibles mediante el uso de un fotocatalizador, como los materiales compósitos basados en nanotubos de carbono incorporados a tres clases diferentes de materiales híbridos metal-orgánicos como son los MOFs Fe-BTC, MIL-101(Fe) y MIL-125 (Ti). De igual manera se estudiaron dos tipos diferentes de síntesis de los materiales compósitos, como son el método solvotermal/hidrotermal y el mecanoquímico con la finalidad de encontrar el método de síntesis óptimo y que además sea amigable con el medio ambiente. Los materiales fueron caracterizados para conocer sus propiedades tanto estructurales como fisicoquímicas, y de esta manera determinar el método de síntesis con mejores resultados en la evaluación fotocatalítica, la cual se llevó a cabo por medio de la reducción fotocatalítica del CO2, también conocida como fotosíntesis artificial. Es por lo mencionado anteriormente, que en este trabajo se abarcan las bases generales de cada uno de los materiales puros además de sus respectivos materiales compósitos con nanotubos de pared simple y múltiple; así como, la descripción del proceso ocurrido durante la reducción de CO2 y los productos obtenidos, siendo los principales metanol y etanol, analizando por medio de las caracterizaciones y la evaluación fotocatalítica cuál resultó ser el mejor material, obteniendo así que la serie de materiales del MOF Fe-BTC tiene las mejores características y resultados en esta investigación. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

Las prácticas inadecuadas del crecimiento industrial representan un peligro ambiental y para la salud de las personas porque contaminan el agua con compuestos orgánicos fenólicos persistentes en medios acuosos y su acumulación en especies acuáticas. El presente proyecto propone desarrollar electrodos con superficies soportadas en un semiconductor nanoestructurado por el método de anodización electroquímica para reducir la carga de contaminantes orgánicos de manera eficiente y de bajo costo. Los nanotubos serán caracterizados mediante DRX, SEM, TEM, voltametría cíclica, espectroscopía UV/VIS y TOC. Los procesos fotoelectroquímicos en el tratamiento de aguas contribuirán a la eliminación de compuestos orgánicos de alta y baja carga en plantas de tratamiento industrial y municipal, con lo que se obtendrá agua de mejor calidad para su uso final. Es una tecnología de menor costo ya que los materiales utilizados son muy estables y no necesitan reposición. El tratamiento de agua contaminada propuesto facilitará su reutilización para regadío, potabilización y menor descarga de contaminantes a fin de no destruir la vida acuática. Las prácticas inadecuadas del crecimiento industrial representan un peligro ambiental y para la salud de las personas porque contaminan el agua con compuestos orgánicos fenólicos persistentes en medios acuosos y su acumulación en especies acuáticas. El presente proyecto propone desarrollar electrodos con superficies soportadas en un semiconductor nanoestructurado por el método de anodización electroquímica para reducir la carga de contaminantes orgánicos de manera eficiente y de bajo costo. Los nanotubos serán caracterizados mediante DRX, SEM, TEM, voltametría cíclica, espectroscopía UV/VIS y TOC. Los procesos fotoelectroquímicos en el tratamiento de aguas contribuirán a la eliminación de compuestos orgánicos de alta y baja carga en plantas de tratamiento industrial y municipal, con lo que se obtendrá agua de mejor calidad para su uso final. Es una tecnología de menor costo ya que los materiales utilizados son muy estables y no necesitan reposición. El tratamiento de agua contaminada propuesto facilitará su reutilización para regadío, potabilización y menor descarga de contaminantes a fin de no destruir la vida acuática.

93 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En este trabajo se presenta la construcción de un electrodo potenciométrico selectivo a iones de Acetilcolina, el cual demostró ser eficiente en la detección de carbamatados, en específico del Propoxur, dentro de un sistema bio-electroquímico, el cual consta de una solución en la que se encuentra la Acetilcolina, la enzima y el pesticida. Para la construcción del electrodo, se tomaron en cuenta parámetros como la composición de la membrana polimérica, su selectividad ante diversos cationes y el tiempo de acondicionamiento de la misma. Además, se modificó el electrodo con Nanopartículas de Oro (NPsAu) con el objetivo de aumentar tanto la sensibilidad del electrodo, como la selectividad ante el ion de interés. Finalmente se realizó la determinación del pesticida mediante la inhibición de la enzima Acetilcolinaesterasa dentro del sistema bio-electroquímico propuesto. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

122 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. Los Nanotubos de Carbono Tipo Bambú, son nanoestructuras con una forma peculiar que favorecen la transferencia electrónica en sistemas electroquímicos. Debido a los grupos funcionales presentes a lo largo de su estructura disminuyen su hidrofobicidad en comparación con los nanotubos de carbono multipared. Reportes en la literatura indican el uso de éstos en el desarrollo de biosensores, sin embargo, no se encuentra el reporte de la utilización de los Bambús en la superficie de los electrodos, sin una parte biológica. Es por ello, que en este trabajo se lleva a cabo el estudio electroquímico con electrodos de pasta de carbono modificados con nanotubos tipo bambú, para moléculas que presentan actividad redox y que son de suma importancia para el cuerpo humano, una de ellas es la Levodopa, la cual se sabe es el precursor de los principales neurotransmisores como: Dopamina, Noradrenalina; además de ser administrada al cuerpo humano como tratamiento del Parkinson (Deficiencia de Dopamina en el cerebro), así como de sus principales interferentes que son el ácido ascórbico y ácido úrico. Los experimentos se realizaron empleando técnicas como voltamperometría cíclica y de pulso diferencial para la determinación de parámetros cinéticos y analíticos, los cuales son favorecidos por la presencia de los nanobambus en la superficie del electrodo. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

En este trabajo se presenta la síntesis y caracterización de dos familias decomplejos de rutenio que contienen ligandos bifuncionales en su estructura, con el objetivo de incorporarlos a la superficie de óxidos nanoestructurados. Los complejos preparados poseen fotoluminiscencia y/o la capacidad de liberar un ligando monodentado al ser irradiados, propiedades que se buscó transferir a los materiales. La primera familia de complejos posee al ligando 4,4´-dicarboxi-2,2´-bipiridina(dcbpy), el cual puede unirse tanto a biomoléculas como a la superficie de materiales a través de un enlace covalente del tipo amida. La segunda familia contiene al ligando 1,10-fenantrolina-5,6-diona (fona), el cual puede unirse directamente a la superficie de óxidos de metales de transición. En ambas familias se caracterizaron en forma exhaustiva las propiedades fotofísicas y fotoquímicas de los complejos. Para la familia con el ligando dcbpy se hizo especial énfasis en el efecto de las condiciones de pH sobre las propiedades espectroscópicas. Para la familia con el ligando fona se observó un comportamiento poco común, con presencia de estados paramagnéticos, que fue intensamente estudiado debido al interés adicional que presenta. Finalmente, se funcionalizaron dos tipos de materiales: películas delgadasmesoporosas de TiO2 con complejos conteniendo el ligando fona, y nanopartículas de SiO2 con complejos conteniendo el ligando dcbpy; utilizando una estrategia distinta para cada plataforma. En ambos sistemas las superficies modificadas mantuvieron las propiedades de los sistemas moleculares, tales como la fotoluminiscencia y la capacidad de liberar un ligando monodentado al ser irradiados. Esta última propiedad ofrece la posibilidad de emplear estos materiales para interactuar con sistemas biológicos a través de la liberación de biomoléculas que actúen como mensajeros. In this work we present the synthesis and characterization of two ruthenium complexes families containing bifunctional ligands in their structure, with the objective of their incorporation to the surface of nanostructured oxides. The prepared complexes present photoluminescence and/or the ability to release a monodentate ligand upon irradiation, properties we aimed to transfer to the materials. The first family of complexes has the 4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine (dcbpy) ligand that can bind both to biomolecules and to the surface of materials through an amide type covalent bond. The second family contains the 1,10-phenantroline-5,6-dione (fona) ligand, that can bind directly to the surface of transition metal oxides. For both families the photophysical and photochemical properties of the complexes were exhaustively characterized. For the family with the dcbpy ligand special emphasis was made on the effect of pH conditions on spectroscopic properties. For the family with the fona ligand an uncommon behavior was observed, with the presence of paramagnetic states, and was intensively studied because of the additional interest it presents. Finally, two kinds of materials were functionalized: TiO2 mesoporous thin films, with complexes containing the fona ligand, and SiO2 nanoparticles with complexes containing the dcbpy ligand; using a different strategy for each platform. On both systems the modified surfaces retained the properties of the molecular systems, such as photoluminescence and the ability to release a monodentate ligand upon irradiation. This last property offers the possibility of using these materials to interact with biological systems through the release of biomolecules that act as messengers. Fil: Caraballo, Rolando Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina

209 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En el campo de la conservación restauración de patrimonio cultural construido en roca se han desarrollado multitud de tratamientos de intervención, con el propósito de recuperar características originales de los elementos pétreos, así como de protegerlos frente a la acción de las causas de su deterioro. Los productos basados en alcoxisilanos han demostrado ser loa más idóneos como tratamientos de consolidación e hidrofugación en un gran número de intervenciones, los cuales se aplican como soles y polimerizan de forma espontánea en el interior de la estructura porosa de la roca, como parte de un clásico proceso sol-gel. Debido a la gran variedad de factores que actúan durante el proceso de intervención en roca (parámetros ambientales del entorno, características del material pétreo, etc.), los tratamientos pueden presentar diferentes grados de eficacia y durabilidad. Factores como la humedad relativa y la temperatura afectan significativamente a las velocidades de hidrolisis y de condensación de los alcoxisilanos. Durante la época de polimerización se origina el sol de partida, el cual tiene una decisiva influencia sobre algunas características físicas y químicas de los geles obtenidos. No obstante, factores que intervienen también en otras etapas del proceso sol-gel, pueden condicionar tanto la microestructura de los geles como sus propiedades mecánicas, y conducir, por tanto, a grados variables de eficacia y durabilidad como tratamientos de conservación-restauración de roca. Motivados por esto, en el presente trabajo de investigación se evalúa como la humedad relativa y la temperatura afectan algunas propiedades (grado de contracción, elasticidad y porosidad, fundamentalmente) de nanomateriales basados en alcoxisilanos. Además, se establece la relación que existe entre estas propiedades y las eficacias consolidante e hidrofugante en una roca patrimonial silícea de porosidad intermedia. Investigación realizada con el apoyo del Programa Nacional de Posgrados de Calidad del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

La soldadura de recargue es una temática que viene ganando relevancia en el último tiempo asociada a una gran cantidad de aplicaciones en diversas industrias. Los recargues duros de aceros multicomponentes nanoestructurados, de reciente creación, presentan un conjunto de propiedades sobresalientes. Sin embargo, es escasa la información disponible sobre su procesamiento. El objetivo de este trabajo fue analizar la influencia del calor aportado, sobre la dilución, la evolución microestructural y la dureza de depósitos nanoestructurados base hierro con carburos complejos, del sistema Cr-Mo-W-Nb-C-B-Fe. Se soldaron bajo la configuración "bead on plate", mediante el proceso de soldadura semiautomático FCAW con protección gaseosa, variando el aporte térmico entre 0,5 a 3,5 kJ/mm. Sobre cada cupón soldado se analizó la composición química, se determinó el porcentaje de dilución, se realizó el relevamiento dimensional de los cordones y se caracterizó la microestructura mediante difracción de rayos X y microscopías óptica y electrónica de barrido. Además se midió la microdureza Vickers en la zona central del cordón. Se encontró que la dilución del metal depositado se mantuvo entre 28 y 34 %, sin observarse variaciones significativas con el aporte térmico. Se observó una microestructura formada por una matriz -Fe y carburos metálicos complejos. Se pudo ver que el tamaño de los precipitados aumentó con el incremento del calor aportado. La dureza de los cordones aumentó al disminuir el calor aportado, de 800 HV2 para 3,5 kJ/mm a 970 HV2 para 0,5 kJ/mm. Surfacing welding is an issue that was increasing in relevance in last years, related with a raising number of applications in several industries. Hardfacings of nanostructured multicomponent steel of recent creation, have a set of outstanding properties. Nevertheless, the information available related with its processing is still scarce. The aim of this work was to analyze the influence of heat input on the dilution, microstructure and microhardness of a Fe-based nanostructured alloy with complex carbides. Eight bead on plate samples were welded using heat inputs between 0.5 and 3.5 kJ/mm. The dimensional study was performed as well as chemical composition and percentage of dilution with the base metal were determined and the microstructure was analyzed using optical and electronic microscopy and X-ray diffraction. Microhardness was also measured. It was observed that dilution varied between 28 to 34% according to the heat input. The microstructure was formed primarily by α-Fe with metallic carboborides (M7(BC)3, M23(BC)6) and niobium carbide (NbC). It could be seen that the size of precipitates increased with the increasing heat input. The bead hardness varied with heat input from 800 HV2 for 3.5 kJ/mm to 970 HV2 for 0.5 kJ/mm. Fil: Gualco, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Lomas de Zamora. Facultad de Ingeniería; Argentina Fil: Gramajo, J.. Universidad Nacional de Lomas de Zamora. Facultad de Ingeniería; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina Fil: Surian, E.. No especifica; Fil: Svoboda, Hernán Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina

Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) of nanostructured materials is a powerful technique that allows to reach ultrahigh levels of detection of several analytes. In the present study it was possible to identify the bacteria E. coli by using a novel nanostructured platform based on silver-capped nanopillars (AgNP) and SERS technique. AgNPs were fabricated by ion reactive etching and deposition of silver layers. The bacteria culture were prepared in Luria-Bertani (LB) medium at 37° by 4 hours. 5 μL of the bacteria were deposited on top of the surface of AgNPs and let it dry for 30 minutes. Subsequently the AgNP-bacteria system was analysed by Raman spectroscopy. A typical band of E. coli at 731 cm-1 was identified and this Raman vibration was used as a marker peak to detect the bacteria. Finally the novel AgNP could be used as a potential biosensor to detect nosocomial bacteria in intra-hospital environments. La espectroscopia Raman intensificada por efecto de superficie (SERS) de materiales nanoestructurados es una técnica ultrasensible que permite alcanzar niveles de detección extremadamente bajos en la determinación de diferentes analitos. En este estudio se logró identificar cualitativamente la bacteria E. coli, utilizando plataformas nanoestructuradas de plata, mediante la técnica SERS. Las plataformas nanoestructuradas de plata (AgNP) fueron fabricadas por la técnica de grabado mediante iones reactivos con posterior deposición de una capa metálica de plata. Las bacterias fueron preparadas en medio Luria-Bertani (LB) a 37°C por 4 horas. De este cultivo de bacterias 5 uL fueron depositados sobre la superficie de las AgNP, dejándose secar por 30 min. Posteriormente, el sistema AgNP-bacteria fue analizado mediante espectroscopia Raman. La identificación de la banda Raman a 731 nm típica de la E. coli sobre las AgNP permitió identificar cualitativamente la bacteria, lo que brinda la posibilidad de utilizar las plataformas como potenciales biosensores ultrasensibles de bacterias nosocomiales en ambientes intrahospitalarios.

46 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En este proyecto de investigación se sintetizaron nanoparticulas (NPs) hierro (Fe)-cobalto (Co) en una configuración corazón-envolvente (CE) mediante reacciones electroquímicas a partir de sus iones disueltos en el disolvente eutéctico profundo (DES) formado por la mezcla de cloruro de colina (C5H14NClO) y urea (CON2H4) (DES-CU). Para dicha síntesis primero se llevó a cabo la nucleación electroquímica de Fe sobre la superficie de un electrodo de carbón vítreo (CV) inmerso en una disolución de Fe(III) en el DES-CU mediante el método potenciostático y posteriormente el electrodo de CV modificado con la NPs de Fe(0) (CV/Fe(s)) se sumergió en una disolución de los iones Co(II) en el DES-CU para llevar a cabo su electrodepósito y formar el electrodo CV/Fe(s)/Co(s) donde el cobalto se depositó preferentemente sobre las NPs de Fe formando estructuras CE. Los sistemas: 1) CV/Fe(III), DES-CU 2) CV/Co(II), DES-CU y 3) CV/ Fe(s)/Co(II), DES-CU se caracterizaron mediante las técnicas de voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA), particularmente los transitorios potenciostáticos obtenidos mediante la técnica CA fueron utilizados para describir el mecanismo y la cinética de nucleación de las NPs. Por último, se caracterizaron las superficies de los diferentes sistemas mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía raman dispersivo (ERD) para evaluar la morfología y la composición de las especies presentes. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

Resumen Este trabajo presenta la evolución microestructural del compuesto Mg2Ni0.5Co0.5 obtenido mediante aleado mecánico y el estudio de sus propiedades de hidruración. Los polvos elementales de Mg, Ni y Co con una relación atómica 2:0.5:0.5 se alearon mecánicamente en un molino de alta energía Spex 8000D por 36 h (muestra amorfa) y posteriormente se realizó un tratamiento térmico a 673 K por 15 min (muestra nanocristalina). La caracterización de las muestras se realizó mediante difracción de rayos-X. El proceso de hidruración fue realizado por técnica volumétrica Sievert a 363 K y una presión de H2 de 2 MPa. El proceso de desorción se evaluó por calorimetría diferencial de barrido. Basados en los resultados podemos concluir que la estructura amorfa absorbe más hidrógeno, alcanzando un máximo de 3.6% en peso de H. Los eventos presentes en el proceso de desorción depende de si la aleación es amorfa o nanocristalina. Abstract This work presents the microstructural evolution of mechanically alloyed Mg2Ni0.5Co0.5 and a study of its hydriding properties. Mg, Ni, and Co elemental powders (atomic ratios of 2:0.5:0.5, respectively) were mechanically alloyed in a Spex 8000D high-energy mill for 36 h (amorphous sample) and subsequently submitted to a thermal treatment at 673 K for 15 min (nanocrystalline sample). The characterizations of the samples were performed with X-ray diffraction. A Sievert-type volumetric hydriding process was done at 363 K and with hydrogen pressure of 2 MPa. Desorption process was evaluated through differential scanning calorimetry. Based on the obtained results, it is possible to conclude that the amorphous structure absorbs more hydrogen, reaching a maximum of 3.6 wt. % H. Desorption process events depend on amorphous or nanocrystalline states.

[EN] The necessity of higher quality tools, due to the increasing competitivity in the machining industry, and in general the need of materials with improved wear resistance, places the hard metal sector in continuous technical renovation. The important improvement of hardness, strength and wear resistance obtained in ultrafine WC-Co grades, as well as the extraordinary properties of nanomaterials, has focused the cemented carbides research in obtaining nanocrystalline powders, and in the development of bulk nanostructured cemented carbides, which remains a technological challenge.In this context, the aim of present research is to contribute on the knowledge of the behaviour sintering of ultrafine and nanocrystalline WC-Co mixtures, and to explore the possibilities of microstructural control that allow manufacturing dense cemented carbides with grain size close to the nanometer scale. Furthermore, the effect of the microstructural refinement in the mechanical behaviour of sintered materials is evaluated. Moreover, due to the poor supply and the high cost of these powders in the market, the fabrication of ultrafine and nanocrystaline WC-Co mixtures by planetary milling is studied. This allows analysing the effect of the powder production method on their densification, microstructural development and final mechanical properties.The results obtained show the problems of the powders fabricated by milling, due to their decarburation, and their fast kinetics of grain growth. Furthermore, the advantages of using nanocrystalline powders, versus the ultrafine ones, on improving the densification and capability of microstructural control, have been demonstrated, allowing a significant increase in the hardness of the sintered samples. The main contribution of the research is the combined use of additives inhibitors and pressure assisted sintering techniques that allow increasing the densification at lower sintering temperature and shorter holding times, thus limiting the grain growth. WC-CoVC / Cr3C2 cemented carbides near fully dense is obtained by SPS and HIP in solid phase at 1100 ºC. The addition of inhibitors, especially VC, is demonstrated to be an efficient method for controlling the grain growth in the solid state, even by rapid sintering processes. The combination of addition of VC and HIP sintering at low temperature has allowed manufacturing near nanostructured materials (120 nm), with an excellent combination of properties, with hardness about 2100 HV30 and fracture toughness values greater than 10 MPa·m1/2. These properties place these materials among the most outstanding cemented carbides of those reported in literature., [ES] La necesidad de herramientas de mayor calidad, debido a la creciente competitividad en el sector del mecanizado, y, en general, de materiales con resistencia al desgaste mejorada, sitúa al sector del duro metal en continua renovación técnica. La importante mejora de dureza, resistencia mecánica y resistencia al desgaste obtenida en grados WC-Co ultrafinos, y las excepcionales propiedades asociadas a los nanomateriales, ha focalizado la investigación de metal duro en la obtención de polvos nanocristalinos, y en el desarrollo de carburos cementados nanoestructurados, que sigue siendo un reto tecnológico. En esta línea, la presente investigación, pretente contribuir al conocimiento del comportamiento durante la sinterización de mezclas WC-Co ultrafinas y nanocristalinas, explorando posibilidades de control microestructural, que permitan obtener carburos cementados densos con tamaño de grano próximo a la escala nanométrica, y evaluar el efecto del refinamiento microestructural en su comportamiento mecánico. Además, dada la escasa oferta en el mercado de estos polvos y su elevado coste, se analiza su fabricación mediante molienda en planetario, lo que permite analizar el efecto de la vía de obtención del polvo en su densificación, desarrollo microestructural, y propiedades finales. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la problemática de los polvos obtenidos por molienda, debido a su decarburación, y su rápida cinética de crecimiento de grano. Además, se ha demostrado las ventajas del uso de polvos nanocristalinos frente a los ultrafinos, en el aumento de la densificación y posibilidades de control microestructural, lo que se traduce en importantes aumentos de dureza de los sinterizados. La principal aportación de la investigación es el empleo combinado de aditivos inhibidores y técnicas de sinterización asistidas por presión, que permiten aumentar la densificación reduciendo temperatura y tiempo de exposición, limitando así el crecimiento de grano. Se ha demostrado que es posible obtener sinterizados WC-Co-VC/Cr3C2 casi 100% densos a 1100 ºC, mediante HIP y SPS, confirmándose, además, la efectividad de los inhibidores. La combinación de adición de VC y sinterización en HIP a baja temperatura, ha permitido obtener materiales casi nanocristalinos (120 nm), con una excelente combinación de propiedades, con durezas de hasta 2100 HV30 y valores de tenacidad superiores a los 10 MPa·m1/2, lo que sitúa a estos materiales entre los carburos cementados más destacados de los publicados en la literatura., [CAT] La necessitat de ferramentes de major qualitat, degut a la creixent competitivitat en el sector del mecanitzat, i, en general, de materials amb resistència al desgast millorada, situa el sector del metall dur en contínua renovació tècnica. La important millora de duresa, resistència mecànica i resistència al desgast obtinguda en graus WC-Co ultrafins, i les excepcionals propietats associades als nanomaterials, ha focalitzat la investigació de metall dur en l'obtenció de pols nanocristal·lins, i en el desenvolupament de carburs cementats nanoestructurats, que segueix sent un repte tecnològic.En aquesta línia, la present investigació pretén contribuir al coneixement del comportament durant la sinterització de mescles ultrafines i nanocristal·lines, explorant possibilitats de control microestructural, que permeten obtindre carburs cementats densos amb grandària de gra propera a l'escala nanomètrica i avaluar l'efecte del refinament microestructural en el seu comportament mecànic. A més a més, donada l'escassa oferta en el mercat d'aquests pols i el seu elevat cost, s'analitza la seua fabricació mitjançant mòlta en planetari, la qual cosa permet analitzar l'efecte de la via d'obtenció dels pols en la seua densificació, desenvolupament de la seua microestructura, i propietats finals.Els resultats obtinguts posen de manifest la problemàtica dels pols obtesos per mòlta, degut a la seua decarburació, i la seua ràpida cinètica de creixement de gra. Així mateix, s'han demostrat els avantatges de l'ús de pols nanocristal·lins front als ultrafins, en l'augment de la densificació i possibilitats de control microestructural, el que es tradueix en importants augments de duresa dels sinteritzats.La principal aportació de la investigació és l'emprament combinat d'additius inhibidors i tècniques de sinterització assistides per pressió, que permeten augmentar la densificació reduint temperatura i temps d'exposició, limitant així el creixement de gra. S'ha demostrat que és possible obtindre sinteritzats WC-Co-VC/Cr3C2 quasi 100% densos a 1100 ºC, mitjançant HIP i SPS, confirmant-se, a més, l'efectivitat dels inhibidors. La combinació d'addició de VC i sinterització en HIP a baixa temperatura ha permès obtindre materials quasi nanocristal·lins (120 nm), amb una excel·lent combinació de propietats, amb dureses de fins a 2100 HV30 i valors de tenacitat superiors als 10 MPa·m1/2, la qual cosa situa aquests materials entre els carburs cementats més destacats dels publicats en la literatura., Bonache Bezares, MV. (2016). Obtención, procesado y caracterización de carburos cementados CW-Co basados en polvos ultrafinos y nanocristalinos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/63222., TESIS

128 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. Los materiales a base de carbono han sido estudiados recientemente debido a sus potenciales propiedades y posibles aplicaciones en el campo de la física, química, electrónica y mecánica. Un derivado del grafito es el óxido de grafito el cual si bien fue descubierto hace más de un siglo ha despertado gran interés ya que no solo ha resultado ser un precursor de bajo costo para la obtención de grafeno a gran escala si no que los grupos oxigenados del óxido de grafito han permitido funcionalizarlo covalentemente en presencia de precursores que contienen nitrógeno tales como aminas orgánicas. La funcionalizacion covalente del óxido de grafito seguido de una reducción ha logrado ser una forma eficaz de modificar su estructura química y modular sus propiedades eléctricas. Pocas investigaciones se han centrado en el estudio del óxido de grafito funcionalizado no reducido, esto provoca el interés que se tiene por estudiar el proceso de funcionalizacion para lo cual se introdujeron una serie de compuestos orgánicos con grupos amino los cuales permitieron por medio de una reacción de ciclación la formación de bencimidazoles en la estructura del óxido de grafito. El presente trabajo tuvo como objetivo funcionalizar oxido de grafito con análogos y derivados de o-fenilendiamina previamente sintetizados además de servir como precursores para la obtención de bencimidazoles disubstituidos. La síntesis de derivados de o-fenilendiamina partió de o-nitroanilina y o-fenilendiamina con 2-cloropiridina y 2-cloropirimidina respectivamente. Las reacciones fueron efectuadas de manera convencional y asistida por horno de microondas, la caracterización de los productos se realizó por Resonancia Magnética Nuclear de 1H, 13C en equipo BRUKER de 400MHz con DMSOd6 como disolvente y espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier los cuales se realizaron en estado sólido en un equipo BRUKER FT-IR ALPHA en el modo de Reflectancia total atenuada. (ATR). Previo a la funcionalizacion el grafito fue oxidado por el Método de Hummers modificado tratándolo con KMnO4 y H2SO4, y posteriormente con H2O2. La funcionalizacion se realizó por ultrasonido con una dispersión de óxido de grafito en agua desionizada, posteriormente se adicionaron los compuestos orgánicos diluidos con etanol en presencia de ácido polifosforico como catalizador y la suspensión fue calentada por 24hrs. Se caracterizaron los materiales por las técnicas de Difracción de Rayos X, Análisis termogravimétrico, espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier, Raman y Microscopia Electrónica de Barrido con espectroscopia de energía dispersiva. Finalmente, se evaluó el rendimiento electroquímico de los materiales funcionalizados no reducidos utilizando la técnica de Voltamperometría Cíclica. Se impregno oxido de grafito con nafión en un electrodo de carbón vítreo utilizado como electrodo de trabajo, un alambre de platino como electrodo auxiliar y uno de plata como electrodo de referencia en una solución acuosa 1M de H2SO4 como electrolito. Los resultados de los óxidos de grafito funcionalizados indican valores de capacitancia especifica hasta ciento cincuenta veces mayores en comparación con el óxido de grafito no funcionalizado. In recent years, carbon-based materials have been studied because of its potential properties and potential applications in the field of physics, chemistry, electronics and mechanics. A derivative of graphite is graphite oxide which although it was discovered over a century has aroused great interest since not only proved to be a precursor of low cost for obtaining graphene on a large scale if the oxygenated groups graphite oxide have allowed covalently funcionalizarlo in the presence of nitrogencontaining precursors such as organic amines. Covalent functionalization graphite oxide followed by reduction achieved be an effective way to modify their chemical structure and modulate its electrical properties. Few studies have focused on the study of oxide functionalized graphite unreduced, this causes the interest is to study the process of functionalization for which a number of organic compounds with amino groups which enabled by a reaction introduced cyclization formation benzimidazoles in the oxide structure of graphite. This work aims to functionalize graphite oxide analogs and derivatives o-phenylenediamine previously also serve as precursors for obtaining disubstituted benzimidazoles synthesized. Synthesis of o-phenylenediamine derivatives of o-nitroaniline left and o-phenylenediamine with 2-chloropyridine and 2-chloropyrimidine respectively. The reactions were carried out in conventional manner and microwave, characterization involved the determination of the melting points on a Fisher-Johns, Nuclear Magnetic Resonance 1H, 13C BRUKER 400MHz computer with DMSO-d6 as solvent and Infrared device transform Fourier which were performed in the solid state on a Bruker FT-IR ALPHA. Prior to functionalization graphite was oxidized by the method of treating the graphite Hummers modified with KMnO4 and H2SO4, and subsequently H2O2. Functionalization was carried sonicating oxide dispersion in deionized water graphite subsequently diluted organic compounds in small amounts of ethanol in the presence of polyphosphoric acid as catalyst and the suspension was heated for 24hrs were added. To better understand the process prior to functionalization reduction materials were characterized by the techniques of Fourier Transform Infrared, Raman, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. Finally electrochemical performance of the functionalized materials unreduced using Cyclic voltammetry technique is evaluated. graphite oxide with Nafion was impregnated in a glassy carbon electrode used as working electrode, a platinum wire as the auxiliary electrode and one silver as a reference electrode in a 1M aqueous H2SO4 solution as electrolyte. The results of oxides functionalized graphite indicate specific capacitance values up to fifty times greater in percent compared to graphite oxide unfunctionalized. Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

[ES] El presente trabajo fin de grado se basa en el estudio del comportamiento de morteros convencionales y morteros autonivelantes con adición nanofibras de grafeno (NFG). La realización del trabajo se ha dividido en tres fases, en la primera fase se ha estudiado el comportamiento dispersivo de las NFG disueltas en agua en base al tiempo que son sometidas a un baño de ultrasonidos. En la segunda fase se estudia el comportamiento mecánico, la consistencia y la trabajabilidad del mortero convencional con adición de NFG. En la tercera fase se estudia el comportamiento mecánico, térmico, eléctrico, la consistencia y trabajabilidad del mortero autonivelante con la adición de NFG. Tras realizar las fases de estudio, se ha realizado una aplicación práctica del mortero autonivelante en un suelo radiante, donde se ha realizado el cálculo de su instalación en una vivienda tipo. Con el objetivo de comprobar la mejora que supone la adición de NFG a nivel práctico, se ha comprobado la rentabilidad que supone esta adición en el suelo radiante., [CA] El present treball fi de grau es basa en l'estudi del comportament de morters convencionals i morters autonivellants amb addició de nanofibres de grafè (NFG). La realització del treball s'ha dividit en tres fases, en la primera fase s'ha estudiat el comportament dispersiu de les NFG dissoltes en aigua sobre la base del temps que són sotmeses a un bany d'ultrasons. En la segona fase s'estudia el comportament mecànic, la consistència i la treballabilitat del morter convencional amb addició de NFG. A la tercera fase s'estudia el comportament mecànic, tèrmic, elèctric, la consistència i treballabilitat del morter autonivellant amb l'addició de NFG. Després de realitzar les fases d'estudi, s'ha realitzat una aplicació pràctica del morter autoanivellant en un sòl radiant, on s'ha realitzat el càlcul de la seva instal·lació en un habitatge tipus. Amb l'objectiu de comprovar la millora que suposa l'addició de NFG a nivell pràctic, s'ha comprovat la rentabilitat que suposa aquesta addició en el sòl radiant., [EN] This final project is based on the study of the behavior of conventional mortars and leveling mortars with addition of graphene nanofibers (NFG). The completion of the project has been divided into three phases, the first phase has been studied the dispersive behavior of NFG dissolved in water based on the time they are subjected to an ultrasonic cleaner. In the second phase have been studied the mechanical strength, consistency and workability of conventional mortar with addition of NFG. In the third phase have been studied the mechanical, thermal, electrical performance, consistency and workability of the self-leveling mortar with addition of NFG. After performing the stages of study, it has made a practical application of self-leveling mortar in a radiant floor, where there has been calculating its installation in a standard apartment. In order to check the improvement achieved by the addition of NFG a practical level, it has proven the cost-effectiveness of this addition on the radiant floor.

88 páginas. Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En el presente trabajo se planteó como objetivo general la obtención de las condiciones de depósito y la caracterización —por separado y conjuntamente— de las películas delgadas de ITO, BaTiO3, ZnO, ZnO:Mn, las cuales pueden dar lugar al desarrollo de una metodología para obtener celdas electroluminiscentes. Para esto, se realizaron varios juegos de películas delgadas por medio del depósito por láser pulsado (PLD), y para el caso particular del dopado, se empleó la variante de dos pulsos láser que inciden en distintos blancos, generando así el depósito de la película en conjunto con el dopado. En este punto es importante aclarar, que para la elaboración de la película delgada de ITO se utilizó otra técnica de depósito, ésta, conocida como erosión catódica. Cada una de las películas de ZnO y ZnO:Mn se caracterizaron por diferentes técnicas para identificar distintas propiedades. A continuación, se mencionan cada una de ellas. Rayos X: Se empleó para corroborar la cristalinidad de las películas delgadas, en donde cada película presentó una estructura tipo wurzita, orientada en los planos preferenciales (002) y (004). Perfilometria: Se midió el espesor de las películas, encontrando que todas se hallaban en el intervalo de 100 - 150 nm. EDS: Esta técnica se utilizó para conocer el porcentaje de incorporación del elemento dopante en la estructura de la película delgada. Debido a que se sabe que el depósito no es homogéneo al emplear PLD como método, se utilizó un diseño estadístico con la intensión de reducir al máximo la variabilidad. Se identificó una tendencia negativa en las películas, esto es, a mayor retraso entre láseres menor incorporación del elemento dopante. Para reconocer si las diferencias entre los promedios de incorporación eran estadísticamente significativos, se aplicó una prueba de hipótesis no paramétrica (debido a que los datos no seguían una distribución normal) y de comparaciones específicas. Fotoluminiscencia: Se realizó un barrido en el intervalo de longitud de onda de 350 - 400 nm a todas las películas delgadas, encontrado una influencia directa de la incorporación del elemento dopante respecto a la emisión de luz. Efecto Hall: Se midió la resistividad, movilidad y densidad de portadores de cada una de las películas delgadas, encontrado que éstas continuaron siendo semiconductoras independientemente del porcentaje de incorporación del elemento dopante. Espectroscopia UV - VIS: Por medio de esta técnica, se analizaron los espectros de absorción de cada una de las películas delgadas, encontrado que éste es constante en todo el intervalo. Fotoacústica: En la investigación, esta técnica de caracterización es la de mayor relevancia, ya que, a partir del empleo de la misma, es posible identificar cambios estructurales en las películas delgadas, aunque se encuentren en un porcentaje diminuto, como lo fue la detección de la fase blenda a 300 °C en las películas de ZnO, y la afectación de la incorporación del elemento dopante a dicha fase. La película delgada de BaTiO3 únicamente se caracterizó por medio de fotoacústica con la intención de localizar su temperatura de Curie, la cual se sabe se presenta a 110 °C, situación que se encontró al emplear la temperatura de 400 °C al realizar el depósito. Finalmente, se caracterizaron fotoacústicamente cada una de las multicapas que integran a la estructura electroluminiscente, esto, con la intención de conocer la influencia en los cambios estructurales al ir colocando película sobre película.

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Este trabajo investigó la síntesis y la caracterización de un material tipo perovskita basado en el sistema La0,95Sr0,05CrO3, mediante el método de polimerización-combustión, utilizando ácido cítrico para la conformación de especies intermedias de coordinación tipo citrato, que evolucionan en función de la temperatura hasta la consolidación de la fase cristalina buscada. La caracterización del precursor metal-orgánico se realizó mediante análisis térmicos (TGA-DTA), con el fin de establecer una temperatura ideal de consolidación de la fase cristalina buscada. Los análisis de difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión (TEM), fluorescencia de rayos X por microsonda (EDX) y análisis de área superficial (BET) se realizaron sobre el material cerámico calcinado, y revelaron la obtención de una estructura cristalina ortorrómbica nanoestructurada con grupo espacial Pnma(62), con un tamaño promedio de cristalito de 20 nm. Los análisis derivados de la microscopía electrónica de transmisión revelaron que el material está conformado por agregados del orden nanométrico con una serie de propiedades texturales y morfológicas específicas para eventual aplicación a nivel catalítico, lo que guarda una estrecha relación con los datos derivados de la medida del área superficial, obtenidos por la técnica BET. Finalmente, la valoración de la composición mediante fluorescencia de rayos X permitió determinar que el control en la composición es uno de los parámetros claves en este proceso de síntesis, lo cual permite validar el método utilizado y posibilita el empleo de los materiales obtenidos en potenciales aplicaciones tecnológicas. This work investigated the synthesis and characterization of a perovskite material based on the La0,95Sr0,05CrO3 system, by a wet chemical route that involves the combustion-polymerization method, using citric acid as complexing agent, in order to obtain intermediate coordination species, which evolve depending on the temperature until the desired consolidation crystalline phase is obtained. The metal-organic precursor characterization was performed by thermal analyses (TGA-DTA), in order to evaluate an ideal consolidation temperature of the searched crystalline phase. The analysis by the X-ray diffraction (XRD), the transmission electron microscopy (TEM), the X-ray fluorescence microprobe (EDX) and the surface area (BET), were performed over the calcined ceramic material and revealed the obtention of a nanostructured orthorhombic crystal structure with a Pnma (62) space group, and a 20 nm crystallite average size. The analysis derived from the transmission electron microscopy, revealed that the material is composed of aggregates of nanometric range with a series of textural and specific morphological properties for an eventual application at the catalytic level, which is correlated with the data derived from the measurement of the surface area obtained by the BET technique. Finally, the composition by X-ray fluorescence assessment revealed that stoichiometric control in composition is one of the key parameters in this synthesis process, which allows to validate the used method and enables to employ the obtained materials in potential technological applications.

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Los materiales tipo perovskita (ABO3) presentan considerable interés tecnológico, sus propiedades dependen de los elementos A y B que los sustituyan. Para la elaboración de materiales tipo perovskita se han empleado diversos métodos. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos para el BaHfO3 y BaZrO3 utilizando la síntesis poliol. Se usaron sales inorgánicas disueltas en dietilenglicol y los materiales recuperados han sido tratados térmicamente a 700 °C y 900 °C. El análisis por difracción de rayos X reveló la estructura cúbica tipo perovskita y se observaron adicionalmente picos correspondientes a las fases secundarias de BaCO3 y MO2 (M=Hf o Zr) en ambos materiales. Los espectros obtenidos por FTIR pusieron en evidencia la presencia de BaCO3. Las observaciones por microscopía electrónica de barrido revelaron para ambos casos, materiales muy compactos conformados por sub-estructuras más pequeñas en forma de alambre de diámetro aproximado a 900 nm. Para temperaturas de calcinado entre 700ºC y 900ºC se observó un cambio remarcable en la morfología con materiales disgregados conformados por partículas más pequeñas. Los análisis en microscopía electrónica en transmisión revelaron que los materiales tratados a la mayor temperatura están constituidos por pequeños cristales inferiores a 15 nm. Perovskite materials (ABO3) present considerable technological interest, their properties depend on the A and B elements. A variety of methods have been used for the elaboration of perovskite materials. In the present paper we present the results of the BaHfO3 and BaZrO3 obtained by polyol method. Inorganic salts of barium and hafnium or zirconium were dissolved in di-etilenglicol and the products were heat treated at 700 °C and 900 °C. X-ray diffraction revealed the cubic structure perovskite-type and diffractions corresponding to the secondary phases of BaCO3 and MO2 (M=Hf or Zr). The spectra obtained by FTIR show the presence of BaCO3. At 700 °C, the scanning electronic microscopy observations revealed a very compact morphology conformed by smaller sub-structures in the form of wire with a diameter around to 900 nm. At 900 °C it was observed a remarkable change in the morphology with dispersed materials conformed by small particles. Transmission electronic microscopy showed that the materials annealed at 900 °C are constituted by small crystals with size lower than 15 nm.

Esta tesis se enfoca en el crecimiento y caracterización estructural y funcional de capas finas de carburo de cromo, con el fin de establecer las relaciones entre la síntesis, estructura y propiedades. La tecnología de depósito empleada en este estudio fue el arco catódico filtrado a partir de un blanco de cromo en una atmósfera reactiva de argón y acetileno (Ar + C2H2). Además, se diseñó un filtro lineal magnético para reducir el número de macropartículas que se depositan en las capas y que son inherentes al proceso de arco catódico. Las capas se depositaron sobre diferentes tipos de sustratos, silicio, vidrio y acero con el fin de realizar diferentes caracterizaciones. Las principales caracterizaciones realizadas fueron espectroscopias de foto-electrones de rayos-X (XPS), Raman y de infra-rojo (FTIR), difracción de rayos-X (XRD), microscopia de transmisión electrónica (TEM), así como nanoindentación y ball-on disk. Durante el desarrollo de esta tesis se ha logrado obtener por primera vez estructuras nanocompuestas formadas por nanocristales de carburo de cromo embebidas en una matriz de carbono amorfo hidrogenado, nc-CrC/a-C:H, y también estructuras nanocompuestas formadas por nanocristales de cromo embebidas en una matriz de carburo de cromo amorfo, nc-Cr/a-CrC depositadas por medio de la técnica de arco catódico filtrado. Se analizó principalmente el efecto de la presión total y presión parcial de acetileno y el voltaje de polarización aplicado a los sustratos sobre la composición química y la microestructura de las capas. Los parámetros con mayor influencia en la composición química de las muestras resultaron ser la presión total y la presión parcial de acetileno, lo que permitió obtener capas con contenidos de carbono desde 13.1 hasta 72.4 at.%. El voltaje de polarización tuvo también una gran importancia en la composición química pero se encontró que principalmente tiene una fuerte influencia en la estructura cristalina de las capas. Las capas depositadas a altas presiones, 6•10-2 mbar, y ricas en carbono presentaron una estructura amorfa y/o con estructura de nanocompuesto consistente en nanocristales de carburo de cromo embebidos en una matriz de carbono amorfo hidrogenado, nc-CrC/a-C:H. Las capas depositadas a una presión intermedia, 3•10-2 mbar, presentaron composiciones químicas cercanas a la estequiometria del Cr3C2 y estructuras amorfas, nanocompuestas o altamente cristalinas en función del voltaje de polarización. Las capas depositadas a baja presión, 6•10-3 mbar, y ricas en cromo presentaron estructuras amorfas, estructuras nanocompuestas consistentes en nanocristales de cromo embebidos en una matriz de carburo de cromo amorfo, nc-Cr/a-CrC, y estructuras altamente cristalinas en función del voltaje de polarización. Las capas presentaron diferentes combinaciones de dureza y coeficientes de fricción en función del contenido de carbono. Las capas depositadas a altas presiones y que fueron ricas en carbono presentaron los mejores valores de coeficientes de fricción, hasta 0.15, combinados con relativamente bajos valores de dureza, entre 3 y 8 GPa. Las capas depositadas a una presión intermedia, con composiciones químicas cercanas a la estequiometria del Cr3C2 presentaron los mejores resultados de dureza, hasta 33 GPa y a su vez buenos resultados de coeficiente de fricción, del orden de 0.3. La combinación de buenas propiedades mecánicas y tribológicas proporciona un material en forma de capa fina con un futuro prometedor para el desarrollo de aplicaciones mecánicas, tribológicas y biomédicas., This thesis is focused in the growth and structural and functional characterization of chromium carbide thin films with the aim to establish synthesis, structure and property performance relations. The deposition technique employed in this study was filtered cathodic arc from a chromium target in a reactive argon and acetylene atmosphere. A linear magnetic filter was designed in order to reduce the macroparticles that reach the substrates and that are inherent to the cathodic arc process. During the development of this thesis it was reported for the first time the deposition of nanocomposite structures of chromium carbide nanocrystals embedded in an amorphous hydrogenated carbon matrix, nc-CrC/a-C:H, and also nanocomposite structures of chromium nanocrystals embedded in an amorphous chromium carbide matrix, deposited by filtered cathodic arc technique. The main parameters that influenced the chemical composition of the samples were the total pressure and acetylene partial pressure. The bias voltage also had a remarkably effect on the chemical composition, but it was found that it affects mainly to the crystalline structure of the films. The films deposited at high total pressure, 6•10(-2) mbar, were rich in carbon and presented an amorphous and/or nanocomposite structure consisting of chromium carbide nanocrystals embedded in an amorphous hydrogenated carbon matrix, nc-CrC/a-C:H. The films deposited at intermediate pressure, 3•10(-2) mbar, presented compositions near to the Cr(3)C(2) stoichiometry and amorphous, nanocomposite or highly crystalline structures as function of the bias voltage. The films deposited at low pressure, 6•10(-3) mbar, were rich in chromium and presented amorphous or nanocomposite structures consisting of chromium nanocrystals embedded in an amorphous chromium carbide matrix, nc-Cr/a-CrC. The films presented different combinations of hardness and friction coefficient as function of the carbon content. The films rich in carbon, presented the lower friction, combined with a relatively low hardness. The films deposited with compositions near to the Cr(3)C(2) stoichiometry, presented the highest hardness, and good results of friction. The combination of excellent mechanical and tribological properties provides materials with a promising future for mechanical, tribological and biomedical applications.

Los materiales nanoestructurados han atraído especial atención debido a sus propiedades químicas y físicas que permiten nuevas aplicaciones en campos de la medicina y farmacología como vehículos para la liberación de principios activos que ayudan a transportarlos al sitio de interés controlando la dosificación. Algunos materiales nanoestructurados como dióxido de titanio TiO2, dióxido de zirconio ZrO2, dióxido de silicio SiO2 o hidróxidos dobles laminares, destacan por sus propiedades y aplicaciones en el área farmacológica. Estos materiales representan una alternativa respecto a los vehículos de tipo orgánico que comúnmente se utilizan. The nanostructured materials have attracted attention due to their physicochemical properties allowing novel application in sciences such as medical and pharmacology as vehicle for drug delivery that help to the transport to the site of interest by controlling the dosage. Some nanostructured materials as titanium dioxide TiO2, zirconium dioxide ZrO2, silicium dioxide SiO2, layered double hydroxides are distinguished by their properties and applications in the pharmacology. These materials represent a potential alternative to commonly used organic materials. 171-177 marlene.andrade@cinvestav.edu.mx Cuatrimestral

El presente trabajo de tesis se realizó con el objetivo de explorar el uso de aerogeles de carbono como soportes de Co y Co-Mo para ser empleados en la obtención de combustibles líquidos por la síntesis de Fischer Tropsch. Se prepararon cuatro aerogeles de carbono a partir de una mezcla de resorcinol y formaldehído, variando únicamente la relación molar resorcinol/ catalizador de polimerización entre 50 y 800 en el proceso de síntesis; los materiales obtenidos presentan características texturales diversas. Se seleccionó uno de los sólidos en función de sus propiedades para ser modificado en su química y física superficial; el soporte modificado fue impregnado con las sales precursoras de cobalto y molibdeno, los catalizadores obtenidos fueron caracterizados y utilizados en la síntesis de Fischer Tropsch, observándose la producción de hidrocarburos de cadena larga a las condiciones del ensayo catalítico. / Abstract. This thesis is carried out to explore the use of carbon aerogels as supports of Co and Co-Mo catalyst, to be used in the production of liquid fuels by Fischer Tropsch synthesis. Four carbon aerogels were prepared from a mixture of resorcinol and formaldehyde, just by the resorcinol/ polymerization catalyst molar ratio variation between 50 and 800. The obtained materials have different textural characteristics. One of the solids was selected in function of their properties to be modified in its chemical and physical surface, the modified support was impregnated with the precursor salts of cobalt and molybdenum, the catalysts obtained were characterized and used in the Fischer Tropsch synthesis, showing the production of long chain hydrocarbons to catalytic test conditions. Maestría

En el presente trabajo se sintetizaron materiales laminares de óxido de manganeso tipo birnesita y buserita (materiales tipo Octahedral Layer, OL -1) por un proceso de oxidoreducción, los cuales luego fueron modificados sistemáticamente mediante intercambios iónicos con Ni2+, Co2+ y Mg2+. Posteriormente se realizó un tratamiento alcalino y se indujo la formación de la fase todorokita (material tipo Octahedral Molecular Sieves, OMS-1) a través de un tratamiento hidrotérmico. Ambos materiales fueron sometidos a tratamientos térmicos para evaluar su estabilidad y sus posibles cambios estructurales. La caracterización de los materiales sintetizados se realizó con el objetivo de estudiar la influencia de los cambios estructurales, morfológicos y químicos en su comportamiento eléctrico. Esto se llevó a cabo utilizando las siguientes técnicas analíticas: Difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA), microscopía electrónica de barrido con energía dispersiva de rayos X (SEM-EDS), espectrometría de absorción atómica (AA), determinación del estado promedio de oxidación del manganeso (AOS) por titulación potenciométrica y espectroscopía de impedancia eléctrica AC (EI) a temperatura ambiente. Los resultados del análisis químico muestran que se logró el intercambio iónico, al analizar la relación molar M/Mn (M=Na, N i, C o, M g) para los materiales precursores y los intercambiados, con y sin tratamiento alcalino. El estado promedio de oxidación para el manganeso estuvo en el rango 3,41-3,54 sugiriendo la presencia de una mezcla de valencias Mn4+/Mn3+, típico de las estructuras sintetizadas y de numerosos compuestos de manganeso. Los patrones de X RD de la birnesita, el material precursor, muestran el espaciamiento característico alrededor de 7 Å; para la buserita, los materiales intercambiados M-OL-1 y aquellos con tratamiento alcalino, el espaciamiento es de 10Å aproximadamente; en tanto que los producidos hidrotérmicamente muestran la formación de materiales M -OMS-1 en fase pura (todorokita). Los espectros de FTIR exhiben bandas características alrededor de 460 cm-1 para el enlace M n-O en los materiales M-OL-1 y cercanas a 7 60 cm-1 para el enlace M n-O, típicas de materiales M-OMS-1. Los análisis TGA muestran pérdidas de peso en tres regiones de temperatura, asociadas con pérdida de H2O fisisorbida y agua interlaminar o en los túneles, evolución de O2 asociada con un cambio en la fase cristalográfica y reducción de Mn4+ a Mn3+ y M n2+ para formar las f ases λ-MnO2, M n5O8, criptomelano, M n2O3 o Mn 3O4. Las micrografías S EM exhiben agregados de partículas con forma de placa distribuidas aleatoriamente y de diversos tamaños, características de estos materiales. Los resultados de los análisis de impedancia AC para los distintos materiales, visualizados en los diagramas de Nyquist, muestran procesos asociados a la conducción eléctrica en volumen y en la frontera de grano a alta frecuencia y procesos asociados a la conducción iónica a baja frecuencia. Se aprecian variaciones importantes en la conductividad dependiendo del ion intercambiado y del pretratamiento realizado al material; en general, para la mayoría de los materiales existe una dependencia con la frecuencia por encima de los 104 Hz que sigue la ley universal de Jonscher para sólidos desordenados. El material intercambiado con Co2+ parece tener la menor conductividad entre los materiales analizados, probablemente debido a efectos estéricos que reducen la movilidad del ion en la interlámina o en el túnel. La influencia del ion en el comportamiento eléctrico parece ser mayor en las todorokitas, mientras que en los materiales laminares la diferencia en el comportamiento de la conductividad al cambiar el ion interlaminar es muy similar en el rango de frecuencias estudiado. Para las buseritas intercambiadas y sometidas a tratamiento alcalino, las variaciones en la conductividad son casi independientes del tipo de ion interlaminar, sugiriendo que la principal influencia está dada por el mayor contenido del ion Na+ que es la especie que se difunde con mayor facilidad. Esto se evidencia en los valores cercanos de conductividad para los tres materiales evaluados. En general, todos los materiales estudiados presentan valores de conductividad AC a temperatura ambiente que están en el orden de los exhibidos por los semiconductores Abstract : In the present work birnessite and buserite type materials (Octahedral Layered Materials, OL- 1) were synthesized by an oxidation-reduction process, which were then modified systematically by ion exchange with Ni2+, Co 2+ and Mg2+. Then an alkaline treatment was performed and todorokite formation was induced (Molecular Sieves Octahedral Material, OMS-1) through a hydrothermal treatment. Both materials were subjected to heat treatment to assess their stability and their possible structural changes. The characterization of the synthesized materials was carried out with the aim of studying the influence of structural, morphological and chemical changes on their electrical behavior. This was carried out using the following analytical techniques: X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), atomic absorption spectrometry (AA), average oxidation state of manganese ( AOS) by potentiometric titration and AC electrical impedance spectroscopy (IS) at room temperature. The chemical analysis results show that ion exchange was achieved by analyzing the molar ratio M/Mn (M = Na, Ni, Co, Mg) for precursors and exchanged materials with and without alkali treatment. Average oxidation state of manganese ranged between 3,41 and 3 ,54 suggesting the presence of a mixture of valences Mn4+/Mn3+, characteristic of synthesized structures and of many compounds of manganese. XRD patterns for birnessite, the precursor material, show the characteristics pacing around 7Å; for buserite, M-OL-1 exchanged materials and those with alkali treatment, the spacing is approximately 10Å; whereas for hydrothermally produced materials the XRD patterns show the formation of pure M-OMS-1 phase (todorokite). The FTIR spectra exhibit characteristic bands around 460 cm-1 for the MnO bond in M-OL-1 materials and near 760 c m-1 for the Mn-O bond, typical of M -OMS-1 materials. The TGA analyzes show weight loss in three temperature regions associated with loss of physisorbed H2O and interlayer or intertunnel water, O2 evolution associated with a change in crystallographic phase and reduction of Mn4+ to Mn3+ and M n2+ to form the λ- MnO2, Mn5O8, cryptomelane, Mn2O3 or Mn3O4 phases. SEM micrographs exhibit aggregates of particles randomly distributed with plate-like morphology which is characteristic of these materials. AC impedance analysis results for the different materials displayed in the Nyquist diagrams show processes associated with electrical conduction in bulk and grain boundary at high frequency and processes as sociated with ionic conduction at low frequency. Significant changes are noted in the conductivity depending on the exchanged ion and the pre-treatment of the material; in general, for most materials there is a frequency dependence above 104 Hz that follows the Jonscher universal law of disordered solids. The exchanged material with Co2+ appears to have the lower conductivity o f the evaluated materials, probably due to steric effects that reduce the mobility of the ion in the interlayer or in the tunnel. The influence of the ion in the electrical behavior appears to be higher in todorokites, while in the layered materials the difference in the behavior o f the ion conductivity by changing the interlayer ion is very similar in the frequency range studied. For exchanged buserites and alkaline treatment materials, the variations in conductivity are almost independent of the type of interlayer ion, suggesting that the main influence is given by the highest content of Na+ ion that is the diffusing species more easily. This is evident in the conductivity values close to the three materials evaluated. In general, all studied materials show AC conductivity values at room temperature which are in the order of those exhibited by the semiconductors Doctorado

La nanoindentación es una técnica empleada en la caracterización de las propiedades mecánicas de pequeños volúmenes y capas delgadas. Comúnmente se utiliza para medir dureza (H), módulo elástico (E) y tenacidad de fractura (Kc). La medición de la tenacidad de fractura se basa en que la mayoría de los materiales cerámicos generan grietas en los vértices de la huella cuando son indentados con un indentador afilado (Vickers, Berkovich o Cube-Corner). La longitud de estas grietas está relacionada con la tenacidad de fractura asumiendo que las grietas son semicirculares. Sin embargo, una observación más detalla revela que no todas las grietas se ajustan al modelo semicircular y por lo tanto los valores de tenacidad obtenidos pueden ser erróneos. El objetivo de este proyecto es determinar la morfología de las grietas producidas por un indentador Cube-Corner en diferentes materiales. Para ello se realizarán reconstrucciones tridimensionales a partir de un conjunto de secciones obtenidas mediante un haz de iones focalizado (Focused Ion Beam). Esta técnica es conocida como tomografía 3D FIB. Finalmente, se evaluará la aplicabilidad de este método en el cálculo de la tenacidad.

En esta memoria se presenta un estudio de la caracterización de aleaciones binarias NiTi basado en la técnica de nanoindentación instrumentada. El principal objetivo de esta caracterización es el cálculo los módulos elásticos, así como la interpretación de la transformación de fase martensítica mediante el análisis de las curvas P-h y las imágenes obtenidas a partir de técnicas de FIB y TEM. Las temperaturas de transformación -de las aleaciones comerciales objeto de estudio- han sido caracterizadas gracias a la técnica del DSC, y posteriormente comparadas con los valores facilitados por el fabricante, evidenciando la influencia de la historia termomecánica de la aleación en la respuesta de la transformación. La técnica de nanoindentación instrumentada -empleando dos tipos de indentador- ha permitido no sólo la determinación a escala nanométrica de parámetros como el módulo elástico y la dureza por el método de Oliver y Pharr, sino también la evaluación de la capacidad de recuperación de las aleaciones frente a las deformaciones introducidas por el indentador con el cálculo de los índices de recuperación. Esto, junto con las imágenes de microscopía electrónica de transmisión de las zonas bajo la huella de nanoindentación que se han obtenido mediante la técnica de FIB, han permitido demostrar la concordancia con la realidad de las teorías que en la literatura se pueden hallar sobre los mecanismos de deformación y las zonas de afectación bajo la punta del indentador. Queda, por tanto, demostrado mediante dichas imágenes, que bajo el indentador y en función de las cargas aplicadas, se produce acomodación de deformaciones por transformación martensítica en la zona adyacente al contacto. Finalmente concluir que la técnica de nanoindentación permite caracterizar la transformación martensítica de las aleaciones estudiadas así como parámetros mecánicos como son la dureza y el módulo elástico.

High temperature compression creep test have been carried out in samples of yttria 2.7 mol % partially stabilized zirconia (Y-TZP) with different grain sizes to study the influence of this parameter in the deformation processes. To achieve this objective, it has been compared tests carried out in samples with grain sizes in the nanometer range (d ≈ 120 nm) and conventional polycrystals (d ≈ 0.3 µm) with the same composition and deformed under identical test conditions of stress and temperature.Se han realizado experiencias de fluencia en compresión a alta temperatura en muestras de óxido de circonio parcialmente estabilizado con 2,7 mol % de óxido de itrio (Y-TZP), con distintos tamaños de grano para ver la influencia que tiene este parámetro en los procesos de deformación. Para esto se han comparado experiencias realizadas en muestras nanométricas (d ≈ 120 nm) y policristales convencionales (d ≈ 0,3 μm) de la misma composición y deformadas bajo idénticas condiciones experimentales de tensión y temperatura.

El crecimiento autoorganizado de puntos cuánticos de InSb sobre substratos de InP mediante epitaxia de haces moleculares ha sido caracterizado mediante microscopía electrónica de transmisión y microscopía de fuerzas atómicas a fin de estudiar la morfología y establecer el mecanismo de relajación de las estructuras. Medidas de difracción de electrones de alta energía durante el crecimiento de las muestras indican una transición en el modo de crecimiento de bidimensional a tridimensional a partir de un espesor total equivalente depositado de 1.1 monocapas atómicas de InSb. Los puntos cuánticos tienen en general, una buena calidad cristalina así como una distribución superficial homogénea, pero una alta anisotropía en las dimensiones entre las direcciones [110] y [110]. Así mismo, se encuentra una rugosidad superficial, también afectada de un alto grado de anisotropía, siendo las crestas y los valles paralelos a la dirección de elongación de las islas. Las imágenes de microscopía electrónica revelan un facetado de las estructuras según planos (001) que las limitan por la parte superior y planos {111}, {113} y {114}, que las limitan lateralmente. Las tensiones son eficazmente relajadas por la presencia de una red de dislocaciones situada en la interficie InSb/InP.