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El concreto es uno de los materiales más utilizados para la construcción debido a su bajo costo de producción; pero también considerado uno de los materiales que más aporta al calentamiento global, esto debido a los materiales que se utilizan durante su producción; los cuales son extraídos mediante explotación de bancos, provocando gran emisión de CO2. Debido a esto, la presente investigación tuvo como fin principal aumentar o mantener la resistencia a la compresión simple y el módulo de ruptura de un concreto hidráulico para uso en pavimento rígido mediante la inclusión de puzolana naturales, como la Zeolita, y sustitución de agregado fino por gránulos reciclados de poliestireno expandido, material para el cual existen pocas opciones de reciclaje y cuenta con características que mejoran el comportamiento mecánico del concreto. Para el proceso de sustitución se estableció un porcentaje entre el 10% y 50% del volumen de la mezcla, tanto para la Zeolita, como para la inclusión de los gránulos de poliestireno expandido. Este trabajo de investigación se realizó mediante un proceso de 4 etapas que consistía en obtención y preparación de los materiales, caracterización de los cementantes y agregados con base a la Normativa Mexicana N-CMT y la Normativa Americana ASTM, diseño de la mezcla de control y modificadas, con base al método del American Concrete Institute ACI 211 y pruebas de las mezclas como ser pruebas revenimiento, resistencia a la compresión y flexión. La inclusión de Zeolita como cementante y gránulos de poliestireno expandido reforzados como agregado presentaron resultados favorables, mejorando la resistencia a la compresión 16% pero reduciendo la resistencia a la flexión en un 11% a los 28 días manteniendo una tendencia al alza de 7.5% a través del tiempo, determinando un porcentaje optimo del 10% de inclusión de Zeolita y gránulos de Poliestireno Expandido Tratados.

La explotación de bancos de materiales para la construcción genera residuos sólidos que provocan el deterioro en la calidad del medio ambiente, la explotación de tobas volcánicas, que durante los procesos de disposición y detallado de su materia prima generan volúmenes significativos de residuos dentro de los que predominan los polvos como deshecho del proceso de corte. Este trabajo analiza las cualidades de los polvos de toba volcánica para revisar la factibilidad de las alternativas de uso con base en la naturaleza de sus componentes empleando normativas ASTM. Se propone enriquecer los morteros de cal hidratada en un porcentaje en peso de la mezcla con toba volcánica. La caracterización química del material nos indica una toba rica en sílice del orden del 76%, por lo que segun a la bibliografía consultada el complemento de la mezcla de sílice - alúmina e hidróxido de calcio es viable. (Galetakis & A, 2016), todo esto en base a pruebas de compresión simple mediante ensayos de probetas cúbicas de acuerdo a la norma ASTM C109. Se demostró que la cal no presenta altas resistencias a compresión a comparación de otros compuestos como lo es el cemento, a diferencia de éste, la cal al estar en estado puro o más del 90% de pureza carece por completo de sílice y alúmina, dichos compuestos son muy importantes en el proceso de endurecimiento. La adición en porcentaje de peso de toba volcánico al hidróxido de calcio presentó mejor comportamiento mecánico a la resistencia de compresión simple a diferencia de la sustitución en porcentaje peso en la mezcla. Las adiciones del 10, 20 y 30% fueron la que a largo plazo (28 días) presentaron mejor resistencia, con aumento del 11.58%, 32.92% y del 57.88% respectivamente. El mejor porcentaje fue en adición de 30% de toba volcánica, con mejoramiento de resistencia a la compresión simple del 57.88%. La fluidez de la mezcla no se vio comprometida, pudiéndose aplicar como recubrimiento de mampostería, así como para pequeñas reparaciones de elementos no estructurales. La porosidad del material, reduciendo un 4% de porosidad en comparación de las muestras de cal.

Los colorantes sintéticos son ampliamente utilizados en una gran variedad de procesos industriales, entre ellos la industria textil, cosmética y alimenticia. La descarga de los efluentes de estas industrias resulta perjudicial para los cuerpos de agua de recepción, constituyendo un serio problema de contaminación. Los colorantes absorben fuertemente la luz solar, lo que disminuye la intensidad de la luz absorbida por las plantas de agua, reduciendo su capacidad de fotosíntesis y la oxigenación de los reservorios de agua. En respuesta a esto, se buscan se ha comenzado a buscar mejores alternativas para el tratamiento previo de dichas aguas a su liberación al medio ambiente. La fotocatálisis heterogénea ha emergido como un candidato fuerte y económicamente viable en comparación con otras técnicas para aplicaciones de tratamiento de aguas. Los óxidos metálicos, como el Fe2O3 y Fe3O4, han destacado como fotocatalizadores por sus propiedades de absorción de luz (hasta 600 nm) y disposición electrónica, posicionándose como excelentes candidatos para su uso en la remediación ambiental. Así mismo, la efectividad del tratamiento de contaminantes por los fotocatalizadores puede ser incrementada utilizando un soporte como la zeolita mordenita que posee un sistema definido de microporos con propiedades únicas como presencia de sitios ácidos, capacidad de intercambio iónico y una alta estabilidad térmica. Es por eso que el planteamiento de este trabajo es el de preparar materiales híbridos del tipo Fe2O3-Fe3O4 soportados en mordenita sintética que tengan actividad y selectividad en la zona del visible en sus propiedades fotocatalíticas para la descomposición del azul de metileno. Synthetic colorants are widely used in a variety of industrial processes, including the textile, cosmetic and food industries. The discharge of effluents from these industries is detrimental to the receiving water bodies, constituting a serious pollution problem. Dyes strongly absorb sunlight, which decreases the intensity of light absorbed by water plants, reducing their photosynthesis capacity and the oxygenation of water reservoirs. In response to this, they are looking for better alternatives for the treatment of said waters prior to their release into the environment. Heterogeneous photocatalysis has emerged as a strong and economically viable candidate compared to other techniques for water treatment applications. Metal oxides, such as Fe2O3 and Fe3O4, have stood out as photocatalysts due to their light absorption properties (up to 600 nm) and electronic arrangement, positioning themselves as excellent candidates for use in environmental remediation. Likewise, the effectiveness of the treatment of pollutants by photocatalysts can be increased by using a support such as mordenite zeolite, which has a defined system of micropores with unique properties such as the presence of acid sites, ion exchange capacity, and high thermal stability. That is why the approach of this work is to prepare hybrid materials of the Fe2O3-Fe3O4 type supported on synthetic mordenite that have activity and selectivity in the visible area in their photocatalytic properties for the decomposition of methylene blue.

Las nanopartículas de ZnO (ZnO-NPs) han recibido especial atención en los últimos años en el área de la nanocosmética, y sus aplicaciones en el área de la nanomedicina continúan en exploración; Sin embargo, diversas evidencias indican que la exposición constante de algunos organismos a las ZnO-NPs puede provocar inmunotoxicidad. Por otro lado, las nanopartículas de CuO (CuO-NPs) han sido utilizadas en el área de la microelectrónica, y en distintos modelos biológicos se ha observado que la exposición a estas nanopartículas puede causar genotoxicidad. Múltiples investigaciones han demostrado que algunos nanomateriales tienen propiedades inmunomoduladoras que pueden derivar en la disfunción del sistema inmunológico, provocando inflamación. El objetivo de este estudio es evaluar el efecto de la exposición subcrónica de ZnO-NPs y CuO- NPs a concentraciones subtóxicas en la línea celular de macrófagos RAW264.7, células con capacidad fagocítica que interactúan inicialmente con nanomateriales que ingresan al organismo y tienen funciones fundamentales para el adecuado funcionamiento del sistema inmunológico. Para cumplir con el objetivo, fue llevada a cabo la caracterización de las ZnO-NPs y CuONPs y el mantenimiento del cultivo de la línea celular de macrófagos RAW264.7. Posteriormente, fue estudiado el efecto de la exposición aguda y subcrónica a concentraciones subtóxicas de ZnO-NPs y CuONPs en la proliferación celular mediante un ensayo colorimétrico y la morfología de los macrófagos por microscopía óptica, también fue determinada la concentración de especies de oxígeno altamente reactivas (ROS) a través de fluorimetría y nitritos mediante el ensayo de Griess. El efecto en el tamaño y la complejidad relativa de macrófagos expuestos subcrónicamente a concentraciones subtóxicas de ZnO-NPs fue evaluado por citometría de flujo; mientras que cambios en el potencial de membrana mitocondrial y en los niveles de iones Zn2+ fueron visualizados a través de microscopía confocal láser, y la expresión relativa de genes específicos fue evaluada mediante qPCR. La caracterización de ZnO-NPs y CuO-NPs sugiere un tamaño promedio superior al reportado por el proveedor, así como alta agregación. La exposición subcrónica a CuO-NPs causa citotoxicidad a bajas concentraciones (2-8 μg/mL), evidenciando su potencial inmunotóxico. La viabilidad celular de macrófagos expuestos a ZnO-NPs de forma aguda y subcrónica evidenció alteraciones en los niveles de ROS, respuesta hormética, así ... ZnO nanoparticles (ZnO-NPs) have received special attention in recent years in the area of nanocosmetics, and their applications in the area of nanomedicine continue to be explored; However, various evidences indicate that constant exposure of some organisms to ZnO-NPs can cause immunotoxicity. On the other hand, CuO nanoparticles (CuO-NPs) have been used in the area of microelectronics, and in different biological models it has been observed that exposure to these nanoparticles can cause genotoxicity. Multiple investigations have shown that some nanomaterials have immunomodulatory properties that can lead to dysfunction of the immune system, causing inflammation. The objective of this study is to evaluate the effect of subchronic exposure of ZnO-NPs and CuO-NPs to subtoxic concentrations in the macrophage cell line RAW264.7, cells with phagocytic capacity that initially interact with nanomaterials that enter the organism and have functions essential for the proper functioning of the immune system. To cover the objective, the characterization of the ZnO-NPs and CuO-NPs, and the maintenance of the culture of the RAW264.7 macrophage cell line were carried out. Subsequently, the effects of acute and subchronic exposure to subtoxic concentrations of ZnO-NPs and CuO-NPs on cell proliferation was studied utilizing a colorimetric assay, on macrophages morphology by light microscopy, the concentration of species of highly reactive oxygen (ROS) through fluorimetry and on nitrites concentration through the Griess test were evaluated. The effect on the size and relative complexity of macrophages exposed subchronically to subtoxic concentrations of ZnO-NPs was also evaluated by flow cytometry; while changes in the mitochondrial membrane potential and the levels of Zn2+ ions were visualized through confocal laser microscopy, and the relative expression of specific genes was evaluated by qPCR. The characterization of ZnO-NPs and CuO-NPs suggests an average size higher than that reported by the supplier, as well as high aggregation. Subchronic exposure to CuO-NPs causes cytotoxicity at low concentrations (2-8 μg/mL), evidencing its immunotoxic potential. The cellular viability of macrophages exposed to ZnO-NPs acutely and subchronically showed alterations in ROS levels, hormetic response, as well as the formation of multinucleated giant cells in a manner dependent on the physicochemical properties, the concentration of ZnO-NPs, and time. of exposition. No alterations ...

El proceso de conformado en frio, conocido como doblez, se basa en la deformación plástica del material. En el se utilizan máquinas prensas y dados de conformado para aplicar fuerza a los metales haciéndolos llegar a su región plástica y obtengan una forma deseada. En el proceso se presentan varios fenómenos, uno de los más conocidos es el “retroceso elástico”. El cual provoca un cambio de ángulo en la pieza después de retirar la presión ejercida sobre el metal, causando una desviación entre lo requerido y lo obtenido. En la última década los avances en modelos de aprendizaje estadístico (algoritmos de aprendizaje automático), permiten dar una solución a una gran cantidad de problemas. Por ejemplo, predecir cuándo un paciente hospitalizado por un ataque al corazón tendrá un segundo ataque, la predicción basada en su dieta alimenticia incluso, variables demográficas (ubicación, raza, tamaño de familia, nivel educativo, genero, ingresos). Esta tesis parte del desarrollo de un modelo de aprendizaje estadístico, en donde a partir de pruebas experimentales y la recolección de datos en campo se encuentra que es posible predecir la presión a aplicar en el metal a doblar. Se realizaron alrededor de 120 pruebas experimentales de conformado de placas de acero al carbón de 4.7mm a 4.9mm de espesor con partes de autobuses Dina, en una maquina semiautomática, analizando el espesor del material, longitud a plegar, dados utilizados, temperatura ambiente, humedad, grados especificados, grados obtenidos y la presión ejercida, desarrollando varios modelos de predicción de presión, analizando sus coeficientes para entender el impacto en la presión de salida que el modelo propone aplicar durante el proceso. Se considera que el numero de 75 experimentos es pequeño, a pesar de ello, los modelos de aprendizaje estadístico resultaron ser útiles en la mayor parte de los casos, dejando ver que con un mayor número de experimentos se puede ofrecer una solución potencial al “retroceso elástico”. The cold-forming process, known as bending, is one of the manufacturing processes without chip removal based on the plastic deformation of the material. For this, folding machines are used that exert pressure on the metal, transmitting the force through dies for forming, applying efforts until reaching its plastic region, and forcing them to take the desired shape. In this process, several phenomena are presented but one of the best known is the elastic recoil. It happens when the pressure exerted on the metal is removed, changing without control the shape of the piece, in the end, causing a deviation between what is required and what is obtained. In the last decade, advances in computer equipment and statistical learning models -machine learning algorithms- helps to solve a large number of industry problems. For example, predict when a patient hospitalized for a heart attack would have a second attack. The prediction might be based on their diet and clinical measurements of the patient, including demographic variables (location, race, family size, educational level, gender, income). This work developed a statistical learning model to predict the pressure needed to apply in the material to be formed. Several experimental tests on the field were realized for training, validation, and testing a model. Almost 120 experimental tests were carried out for shaping carbon steel sheets with thickness between 4.7 mm at 4.9 mm, using a semiautomatic piling machine. Data collected were the thickness of the material, the length of folding, the male used, the temperature, the humidity, the grades specified, the degrees obtained, and the pressure exerted. These experiments were based on parts of buses Dina, developing several models of pressure prediction, analysing its coefficients to understand the impact on the outlet pressure that the model proposes to apply during the process. It is worth pointing out that the statistical learning models were useful in most of the cases, even when the number of experiments was small (75), not getting a good size set for training, validation, and testing.

En este trabajo se explora una alternativa adicional de recubrimientos para la reparación y recuperación de moldes y herramentales presentes en la industria, donde se expone un sustrato de acero de bajo carbono AISI 1018 y baja aleación a un proceso de recubrimiento por PTA, este material tiene amplia presencia en la industria dado su bajo costo y aceptable maquinabilidad, pero en aplicaciones especializadas no alcanza los requerimientos mecánicos y tribológicos necesarios. Para el desarrollo de esta tesis fue utilizado un recubrimiento base níquel auto-fundente, llamado así por la combinación de elementos aleantes como Cr, Si, B, entre otros, los cuales permiten que la fusión del níquel requiera menor temperatura mediante generación de fases eutécticas. Dicha aleación fue depositada mediante Plasma Transferido por Arco (PTA) empleando antorchas manual y automática y basados en parámetros de operación sugeridos por el fabricante. Se llevó a cabo el estudio de las propiedades estructurales, microestructurales, químicas, mecánicas y tribológicas del sistema sustrato/recubrimiento empleando difracción de rayos-X, microscopía electrónica de barrido, análisis de energía dispersiva de rayos-X, microdureza Vickers y pruebas de rayado, respectivamente. De los experimentos y evaluaciones realizadas en esta tesis fue posible observar el comportamiento de la microestructura de ambos materiales, donde el recubrimiento presentó un alto porcentaje de regiones γ-Ni (Entre 57% a 250 m y 71% a 1015 m, distancia con respecto de la línea de interdifusión) y zonas ricas en Ni3B, y el sustrato presentó áreas ferríticas y perlíticas. Así mismo, fue posible visualizar el incremento de dureza entre el material base (203 ±3 HV0.2) y el recubrimiento (495 ±44 HV0.2) aplicado a partir de los resultados observados de la prueba de micro-indentación Vickers, así como su mejora en propiedades tribológicas, observando la resistencia que el recubrimiento presentaba durante la prueba de rayado, disminuyendo su coeficiente de fricción de 0.24 (Sustrato) a 0.155 (Recubrimiento). De las imágenes analizadas no se identificó una zona afectada por el calor generado del PTA. This work explores an additional alternative of coatings for repairing or recovering of molds and tooling that can be found on the industry, where a low carbon substrate AISI 1018 is exposed to a coating process, this material can be widely found on the industry due to the lower cost and acceptable machinability, but in specialized applications the mechanical and tribological requirements are not achieved. On the development of this thesis, it was used a self-fluxing base nickel coating, called like this because of the combination of alloy elements like Cr, Si, B and others, the use of these materials decrease the temperature needed to achieve the eutectic phase of the nickel which makes easier to process. This alloy was deposited with a PTA using manual and automatic torches, all of this based on parameters suggested by the manufacturers. A study of the structure properties, microstructural, chemical, mechanical and tribological from the system substrate/coating was performed using diffracted X-Ray, scanning electron microscope, dispersive X-Ray Analysis, micro hardness Vickers and scratch test, respectively. From the experiments and evaluations realized on this thesis it was possible to observe the behaving of the microstructure of substrate and coating, where the alloy deposited present a high percentage of areas of γ-Ni (Between 57% at 250 m and 71% at 1015 m, distance in reference from the interdiffusion line) and zones with high amount of Ni3B. It was observed on the substrate ferritic and pearlite areas and an increase of the hardness (from 203 ±3 HV0.2 to 495 ±44 HV0.2) and optimization of the tribological properties on the base material and coating, this last mentioned taking as reference the results obtained from Vickers hardness test, the resistance that the coating showed during scratch test, where the friction coefficient decrease from 0.24 (Base material) to 0.155 (Coating). From the images analyzed a heat affected zone wasn´t identified, which could be generated for the PTA.

"Se demostró la viabilidad de utilizar el calentamiento por láser de CO2 para sinterizar materiales de PiG, y PiDG por primera vez, las cuales presentaron características que les permiten ser aplicados eficientemente como fósforos conversores en LEDs blancos de alta potencia. El calentamiento por láser de CO2 permitió que la síntesis de estos materiales se llevara a cabo en periodos muy cortos de tiempo (segundos). Los valores obtenidos de CRI, CCT y de la eficacia luminosa (EL) en estos materiales muestran un enorme potencial para ser aplicados como fósforos conversores en LED de alta potencia."

El grafeno y óxido de grafeno reducido se utilizan de forma indistinta en dispositivos electrónicos basados en nitruro de galio, esto se debe a la similitud que presentan tanto en transparencia como en alta conductividad térmica. Sin embargo, hasta la fecha, no hay trabajos teóricos que analicen de forma detallada los cambios que se producen debido a la presencia de oxígeno en la superficie grafeno/ GaN (0001). En este trabajo, mediante laTeoría del Funcional de la Densidad, estudiamos los cambios que se producen entre la interacción de los átomos de carbono y de galio en la superficie grafeno/GaN (0001) debido a la adsorción de átomos de oxígeno en ella. Se logró determinar la presencia de enlaces covalentes entre carbono y galio en la superficie, los cuales se reordenan al momento de la adsorción de oxígeno. Otro efecto en la superficie, a causa de la presencia de oxígeno, es el incremento en la ondulación del grafeno (de 0.54 Å a 1.01 Å) así como en la capa más externa de galio (de 0.22 Å a 0.38 Å) en la superficie a medida que se incrementa la cobertura de oxígeno. Por otra parte, basados en la energía de formación, la superficie solo puede adoptar dos estados: como superficie limpia o mayormente oxidada; los estados intermedios son poco probables de obtener debido a una energía de formación positiva. De esta forma, cuando la superficie está expuesta a bajas concentraciones de oxígeno, permanece limpia; mientras que, cuando la superficie se encuentra expuesta a altas concentraciones de oxígeno, la primer estructura en obtenerse es una con 7 átomos de oxígeno adsorbidos, la cual podría seguirse oxidando si se aplica energía al sistema. A su vez, las propiedades electrónicas que corresponden a los estados permitidos son: material conductor en la superficie limpia y material semiconductor en la superficie mayormente oxidada. Por otra parte, se comenzaron estudios donde se incluyó hidrógeno en la superficie además del oxígeno presente, dando como resultado una disminución en la energía de formación de todo el sistema, lo cual influyó también en las propiedades electrónicas ya que la superficie más estable con un solo átomo de hidrógeno (con propiedades conductoras) posee una energía de formación similar a la superficie más estable con 7 y 11 átomos de oxígeno adsorbidos (con propiedades semiconductoras). Reduced-graphene oxide and graphene have similar properties such as high thermal conductivity and transparency; due to that, those compounds are used in gallium nitride-based electronic devices. However, until today, there is no theoretical investigation that analyses in detail the changes produced by the presence of oxygen in the graphene/GaN (0001) surface. In this work, applying Density Functional Theory, we studied the changes produced in the interaction between carbon and gallium atoms in the graphene/GaN (0001) surface due to the adsorption of oxygen atoms on it. We determined the presence of covalent bonds between carbon and gallium atoms on the surface, that suffer a reordering when an oxygen atom is adsorbed on it. Another effect caused by the presence of oxygen in the surface is the increase of the vertical buckling of graphene (from 0.54 Å to 1.01 Å) and the topmost gallium layer (from 0.22 Å to 0.38 Å) as oxygen concentration increases. Moreover, based on the formation energy, the surface can only adopt two states: such as clean surface or most possible oxidized; intermediate states are unlikely due to positive formation energy. In this way, when the surface is exposed to low oxygen concentrations, it remains without oxygen; when the surface is exposed to high oxygen concentrations, the first structure obtained is with 7 oxygen atoms adsorbed, then its possible to obtain a more oxidized surface but is required to apply energy to the system. In addition, the electronic properties that correspond to the two states are a conductor for the clean surface and a semiconductor for the oxidized surface. On the other hand, we also considered the inclusion of hydrogen in an oxidized surface, resulting in a decrease in its formation energy. This inclusion also influence the electronic properties of the resulting surface, because of a more stable structure with one hydrogen atom adsorbed (with conductive properties) has similar formation energy that the most stable surface with 7 and 11 oxygen atoms adsorbed (with semiconductor properties).

En el presente trabajo se produjeron nanorreactores enzimáticos conteniendo a la enzima timidina fosforilasa (TP) en partículas tipo virus (VLPs) derivadas del virus del mosaico del bromo (BMV). La enzima fue funcionalizada con isotiocianato de fluoresceína (FITC) con el doble propósito de mejorar su carga superficial y monitorear la localización mitocondrial (mitodirección) de las cápsides por microscopía confocal. La encapsidación enzimática se realizó mediante una reacción de autoensamble en diálisis utilizando la proporción molar 3.6:1 de enzima modificada (TP-FITC) por proteína de cápside (CP). Los nanorreactores fueron purificados por ultracentrifugación y caracterizados mediante espectroscopía de dispersión dinámica de luz (DLS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Se sintetizó el compuesto bromuro de (2 carboxietil)trifenilfosfonio (2CETPP) para la funcionalización de los nanorreactores con el fin de dirigirlos a mitocondrias en cultivos celulares de hepatocitos murinos AML-12. El compuesto sólido resultante fue purificado y caracterizado mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), cromatografía líquida de alta resolución (LC-MS) y espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN). Finalmente, se llevó a cabo un ensayo de mitodirección in vitro utilizando 1.3 x 107 nanorreactores (TPFITC-BMVTPP) por célula. Las mitocondrias fueron marcadas con Mito-ID Red y la co-localización de las señales de FITC y Mito-ID fue observada a través de microscopía confocal determinando el porcentaje de correlación comparado con nanorreactores sin funcionalizar. The focus of this work was the production of enzymatic nanoreactors containing the enzyme thymidine phosphorylase (TP) inside virus-like particles (VLPs) derived from the brome mosaic virus (BMV). We report the enzymatic functionalization using fluorescein isothiocyanate (FITC) with a dual purpose: improve the negative surface charge of TP, and monitoring the mitochondrial localization (mitodirection) of the capsids by confocal microscopy. Enzyme encapsidation was carried out by a self-assembly reaction in dialysis using the 3.6: 1 molar ratio of functionalized enzyme (TPFITC) per capsid protein (CP) respectively. Once assembled, nanoreactors were purified by ultracentrifugation and characterized by dynamic light scattering spectroscopy (DLS) and transmission electron microscopy (TEM). We describe the synthesis of (2-carboxyethyl) triphenylphosphonium bromide (2CETPP) to functionalize nanoreactors and direct them to mitochondria. The resulting solid compound was purified and analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), high-performance liquid chromatography (LC-MS), and nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). Finally, an in vitro mitochondrial targeting assay was carried out using the murine hepatocytes AML-12 cell line with 1.3 x 107 nanoreactors (TPFITC-BMV-TPP) per cell. Mitochondria were marked with Mito-ID Red and colocalization of the FITC and Mito-ID signals was observed through confocal microscopy, obtaining a high correlation percentage when compared with the non-functionalized nanoreactors.

El trabajo de investigación será presentado en forma de un estado de arte, con el fin de encontrar una solución al peso que actualmente tiene la manguera de PVC verde olivo para uso rural, usada principalmente para la succión y descarga de agua, para el riego en la agricultura y en el proceso de manejo de agua a través de las conocidas pipas. La razón de querer disminuir la densidad de la materia prima que actualmente es PVC es con el fin de poder tener un producto ligero el cual sea más fácil de manipular y que además esto represente un crecimiento en la utilidad del producto sin modificar las características que este producto debe de tener. El objetivo general es plantear diferentes alternativas viables para reducir la densidad de la manguera de PVC fabricada para uso rural de suministro agua al menos en un 20% de su peso original. El método dará en dos vertientes. A. Analizar el posible uso de ayudas de proceso (aditivos) que disminuyan la densidad volumétrica a través de generar un efecto espumante en el interior de la manguera, que permita disminuir el peso sin afectar el diseño y calidad de la manguera. B. Remplazar el PVC por otro material de menor densidad, que permita obtener la manguera con las mismas especificaciones que aquella obtenida a partir del PVC. Una vez tomada la decisión de cuál será la mejor alternativa para la disminución de al menos un 20% en la densidad del producto, se estarán planteando una serie de pruebas de laboratorio, para garantizar el desempeño optimo del producto adicionalmente de certificar que este haya tenido una disminución de densidad sin afectar las propiedades mecánicas. Esto ayudara a tener un producto más competitivo en el mercado y generar mayor utilidad, elevar sus ganancias, ya que la venta de este producto representa el 30% de su facturación anual. The investigation work will be present like State of Art, with the intention to find a solution of the weight that actually the Olive Green PVC Hose for suction, principally used for suction and discharge of water, for agricultural irrigation and during the process of transport water using water truck. The reason to diminish the density of the raw material that actually used PVC, the goal is to obtain a light product easier that help to manipulate with less effort and help to increase the profit of this item and don’t modify any characteristics that affect the performance. The General Objective is propose different ways to reduce in 20% the original density of the raw material of the PVC hose that is made for supply water, that way we can reduce the weight of the Product. The method will be made using to ways. A. Analyze the possibility to use some additives that help to diminish the volumetric density using the method of sparking the raw material to make a type of foam inside the hose that help to reduce the weight and don’t affect the quality and characteristics that actually have on the datasheet of the product. B. Replace the raw material that actually use PVC, with other kind of plastic with the same characteristic that actually give the PVC. To take the better decision on this project, the job will be base in state of art and made an investigation to help that give us information to made an experiment design using the principals of Taguchi, that way take a final decision. Once upon that take the best option to reduce the density of the raw material of the product, I propose laboratory test, to warranty the best performance, and doesn’t affect any characteristic that affect mechanic properties. That help to obtain a more competitive product on the market, and generate more profit, because that product represent 30% of the total sales of the company.

En este trabajo se investigaron catalizadores másicos de NiMoS y el efecto de incluir tungsteno por diferentes vías para obtener catalizadores trimetálicos. Se prepararon los catalizadores NiMoS por síntesis hidrotermal obteniendo cubos de tamaños nanométricos. La inclusión del W se realizó por medio de dos metodologías: En la primera se incluyó el W durante la síntesis hidrotermal, generando que los nanocubos tuvieran el W dentro de la estructura, mientras que en la segunda metodología se adicionó el W por medio de impregnación. En ambos casos se añadieron 1%, 2% y 3% en peso de tungsteno. Los resultados obtenidos por difracción de rayos-X mostraron la presencia de fases cristalinas relacionadas con NiS1.97 (~NiS2), Mo2S3, MoS2 y fases mixtas como Ni2.5Mo6S6.7 entre otras. Sin embargo, no se detectaron picos de difracción relacionados con alguna fase de W. Los resultados de microscopía electrónica de barrido permitieron comprobar que los catalizadores NiMoWS con morfología nanocúbica fueron sintetizados satisfactoriamente. Además, se detectó una funcionalidad del tamaño de las nanoestructuras con la cantidad de W adicionado. Los resultados de fisisorción de N2 mostraron que los nanocubos tienen áreas superficiales muy pequeñas, entre 3 y 9 m2 · g-1. La técnica de reducción con H2 a temperatura programada reveló que cuando el W se encuentra presente, ya sea dentro o fuera de la estructura los materiales son menos reducibles. En cuanto a la actividad catalítica todos los materiales fueron activos en la reacción de hidrodesulfuración de 3-metiltiofeno con una tendencia de más del 90% hacia la desulfuración directa. El material con el mejor comportamiento catalítico resultó ser el sintetizado por el método hidrotermal en el que se incluyó 1% de W en peso (nC-1-H). This thesis studied self-supported NiMoS catalysts and the effect of including tungsten by different routes to obtain trimetallic catalysts. NiMoS catalysts were prepared by hydrothermal synthesis to produce cubes of nanometer sizes. The inclusion of W was carried out by employing two methodologies. In one method, W was added during hydrothermal synthesis where W was included inside the structure. For the other method, W was included by impregnation. Weight percentages used of W in both methodologies are: 1%, 2% and 3%. The diffraction patterns resulting of materials showed the presence of the following phases: NiS1.97 (~NiS2), Mo2S3, MoS2, bimetallic phase like Ni2.5Mo6S6.7, and others. However, these diffraction patterns didn’t demonstrate any peak indicating W presence. Besides, with the Scanning Electron Microscopy was verified the formation of nanocubes in all NiMoWS, existing a relationship between amount of tungsten and nanocubes’ size. In addition, N2 Physisorption demonstrated that nanocubes’ surface area was very small, between 3 and 9 m2 · g-1. The presence of tungsten, regarding if tungsten is inside or outside of structure, affects the reducibility of materials, that is to say, the reducibility decrease. It was seen with temperature programmed of reduction. Furthermore, in the catalytic activity, all materials were active and selective in 3-methyltiophene hydrodesulfurization, having a trend higher than 90% toward direct desulfurization. The best catalyst was nC-1-H, that was synthesized by hydrothermal method with 1% wt. W.

En las últimas décadas la población se ha visto involucrada en un constante desarrollo tecnológico. Uno de los componentes más importantes en la mayoría de los dispositivos electrónicos son las baterías, y recientemente, las baterías de estado sólido han sido el foco de atención. Aunque actualmente existen baterías de estado sólido a base de Li, éstas presentan algunos inconvenientes como el riesgo de explosión. El cerámico Bismuto-Vanadato de Cobre (BICUVOX) resulta ser un potencial candidato como electrolito para la aplicación en baterías de estado sólido de película delgada gracias a su gran estabilidad. La técnica de Depósito por Capa Atómica (ALD) es un método eficaz para obtener películas delgadas con espesor controlado; por lo tanto, en esta tesis se sintetizaron películas delgadas de óxido de vanadio como punto de partida para ensamblar el cerámico BICUVOX por ALD. De forma adicional se establecieron las bases teóricas y técnicas para demostrar que es posible sintetizar óxidos complejos (como lo es el BICUVOX) por ALD. Las películas delgadas de óxido de vanadio se sometieron a tratamientos térmicos en aire y nitrógeno con la intensión de modificar la estructura cristalina. También se realizaron caracterizaciones por Espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) con erosión iónica, Difracción de rayos X (XRD) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) para determinar la composición química elemental, el porcentaje atómico superficial, el estado de oxidación, la estructura cristalina y la morfología de los óxidos de vanadio obtenidos; además, se determinaron los espesores, brecha de energía prohibida óptica, y constantes ópticas de los mismos por medio de elipsometría. También se diseñó y fabricó un contenedor de acero especial para el equipo BENEQ TFS 200 para almacenar el precursor óxido tri-iso-propoxido de vanadio (VTOP) y llevar a cabo la síntesis por ALD. Las caracterizaciones identificaron películas de V2O5 amorfo para las películas sintetizadas, V2O5 ortorrómbico después de tratamiento térmico en aire y una mezcla de óxidos de vanadio para las películas con tratamiento térmico en nitrógeno; concluyendo que el V2O5 amorfo podría ser la estructura más conveniente para obtener BICUVOX por ALD en trabajos futuros. In recent decades the population has been involved in constant technological development. One of the essential components in most electronic devices is batteries, and recently, solid-state batteries have been the focus of attention. However, there are currently Li-based solid-state batteries, which show some drawbacks such as the risk of explosion. The ceramic Bismuth-Copper Vanadate (BICUVOX) turns out to be a potential candidate as an electrolyte for application in thin-film solid-state batteries due to its outstanding stability. The Atomic Layer Deposition (ALD) technique turns out to be an efficient method to obtain thin films with controlled thickness; therefore, in this thesis, thin films of vanadium oxide were synthesized as a starting point to reach the BICUVOX ceramic by ALD. Additionally, the theoretical and technical bases were established to prove that it is possible to synthesize complex oxides (such as BICUVOX) by ALD. The thin films of vanadium oxide were subjected to heat treatments in air and nitrogen to modify the crystalline structure. Characterizations were also carried out by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) with ionic erosion, X-ray diffraction (XRD), and Atomic Force Microscopy (AFM) to determine the elemental chemical composition, the surface atomic percentage, the oxidation state, the crystalline structure, and the morphology of the vanadium oxides obtained; in addition, the thicknesses, optical band gap, and their optical constants were determined through ellipsometry. A custom steel container was also designed and manufactured for the BENEQ TFS 200 equipment to store the vanadium tri-iso-propoxide precursor (VTOP) and carry out the ALD synthesis. The characterizations identified amorphous V2O5 films for the synthesized films, orthorhombic V2O5 for the air-heat treated films, and a mixture of vanadium oxides for the nitrogen heat-treated films, concluding that amorphous V2O5 could be the most suitable structure to obtain BICUVOX by ALD in future works.

Los sistemas tipo núcleo-coraza, aprovechan propiedades de ambos materiales, en el caso de un núcleo magnético con una cubierta inerte permite aislar el núcleo y conservar la interacción con el campo magnético externo. Estos materiales pueden ser integrados exitosamente en aplicaciones biomédicas. En este trabajo se presenta la síntesis y caracterización de partículas tipo núcleo-coraza, con un núcleo magnético de ferritas de cobalto y una cubierta inerte de silica. Como primera aproximación para futuras aplicaciones biomédicas, este sistema fue conjugado con anticuerpos monoclonales, usados como biomoléculas modelo para la detección de antígenos y encaminadas a ser incorporadas en sistemas para detección de enfermedades degenerativas como el cáncer. La primera parte del trabajo se basó en la obtención de nanopartículas magnéticas (NPMs): CoFe2O4 esféricas, con estructura espinela inversa y tamaño promedio de 9nm. Se recubrieron cúmulos de NPMs con SO2 mediante el método de Stöber modificado, obteniendo materiales CoFe2O4@SO2 con tamaño promedio 102 nm, esta coraza facilitó la conjugación con la biomolécula modelo usada. Inmovilizando a la superficie del sistema CoFe2O4@SO2 un anticuerpo monoclonal específico del antígeno carcinoembrionario (ACE), MAbACE. Así, la segunda parte de este trabajo se enfocó en la inmovilización de MAbACE en la superficie de silicio, mediante el método por monocapas y silanización. Se evaluó el resultado con inmunoensayos ELISA, los cuales permitieron evaluar la respuesta química y transformarla en una respuesta física mediante colorimetría, develado por un anticuerpo secundario IgG-HRP. La biofuncionalización por monocapa de cisteamina no resultó eficiente para este sistema, mientras que el método de silanización dio buena respuesta y permitió ajustar parámetros al proceso de inmovilización. Por tanto, el método de silanización se puede usar en corazas de silica. La biomolécula modelo utilizada para determinación del ACE es de suma importancia, ya que el ACE se sobrexpresa en la sangre en presencia de Cáncer, particularmente en niveles muy altos para cáncer colorrectal (CCR), que es de gran interés en México debido al incremento de casos en la población joven y la dificultad en la detección temprana del mismo. No obstante, los resultados con la biomolécula modelo utilizada podrían enfocarse en diversos sistemas de detección para biosensado. Core-shell systems make the most of the properties of both materials. An inert shell allows the core to be isolated and preserve the interaction with the magnetic field. Many biomedical applications can develop with core-shell nanoparticles. This work presents the synthesis and characterization of core-shell particles with a magnetic core of cobalt ferrites and an inert shell of silica. Monoclonal antibodies were conjugated on the surface of the core-shell system as a first approximation for model biomolecule in antigen detection directed for being incorporated in the detection of degenerative illness such as cancer. In the first part of the work, magnetic nanoparticles (MNPs) were obtained, CoFe2O4: spherical, with an inverse spinel crystal structure and an average size of 9nm. Agglomerates of MNPs were covered with silica, SO2, by the modified Stöber method, obtaining CoFe2O4@SO2 particles with a mean size of 102 nm. These silica shells allow conjugation with specific monoclonal antibodies for carcinoembryonic antigen (CEA), MAbACE; so, the second part of the work focused on antibodies immobilization through monolayers and silanization. ELISA immunoassays allow evaluation of the chemical response and its transformation in a physical one through colorimetry, using a secondary antibody, IgG-HRP, as an unveiler. The biofunctionalization with cysteamine monolayer was inefficient for the system CoFe2O4@SO2, while the silanization method worked for antibodies immobilization in silica and let adjustments on parameters to the conjugation process. Determine levels of CEA is of great importance, since CEA is overexpressed in the blood in the presence of Cancer, particularly at very high levels for colorectal cancer (CRC), Mexico have great interest in CRC due to the increase of cases in the young population and the difficulty in its early detection. However, the results with this model biomolecule could be focused on various detection systems for biosensing.

Los empalmes ultrasónicos cable a cable en un arnés automotriz permiten enviar la misma señal eléctrica a diferentes módulos, localizados en distintas ubicaciones dentro del vehículo. La prueba de resistencia a la tracción es de las principales para evaluar el desempeño del empalme. El estudio se enfoca en determinar una relación analítica para estimar la fuerza de tracción que resistirá el empalme en base al área transversal de los cables que lo integran, para permitir a los arquitectos eléctricos comparar la fuerza de tracción estimada que resistirá el empalme, con la fuerza mínima requerida por la normatividad vigente, proporcionando una herramienta adicional para prevenir fallas en los vehículos provocadas por empalmes fracturados desde etapas tempranas del diseño del arnés. En conjunto con la relación analítica obtenida, también se obtiene una relación por regresión basada en los datos experimentales de las pruebas. Por último, se estima la fuerza de tensión de 21 empalmes con las dos relaciones logrando un error menor o igual al 10% con relación de la fuerza obtenida experimentalmente. Wire to wire ultrasonic splices in an automotive harness enable to send the same electrical signal to different modules, located in different positions within the vehicle. The tensile strength test is one of the main trials to evaluate the splice performance. The study focuses in establish an analytic relationship to estimate the traction force supported by the splice based in the cross sectional area of the wires that comprise it, allowing electrical architects compare the estimated tensile force that the splice will resist, with the minimum force required by current standard, providing an additional tool to prevent vehicle failures caused by fractured splices since early stages of harness design. Altogether with the obtained analytic relationship, also a regression relation is obtained based in the experimental data of the tests. Finally, the tensile force of 21 splices is estimated with both relationships achieving an error less or equal to 10% of the test tension force.

Se estudia la respuesta óptica de un gas electrónico bidimensional (2D) magnetizado con acoplamiento espín-órbita de Rashba. El estudio se basa en el cálculo del tensor de conductividad óptica dentro del formalismo perturbativo de Kubo. La magnitud y dirección de la magnetización H (o equivalentemente, desde un punto de vista formal, de un campo magnético externo) permite modificar la forma de las superficies de energías así como la topología de los contornos de Fermi. Se obtienen expresiones para una dirección arbitraria y se presentan resultados numéricos para dos casos distintos y emblemáticos: (i) magnetización orientada perpendicularmente al plano del gas(H k ˆz), de modo que la estructura de bandas presenta una brecha energética prohibida, y (ii) una magnetización orientada en el plano del gas(H ⊥ ˆz), que da origen a bandas desdobladas en espín pero sin brecha prohibida absoluta. Se calcula la densidad conjunta de estados en cada caso y se identifican las singularidades de van Hove. Esto permite explicar las características espectrales de la conductividad óptica en función de los estados disponibles para transiciones interbanda según la posición del nivel de Fermi. La contribución intrabanda también se calcula, de modo que se obtiene el tensor de conductividad completo. En el primer caso, la presencia de la brecha da lugar a una componente transversal no nula, lo que permite tener un espectro de dicroísmo circular, entre otras propiedades ligadas al rompimiento de la simetría de inversión temporal. En el segundo caso, el espectro de absorción depende sensiblemente de la dirección de la magnetización en el plano del gas. Además de la dependencia de la frecuencia y de los parámetros materiales del sistema, la magnitud y orientación de la magnetización representan un elemento de control de las propiedades ópticas importante. Este estudio sugiere también la posibilidad de manipular similarmente corrientes de espín, aspecto relevante en la espintrónica de semiconductores. The optical conductivity tensor of a magnetized two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit inter- action is considered within the Kubo formalism. The magnitude and direction of the magnetization H (or of an external magnetic field) allows to control the energy band surfaces and the topology of the Fermi contours. We derive expressions for an arbitrary direction and present numerical results for two contrasting cases: (i) the magnetic field oriented perpendicularly to the plane of the gas (H k ˆz), which breaks the time-reversal symmetry of the system, and (ii) an in-plane field (H ⊥ ˆz) , where the band structure presents energy spin-splitting but without an absolute energy gap. The joint density of states is studied in each case to identify van Hove singularities. This allows to explain the spectral features displayed by the optical conductivity tensor in terms of the momentum space available for interband transitions according to the position of the Fermi level. The intraband contribution is also calculated. In the first case, the presence of an absolute gap leads to a non vanishing Hall component, which manifests as a spectrum of circular dichroism among other optical properties. In the second case, the absorption spectra depend strongly on the direction of H on the plane. Besides the frequency and material parameters dependence, the magnetization field vector introduces additional elements of control of optical properties through its magnitude and direction. Our results suggest the possibility of manipulation of spin currents as well, which is relevant to the field of semiconductor spintronics.

En los últimos años ha habido un gran interés en el ZnO, a causa de sus perspectivas en aplicaciones electrónicas, principalmente para su aplicación en dispositivos electrónicos con circuitos integrados más rápidos y pequeños. Esto ha ocasionado que los métodos de fabricación convencionales vayan alcanzando su límite, por lo que se buscan métodos innovadores para obtener ZnO con un alto control de espesor y alta calidad para cubrir la demanda actual. Debido a ello, se propuso la evaluación eléctrica de recubrimientos ultradelgados de ZnO, crecidos por el método depósito por capa atómica, sobre superficies dieléctricas sometidos a tratamientos térmicos a distintas temperaturas en atmósfera de aire para promover su cristalinidad. Las mediciones eléctricas de los recubrimientos se realizaron primero por dos puntas a temperatura ambiente, observándose un comportamiento óhmico en todas las películas y una tendencia progresiva en el valor de resistencia eléctrica con la temperatura de recocido. Por otro lado, las mediciones de resistividad y número de portadores de carga se realizaron por el método de Van der Pauw con efecto Hall y por la espectroscopía de impedancia, donde se observó una disminución de la conductividad del ZnO en función de la temperatura del recocido a causa de la disminución del número de portadores por m3, y de la movilidad de electrones. Por su parte, se efectuaron caracterizaciones de estructura cristalina por medio de difracción de rayos-X, donde se determinó que la estructura cristalina de todos los recubrimientos es hexagonal tipo wurtzita. Además, cálculos de tamaño de grano muestran un aumento de su tamaño cuando se les somete a los recocidos y a su vez se ve reflejado en el aumento de la rugosidad de las películas, las cuales fueron medidas a partir de micrografías obtenidas por microscopía de fuerza atómica. Finalmente, se sugiere que los recubrimientos de ZnO bajo estas condiciones de síntesis sean aplicados para la fabricación de sensores de hidrógeno. There has been significant interest in ZnO in recent years because of its prospects in electronic applications, mainly for its application in electronic devices with faster and smaller integrated circuits. This has caused conventional manufacturing methods to reach their limit, so innovative methods are being sought to obtain ZnO with high thickness control and high quality to meet current demand. Due to this, the electrical evaluation of ultrathin ZnO coatings, grown by the atomic layer deposition method, on dielectric surfaces subjected to heat treatments at different temperatures in an air atmosphere to promote their crystallinity was proposed. The electrical measurements of the coatings were carried out first by two points at room temperature, observing an ohmic behaviour in all the films and a progressive trend in the electrical resistance value with the annealing temperature. On the other hand, the resistivity measurements and the number of charge carriers were carried out by the Van der Pauw method with Hall effect and impedance spectroscopy, where a decrease in the conductivity of ZnO was observed as a function of the annealing temperature, caused by the decrease in the number of carriers per m3, and the mobility of electrons. Meanwhile, characterizations of the crystalline structure were carried out using X-ray diffraction, where it was determined that the crystalline structure of all the coatings is hexagonal wurtzite type. In addition, grain size calculations show an increase in size when subjected to annealing and are reflected in the increase in the roughness of the films, which were measured from micrographs obtained by atomic force microscopy. Finally, it is suggested that ZnO coatings under these synthesis conditions be applied to manufacture hydrogen sensors.

En los últimos años, los nanoplásticos han empezado a ser considerados contaminantes muy importantes en los océanos, ya que han atraído la atención de la comunidad científica. Los plásticos a escala nanométrica pueden provenir de dos fuentes, ya sea por la degradación y abrasión de piezas de plástico o presentar ese tamaño desde su fabricación. La omnipresencia de estos nanomateriales pone sobre la mesa la necesidad de estudiar el impacto ambiental que puedan tener en diferentes ecosistemas. Uno de los que más preocupación han generado es el ecosistema marino, ya que es una basta fuente de alimentos para el humano. De los organismos que pueden verse afectados directamente por la interacción con los micro y nanoplásticos están los detrítivos, como el camarón. Para conocer el efecto de los nanoplásticos en la especie del camarón blanco del Pacífico Litopenaeus vannamei, se expusieron 24 camarones durante 33 días a concentraciones de 0, 0.25, 0.5 y 1 mg/g de NanoPET. Se prepararon las dietas para los camarones y se le añadieron nanoplásticos que etiquetados con Rojo Nilo con la intención de confirmar su presencia en el alimento. Se analizaron la hemolinfa y los hepatopáncreas de los organismos. Se evaluaron los niveles de glucosa, proteína total, colesterol y triglicéridos en la hemolinfa de los camarones. También, se midieron los niveles de nitritos y de ROS en el hepatopáncreas. Finalmente, se evaluó la expresión relativa de los genes referentes al sistema antioxidante (SOD, CAT, GPx y GST). Se detectó estrés agudo en la hiperglucemia de la hemolinfa. Los genes SOD, CAT y GPx también mostraron señales de activación del sistema antioxidante en los organismos expuestos a las concentraciones 0.5 y 1 mg/g de NanoPET. Esto permitió que hubiera una inhibición en la producción de ROS. Se registró una activación del sistema antioxidante derivado de la inflamación detectada en las células del hepatopáncreas de los camarones expuestos al NanoPET contenido en los alimentos. In recent years, nanoplastics have attracted the attention of the scientific community as very important pollutant in the oceans. Nanoscale plastics are originated from different sources, either from the environmental degradation and abrasion of plastic pieces, or by the direct manufacture of nanosized plastic material. The widespread presence of these nanomaterials rise the concern of their environmental impact on different ecosystems. Marine ecosystem, being an important food source for humans, is one of the most affected. Among the organisms that can be directly affected by the interaction with micro and nanoplastics are detritus scavengers, such as shrimp. In order to know the effect of nanoplastics on the Pacific white shrimp species Litopenaeus vannamei, were feed for 33 days with a feed containing different concentrations of NanoPET (0, 0.25, 0.5 and 1 mg/g). The nanoplastics were labelled with Red Nile with the intention of confirming their presence in the food. Hemolymph and hepatopancreas tissues from the organisms were analyzed. Glucose, total protein, cholesterol and triglycerides levels were evaluated in shrimp hemolymph. In addition, nitrite and ROS levels in the hepatopancreas were measured. Finally, the relative gene expression of some antioxidant proteins (SOD, CAT, GPx and GST) was evaluated. Acute stress was detected in the hyperglycemia of hemolymph, inhibition of nitrites as affectation in the immune system and presence of ROS in the concentrations of 0.25 and 0.5 mg/g NanoPET. The SOD, CAT and GPx genes showed signs of antioxidant system activation in organisms exposed to the 0.5 and 1 mg/g concentrations of NanoPET. The activation fo these genes inhibited the production of ROS. An activation of the antioxidant system derived from the inflammation was also detected in the hepatopancreas tissue of shrimp feed with a diet containing NanoPET

En el presente trabajo de tesis se busca mejorar la capacidad de almacenamiento de energía de una batería de estado sólido basada en películas delgadas Au-YSZ-Ru. Para mejorarla es necesario incrementar la conductividad iónica (movimiento de iones a través de vacancias) del electrolito de YSZ. En la literatura se reporta que el efecto de los tratamientos térmicos en óxidos es generar vacancias de oxígeno. Sin embargo, no se cuenta con un control cuantitativo de la generación de vacancias. Una de las propuestas para controlar la concentración de vacancias es variar el presupuesto térmico (temperatura + tiempo de permanencia) del horneado. Existe un tiempo de permanencia que genera un máximo en la concentración de vacancias de oxígeno, pero al exceder este tiempo la concentración disminuye. Las vacancias de oxígeno de cada muestra generadas por el tratamiento térmico son de diferente naturaleza debido a que cuentan con diferente energía de activación. Se obtuvo la mejor capacidad de almacenamiento de energía para la muestra sometida a 4 horas de tratamiento térmico, la cual cuenta con la mayor concentración de vacancias de oxígeno y la menor energía de activación. Sin embargo, una concentración de vacancias de oxígeno similar no indica que la capacidad de almacenaje será la misma. Existe un mecanismo de conductividad adicional a la conductividad iónica que parece ser responsable de esta diferencia. Posiblemente, este tipo de conductividad ocurre por medio de protones de hidrógeno. La concentración de protones es proporcional a la concentración de grupos OH, la cual fue máximo después de 8 horas de tratamiento térmico. In the present thesis work we’re looking to improve the energy storage capacity of a solid state battery based on Au-YSZ-Ru thin films. To improve it, it’s necessary to increase the ionic conductivity (movement of ions through vacancies) of the YSZ electrolyte. It’s reported in the literature that the effect of thermal annealing in oxides is to generate oxygen vacancies. However, there is no quantitative control of the generation of vacancies. One of the proposals to control the concentration of vacancies is to vary the thermal budget (temperature + residence time) of the baking. There is a residence time that generates a maximum in the concentration of oxygen vacancies, but the concentration decreases when this time is exceeded. The oxygen vacancies generated by the heat treatment for each of the samples are of a different nature due to the fact that they have different activation energy. The best energy storage capacity was obtained for the sample subjected to 4 hours of heat treatment, which has the highest concentration of oxygen vacancies and the lowest activation energy. However, a similar oxygen vacancy concentration does not indicate that the storage capacity will be the same. There’s a conductivity mechanism additional to ionic conductivity that appears to be responsible for this difference. Possibly, this type of conductivity occurs by means of hydrogen protons. The proton concentration is proportional to the concentration of OH groups, which was maximum after 8 hours of thermal annealing.

Este trabajo de tesis consistió en el diseño y fabricación de un sensor electroquímico con nanoestructuras unidimensionales (nanotubos y nanocables) autosoportadas de óxido de rutenio, para la detección de peróxido de hidrógeno. La fabricación del nanomaterial se realizó por la técnica de electrodepósito, usando RuCl3 como precursor por la técnica de amperometría a un voltaje constante de -0.69 V vs Ag/AgCl a diferentes cargas desde 2 a 8 C, empelando dos tipos de plantillas de sacrificio: membranas de alúmina anodizada (AAO) y membranas de policarbonato, con un tamaño de poro de 100 nm y 200 nm. Posterior al depósito las plantillas se eliminaron de las siguientes maneras: las de AAO se disolvieron con una solución de NaOH 3M, y las de policarbonato con dos métodos distintos: disolviendo en diclorometano puro y por medio de un tratamiento térmico a 500 °C. Los materiales se caracterizaron morfológicamente mediante Microscopia Electrónica de Barrido y Microscopia Electrónica de Transmisión, donde se observó un crecimiento favorecido de los nanotubos empleando plantillas de AAO, mientras que, al utilizar membranas de policarbonato, se observó un crecimiento preferencial de nanocables. Del análisis químico realizado con Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X y Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos X, se determinó que se tiene una mezcla de especies de rutenio, principales especies oxidadas de rutenio. El análisis estructural por Difracción de Electrones de Área Selecta arrojó un material policristalino de compuesto de cristales de Ru y RuO2. Para la fabricación del sensor, se utilizaron cintas de cobre y de carbono como colectores de electrones. Se realizó la caracterización electroquímica mediante voltametría cíclicas de -1 a 1.5 V vs Ag/AgCl en solución 0.1 M de PSB, a un pH de 7.4. Se concluyó que la de cinta de carbono tiene mejor sinergia con la respuesta del material debido a su baja electroactividad hacia el H2O2 a comparación con la cinta de cobre. Además, se pudo confirmar que las nanoestructuras unidimensionales autosoportadas de RuOx pueden detectar electroquímicamente al H2O2, presentando cambios en la corriente catódica y anódica proporcional a su concentración. Se determinó un límite de detección de 93µM y una sensibilidad de 6.12×〖10〗^(-3) μA/(μM cm^2 ). This thesis consists in the fabrication and design of an electrochemical sensor based in self-supported Ruthenium Oxide unidimensional nanostructures for Hydrogen Peroxide detection. Two types of templates were used to growth unidimensional nanomaterials: Anodized Aluminum Oxide (AAO) and polycarbonate membranes, with 100 and 200 nm pore sizes. The nanostructures were fabricated by electrodeposition using RuCl3 as precursor and a constant voltage of -0.69 V vs Ag/AgCl, with different amounts of depositions charge, from 2 to 8C. The AAO templates remotion were performed using a 3M NaOH, and for polycarbonate templates were used two routes: dissolved by pure dichloromethane and by a thermal treatment at 500°C. The materials were morphological analyzed by Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy, observing in general, that the 100 and 200nm RuOx-AAO nanostructures present nanotube shape, in contrast with 100 nm RuOx-polycarbonate nanostructures have nanowire grown preference. The chemical characterization was performance with X-ray Photoelectron Spectroscopy and Energy Dispersive spectroscopy, obtained a mix of Ruthenium and Ruthenium Oxide species, with predominance of oxides. The structural analysis by Selected area Diffraction determined a polycrystal material with mix of Ru and RuO2 crystals. Were used Copper and Carbon tapes as electron collector for the sensor. The electrochemical characterization was performed in a 0.1 M in PSB at 7.4 pH solution, using cyclic voltammetry with range a of -1 to 1.5 V vs. Ag/AgCl, in which ones could be determined that the C-tape present a better synergy with RuOx nanostructure than Cu-tape, because present a lower electroactivity towards H2O2 than Cu-tape. Also was analyzed the sensor performance in H2O2 detection, showing a proportional change in the cathodic and anodic current with the H2O2 concentration, as well as a detection limit of 93µM and a sensibility of 6.12×〖10〗^(-3) μA/(μM cm^2 ).

En diversos campos de la ciencia e ingeniería de materiales la clave para el progreso científico y tecnológico es la comprensión y el control de las propiedades de la materia a escala de átomos y moléculas individuales. Sin embargo, realizar estudios y análisis a estas dimensiones es muy complicado dado que los equipos y técnicas que nos lo permiten son muy escasos y limitados en cuanto al conocimiento total de los fenómenos ocurridos dentro de ellos. Es por ello que el estudio de los procesos ocurridos dentro de los métodos y técnicas que permiten la manipulación de la materia a esta escala se han convertido en una parte fundamental del desarrollo científico en sus diversas áreas. En el presente trabajo se ha realizado un estudio teórico-experimental de los procesos y subprocesos que ocurren en las primeras etapas de crecimiento dióxido de titanio (TiO2) sobre sustratos de grafeno hidroxilados por medio del depósito por capa atómica (ALD). Por medio de cálculos teóricos, utilizando la teoría del funcional de la densidad se evaluaron las primeras etapas de interacción de tres precursores de titanio de diferente naturaleza química, con el objetivo de comprender el mecanismo de reacción involucrado en el crecimiento de TiO2, así como evaluar qué tipo de precursores presentan un crecimiento más favorable, en función de sus barreras de energía, y subproductos generados. A partir de los resultados obtenidos se demostró que el TDMAT es el precursor más favorable para crecer TiO2 sobre una superficie de carbono hidroxilada. A partir de los resultados teóricos obtenidos, se utilizó el TDMAT para evaluar las primeras etapas de crecimiento de TiO2 por ALD. Los resultados obtenidos por FTIR y XPS mostraron que los sustratos de grafeno dispersados y los sometidos a un proceso de fotoinducción presentaron mayor crecimiento de TiO2, al exponerlo a 50 ciclos ALD de TDMAT/Agua. Además, se diseñó, acopló y evaluó un sistema que permite el análisis in situ de la interacción de los precursores químicos sobre la superficie por medio de espectroscopia de infrarrojo. El sistema, compuesto por un distribuidor de gases, una cámara aislada, y un espectrómetro de FTIR. In various fields of materials science and engineering, the key to scientific and technological progress is the understanding and the control of the properties of matter at the scale of individual atoms and molecules. However, carrying out studies and analysis of these dimensions is very complicated given that the equipment and techniques that allow it is very scarce and limited in terms of the total knowledge of the phenomena that occur within them. That is because the study of the processes that occur within the methods and techniques that allow the manipulation of matter at this scale has become a fundamental part of scientific development in its lot areas. In the present work, a theoretical-experimental study of the processes and sub-processes that happen in the first stages of growth of titanium dioxide (TiO2) on hydroxylated graphene substrates employing atomic layer deposition (ALD) has been carried out. Through theoretical calculations, using the density functional theory, the first interaction stages of three titanium precursors of different chemical nature were evaluated, to understand the reaction mechanism involved in the growth of TiO2, as well as evaluating what type of precursors show a more favorable growth, depending on their energy barriers, and by-products generated. From the results obtained it was shown that TDMAT is the most favorable precursor to grow TiO2 on a hydroxylated carbon surface. From the theoretical results obtained, the TDMAT was used to evaluate the first stages of growth of TiO2 by ALD. The results obtained by FTIR and XPS showed that the dispersed graphene substrates and those subjected to a photo-induction process showed the best growth of TiO2 when exposed to 50 ALD cycles of TDMAT / Water. In addition, a system was designed, coupled, and evaluated that allows in situ analysis of the interaction of chemical precursors on the surface through infrared spectroscopy. The system was composed of a gas distributor, an isolated chamber, and an FTIR spectrometer.

En el presente trabajo se reporta la síntesis de nanopartículas (NPs) de ferrita de cobalto CoFe2O4 monodispersas mediante el método de descomposición térmica de un compuesto organometálico (CoFeoleato), usando un solvente con un alto punto de ebullición (1-octadeceno), en presencia de ácido oleico como agente surfactante. Estas partículas fueron recubiertas con óxido de silicio (SiO2) por medio del método de microemulsión inversa, obteniendo así el sistema CoFe2O4@SiO2. Las nanoestructuras se caracterizaron por microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de dispersión de energía de rayos X (EDS) y espectroscopía de electrones fotoemitidos (XPS). Tanto el análisis TEM como el XRD estimaron un tamaño de partícula promedio alrededor de 17.7±2.34 nm. Además, las medidas TEM demostraron la formación de Nps de CoFe2O4 recubiertas por SiO2. El análisis XRD posterior al calcinamiento de las NPs a 600◦C confirmó la presencia de la estructura de espinela característica de este tipo de ferrita y de una segunda fase correspondiente a una aleación de cobalto-hierro. Por otro lado, la presencia de los elementos Co, Fe, O y Si, también fue confirmada mediante análisis EDS y XPS. Mediante las técnicas XRD y XPS se determinó el grado de inversión de las ferritas, el cual clasificó a las ferritas como espinelas parcialmente inversas. A partir de los parámetros implementados en los procesos de recubrimiento se establece que el recubrimiento individual de los núcleos y su rendimiento es altamente dependiente de la relación surfactante-nanopartículas, tipo y tiempo de agitación. Este trabajo de investigación deja abierta la posibilidad de que las nanopartículas magnéticas obtenidas puedan recubrirse posteriormente con algún material semiconductor (ZnO, TiO2), para desarrollar así un sistema fotocatalítico para el tratamiento de aguas residuales industriales contaminadas con tintes azoicos, provenientes de los sectores textiles. Este material puede ser recuperado desde medios acuosos por la aplicación de un campo magnético, favoreciendo con ello su reutilización. In the present study, it is reported the monodisperse cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles (NPs) synthesis by thermal decomposition method of an organometallic compound (CoFe - oleate) in a high boiling point solvent (1-octadecene), in the presence of oleic acid as surfactant material. These NPs were coated with silicon oxide (SiO2) by reverse microemulsion method to obtain the system CoFe2O4@SiO2. The nanostructures were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Both TEM and XRD analysis estimated an average particle size around 17.7±2.34 nm. Furthermore, TEM analysis showed the formation of CoFe2O4 coated by SiO2. The XRD analysis of calcined NPs at 600◦C confirmed the spinel structure characteristic for this kind of ferrite and a second phase corresponding to cobalt-iron alloy. Besides, EDS and XPS analysis confirmed the presence of Co, Fe, O, and Si elements. The inversion parameter was determined through XRD and XPS study, which designated the ferrites as a partially reverse spinel structure. Based on the implemented regulations in the coating procedures is established that the individual coating of NPs is dependent on relation surfactant-nanoparticles, time, and stirring. This research work leaves open the possibility that the magnetic nanoparticles obtained can be subsequently coated with some semiconductor material (ZnO, TiO2) to develop a photocatalytic system that could be magnetically recovered and reapplied for wastewater treatment of contaminated with Azo dyes from the textile industry.

En esta investigación, se analizó la evolución microestructural de los depósitos de polvo WC-10Co-4Cr, mediante el proceso de revestimiento por láser (Laser Cladding-LC) sobre un sustrato de acero AISI-SAE 1020, se configuró el proceso de LC a diferentes valores de energía promedio por unidad de área; los revestimientos se obtuvieron empleando un láser Yb: YAG. Todas las muestras se caracterizaron en sus secciones transversales a los depósitos. Los resultados indicaron que de acuerdo con los parámetros seleccionados para el revestimiento por el proceso de LC; la dilución se encuentra entre 15 y 25% para la mínima y máxima energía suministrada respectivamente, y con respecto a la porosidad resultó por debajo de 12%. Según los análisis de la microestructura; se desarrolla un considerable crecimiento de grano de WC dentro de la sección central del revestimiento (región interna); además, se observa el desarrollo de morfología triangular y/o poligonal junto con una clara reducción de la dureza cuando se emplea una entrada de alta energía. Cabe señalar que, a pesar de los rápidos ciclos térmicos desarrollados en el proceso de LC con WC-10Co-4Cr; se presenta el crecimiento del grano el cual se atribuye al mecanismo de coalescencia debido a la no presencia de interfaces entre partículas al ser observadas por MEB de WC en partículas más grandes. Finalmente, la presencia de pequeñas partículas redondeadas o elipsoidales dentro de la región interna del revestimiento es asociada a partículas no fusionadas debido a la dispersión no homogénea y la falta de partículas de WC con forma facetada. In this investigation, the microstructure evolution of the laser cladding WC-10Co-4Cr powder deposited on AISI-SAE 1020 steel substrate was evaluated by establishing different values of average energy per unit area by employing a Yb: YAG laser system. Results indicated that according to the selected laser cladding parameters; dilution and porosity lied within established acceptable ranges. According to the microstructure evaluation; considerable grain growth is revealed within the central area of the clad (namely inner region); furthermore, the development of triangular and/or polygonal morphology along with a clear reduction in hardness is observed when using high energy input. It is worth noting, that in spite of the rapid thermal cycles developed upon laser cladding processing of WC-10Co-4Cr; grain growth is accredited to the coalescence mechanism due to the complete merge of WC into larger particles. Finally, the presence of small rounded or ellipsoidal particles within the inner region of the clad imply non-merged particles due to inhomogeneous dispersion and lack of faced shaped WC particles.

El aumento en los escenarios de exposición de las cada vez más utilizadas nanopartículas de óxido de zinc (NPsZnO), ha despertado el interés por estudiar su posible efecto tóxico en la salud. Diversos estudios han reportado que uno de los principales mecanismos de toxicidad de las NPsZnO es el estrés oxidativo, inducido cuando la célula presenta una producción excesiva de especies de oxígeno altamente reactivas (ROS) y su capacidad antioxidante no es suficiente para contrarrestarlo. En este estudio se evaluó la alteración del sistema antioxidante de hepatocitos a la exposición aguda y subcrónica de las NPsZnO en dos diferentes presentaciones: en polvo (NPsZnOp) y suspensión (NPsZnOd). Las NPsZnO fueron caracterizadas mediante dispersión dinámica de luz (DLS), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y espectrofotometría UV-VIS. Se evaluó la citotoxicidad de las NPsZnO mediante el ensayo MTT, así como también la producción de ROS y la actividad de las enzimas superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT) de los hepatocitos utilizando métodos fluorimétricos y colorimétricos. Los resultados mostraron que las NPsZnOp usadas presentaron un tamaño promedio de 82±22 nm y son más tóxicas para los hepatocitos que las NPsZnOd con un tamaño promedio de 47±11 nm. La toxicidad superior de las NPsZnOp se asoció con su mayor capacidad para inducir la sobreproducción de ROS y para inhibir la actividad SOD y CAT de los hepatocitos, que a su vez se relacionaron con la internalización de las NPsZnOp. En exposiciones agudas ambas NPs provocaron efectos tóxicos dependientes de la producción de ROS que fueron generados por los iones Zn2+ liberados en el medio de cultivo. Sin embargo, se presentó un efecto hormético a largo plazo en los hepatocitos expuestos a NPsZnOd que se relacionó con la elevada actividad antioxidante de las enzimas SOD y CAT presentada a las 48 h de exposición. Estos resultados demuestran la gran influencia que tiene la actividad antioxidante en el grado de citotoxicidad provocado por las NPs y como las respuestas celulares pueden cambiar aun cuando las NPs evaluadas tengan el mismo compuesto, pero diferente tamaño y presentación. The increment of exposure scenarios of the widely used zinc oxide nanoparticles (NPsZnO) has sparked interest in the study on their possible toxic effect on health. Several studies have reported that one of the main toxicity mechanisms of NPsZnO is the oxidative stress, induced when the cell presents an excessive production of highly reactive oxygen species (ROS), and its antioxidant capacity is not sufficient to contend with. In this study, the alteration of the hepatocyte antioxidant system upon acute and subchronic exposure to NPsZnO in two different presentations: powder (NPsZnOp) and suspension (NPsZnOd) was evaluated. The NPsZnO were characterized by dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), and UV-VIS spectrophotometry. The cytotoxicity of NPsZnO was evaluated by MTT assay, ROS production, superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) enzyme activity in hepatocytes using fluorimetric and colorimetric methods were also evaluated. The results obtained herein showed that NPsZnOp have an average size of 82±22 nm and they are more toxic to hepatocytes than the NPsZnOd showing 47±11 nm in average size. The higher toxicity of NPsZnOp was associated with its ability to induce ROS overproduction and inhibit hepatocyte SOD and CAT enzymatic activities, which were linked to the internalization of NPsZnOp. In acute exposure scenarios, both NPs elicited toxic effects on hepatocytes by the ROS overproduction generated by the Zn2+ ions released in the culture medium. However, a long-term hormetic effect was presented in hepatocytes exposed to NPsZnOd related to the increased antioxidant activity of SOD and CAT enzymes presented at 48 h of exposure. These results demonstrate the significant influence of antioxidant activity on cytotoxicity triggered by NPs from the same chemical composition but different size and commercial presentation.

Se estudian las propiedades ópticas de un gas de electrones bidimensional (GE2D) con interacción espín-órbita (IEO), concretamente la reflectancia (R), transmitancia (T) y absorción (A), así como la propagación de modos electromagnéticos de superficie a partir de su relación de dispersión. Se ha considerado la presencia de los acoplamientos espín-órbita tipo Rashba y tipo Dresselhaus lineal en k para una dirección cristalográfica de crecimiento arbitraria. Se considera primeramente la refracción óptica en un medio bidimensional en la interfase entre dos medios dieléctricos. Se calculan las amplitudes de Fresnel de reflexión y transmisión y la relación de dispersión de plasmones de superficie. A partir del formalismo de Kubo se obtiene el tensor de conductividad óptica que determina la corriente eléctrica inducida en el gas. Se identifican las contribuciones intra e interbanda y se estudian en función de los parámetros espín-órbita y de la orientación cristalina. Los resultados numéricos muestran que los espectros de R, T y A, en función de la frecuencia, nivel de Fermi, ángulos de incidencia y polarización, dependen esencialmente de la componente σxx (ω) cuando la luz incidente tiene polarización p, de σyy (ω) si tiene polarización s y cuando la polarización es mixta, se tiene un resultado híbrido debido a la combinación de ambas polarizaciones. Respecto a la propagación de modos superficiales, la relación de dispersión muestra que es posible la propagación de ondas hibridas cuasi-TE (transversales eléctricos) y cuasi-TM (transversales magnéticos) debido a la presencia conjunta de los acoplamientos Rashba y Dresselhaus. Para las orientaciones [001], [111] y [110], que son las comúnmente estudiadas, la propagación muestra frentes descritos por curvas de isofrecuencia cerradas, típicamente circulares o elípticas. Notablemente sin embargo, se ha encontrado que algunas caras pueden presentar contornos de propagación hiperbólicos en intervalos de frecuencia, más o menos estrechos, según los valores de los parámetros materiales. En este tipo de propagación, a diferencia de los casos con contornos circulares o elípticos, la propagación de energía se encuentra muy localizada en función de la razón de las partes imaginarias de la conductividad, y el confinamiento de campo es idealmente infinito. Esta posibilidad de tener transiciones topológicas en la forma de la propagación de los plasmones de superficie de un gas 2D con IEO no ha sido reportada aún, hasta ... The optical properties of a two-dimensional electron gas (GE2D) with spin-orbit interaction (IEO) are studied, specifically reflectance (R), transmittance (T), and absorption (A), as well as the propagation of surface electromagnetic modes from their dispersion relationship. The presence of Rashba type and linear Dresselhaus type spin-orbit couplings in k has been considered for an arbitrary crystallographic direction of growth. Optical refraction in a two-dimensional medium at the interface between two dielectric media is considered first. Reflection and transmission Fresnel amplitudes and the dispersion relation of surface plasmon are calculated. The optical conductivity tensor is obtained from the Kubo formalism, which determines the electric current induced in the gas. Intra- and interband contributions are identified and studied as a function of spin-orbit parameters and crystalline orientation. The numerical results show that the spectra of R, T, and A, as a function of frequency, Fermi level, incidence angles, and polarization, depend essentially on the component σxx (ω) when the incident light has polarization p, of σyy)ω) if it has s polarization and when the polarization is mixed, we have a hybrid result due to the combination of both polarizations. Regarding the propagation of surface modes, the dispersion relationship shows that the propagation of quasi-TE (electrical transverse) and quasi-TM (magnetic transverse) hybrid waves is possible due to the joint presence of the Rashba and Dresselhaus couplings. For orientations [001], [111], and [110], which are those commonly studied, the propagation shows fronts described by closed isofrequency curves, typically circular or elliptical. Notably, however, it has been found that some faces can exhibit hyperbolic propagation contours in more or less narrow frequency ranges, depending on the values of the material parameters. In this type of propagation, unlike the cases with circular or elliptical contours, the energy propagation is highly localized as a function of the ratio of the imaginary parts of the conductivity, and the field confinement is ideally infinite. This possibility of having topological transitions in the form of surface plasmon propagation of a 2D gas with IEO has not yet been reported, as far as we know. Usually, hyperbolic plasmons are investigated in conveniently designed anisotropic metasurfaces, which can be controlled from doping or the application of voltages.

En la actualidad existen polímeros que han demostrado tener uso biológico benéfico. Así mismo, la síntesis de copolímeros como nanotransportadores es la nueva dirección para aplicación de fármacos, buscando que el agente activo tenga el mayor rendimiento posible, siendo esta herramienta en la búsqueda de tratamientos contra el cáncer. Como cada nuevo material que pretende ser propuesto para aplicaciones biológicas debe ir asociado a un estudio toxicológico propio, el objetivo de los nanotransportadores poliméricos a evaluar en este proyecto pretende determinar si su contacto con sistemas biológicos tiene alguna respuesta adversa. Por lo tanto, se planteó evaluar el efecto citotóxico de dos nuevos nanotransportadores poliméricos preparados y comparar estos resultados con un polímero base, Pluronic® P123. El propósito de realizar los ensayos en sangre periférica humana es a consecuencia de que las células en ella son la primera defensa con la que el agente introducido se encontrará. Por ello, los nanotransportadores poliméricos estuvieron en contacto con cultivos primarios de células mononucleares aisladas de sangre periférica humana por 24 horas para evaluar si esta línea de defensa del sistema inmune generaba algún tipo de respuesta citotóxica aguda. Estos nanopolímeros fueron preparados por medio de nanopartículas poliméricas de base Pluronic® P123 y mezclas de Pluronic® P123 con polivinilpirrolidona y con polietilenglicol. Se estudió la biocompatibilidad de los tres nanopolímeros realizando ensayos celulares con cultivos celulares primarios de linfocitos y monocitos aislados de sangre periférica humana de diferentes individuos. Se evaluó la viabilidad y actividad metabólica en cultivos de células mononucleares humanas, las cuales se expusieron a concentraciones de 1, 10 y 100 mg/ml de una solución con los nanotransportadores. Se reportó un efecto no-citotóxico agudo significativo en cultivos primarios de células mononucleares y se reportó una base de información para dirigir estudios posteriores en organismos vivos y el efecto sobre una determinada población. Currently, some polymers have been shown to have beneficial biological use. Likewise, the synthesis of copolymers as nanocarriers is the new direction for drug application, seeking that the active agent has the highest possible performance, being this tool in the search for cancer treatments. As each new material that intends to be proposed for biological applications must be associated with its toxicological study, the objective of the polymeric nanocarriers to be evaluated in this project is to determine if their contact with biological systems has an adverse response. Therefore, it was proposed to evaluate the cytotoxic effect of two new polymeric nanocarriers prepared and to compare these results with a base polymer, Pluronic® P123. The purpose of testing human peripheral blood is a consequence of the cells in it being the first defense that the introduced agent will encounter. Therefore, the polymeric nanocarriers were in contact with primary cultures of mononuclear cells isolated from human peripheral blood for 24 hours to assess whether this line of defense of the immune system generated some type of acute cytotoxic response. These nanopolymers were prepared using Pluronic® P123 based polymeric nanoparticles and blends of Pluronic® P123 with polyvinylpyrrolidone and with polyethylene glycol. The three nanopolymers biocompatibility was studied on lymphocytes and monocytes primary cultures isolated from different individuals human peripheral blood. The viability and metabolic activity were evaluated in human mononuclear cell cultures exposed to concentrations of 1, 10, and 100 mg/ml of a solution with the nanocarriers. A significant acute non-cytotoxic effect was reported in primary mononuclear cell cultures, and a database was reported to direct subsequent studies in living organisms and the effect on a given population.

"La iluminación de estado sólido (SSL) está actualmente gobernando la industria de la iluminación. Los principales elementos de la SSL son los diodos emisores de luz LEDs y los fósforos conversores. Cuando la combinación de estos dos elementos produce luz blanca se le denomina WLED. Una de las aproximaciones para un WLED, es la combinación de un LED de emisión azul y un fósforo de emisión amarilla. Algunas de las razones del gran éxito de los WLED son su eficiencia y durabilidad; sin embargo, los WLED tienen el problema de no poder alcanzar potencias altas de manera nativa, debido a que la naturaleza del funcionamiento de los LED les impide mantener su eficiencia a altas densidades de corriente eléctrica. Por lo anterior descrito, se ha llegado a proponer la sustitución del LED, por un diodo láser. Los LD sí pueden alcanzar potencias elevadas sin perder eficiencia; pero conlleva a otro problema y es la degradación del fósforo conversor. En los WLED, se suelen contener los fósforos en resinas orgánicas, pero estos materiales no son capaces de resistir la potencia de un LD. Por lo tanto, es necesario utilizar materiales soportes más resistentes. Por ejemplo, los materiales cerámicos que tienen mejor conductividad térmica y estabilidad química a temperaturas mayores que las resinas. En este trabajo se propone el diseño para un prototipo de iluminación, que utiliza pastillas cerámicas con fosforo amarillo y un láser azul de alta potencia como fuente de luz blanca. El dispositivo está pensado para su implementación en un faro de automóvil, de manera específica en un faro de luz alta. Se realizó el diseño de las piezas, circuitos, así como la selección de materiales y componentes que se necesitan para construir el dispositivo. El dispositivo comprende la fuente de luz, el sistema auxiliar para el funcionamiento de la fuente de luz y un reflector que genera el patrón de iluminación. Igualmente se propone un método de fabricación para las pastillas de fósforo que se utilizan en el dispositivo. Incluyendo la composición química del material y los parámetros de fabricación a través de sus diferentes etapas, como lo son tiempos, temperaturas, atmosfera y tratamientos superficiales."

El consumo de agua con elevadas concentraciones de arsénico es un grave problema en decenas de países en el mundo que afecta a la salud humana con el desarrollo de varios tipos de cáncer. La tecnología de adsorción acompañada del uso de nanopartículas se estudia como una alternativa altamente eficiente para la mitigación de especies inorgánicas de arsénico en agua. En este trabajo se desarrolló una matriz de sílice mesoporosa del tipo SBA-15, por el método de sol-gel, con propiedades mejoradas para incrementar el área superficial específica. De esta manera se consiguió un material con más de 1,200 m2/g para incorporar en su superficie nanopartículas de óxido férrico dispersas que actuarían como sitios activos para la adsorción de iones de arsénico inorgánico. Las concentraciones de óxido férrico en los adsorbentes preparados fueron del 2, 3, 4 y 5% en peso con la intención de evaluar una propuesta económicamente atractiva. Los adsorbentes se caracterizaron por fisisorción de nitrógeno y microscopía electrónica de barrido-transmisión (STEM), difracción de rayos X en ángulos bajos y ángulos convencionales (XRD), espectroscopía Raman, fluorescencia de rayos X (XRF), potencial Z y espectroscopía de fotoemisión de rayos X (XPS). La determinación de arsénico en las muestras de agua se realizó por espectroscopía de absorción atómica después de evaluar el desempeño de las diferentes concentraciones de óxido férrico, la influencia del valor del pH, del tiempo de contacto y de la concentración inicial de arsénico en las soluciones. La máxima capacidad de adsorción para arsénico se consiguió a pH neutro y la concentración de 3% de óxido férrico en la superficie destacó del resto de los adsorbentes evaluados. Los resultados obtenidos de la cinética de adsorción, las isotermas de adsorción, el ambiente químico de las especies en XPS proporcionaron la información necesaria para modelar el mecanismo de adsorción entre los iones de arsénico y las nanopartículas de óxido férrico en el sistema propuesto.

"The growth of a variety of carbon nanostructures is still a hot topic, especially those that involve the growth of structures as building blocks to create 3D carbon materials. This doctoral dissertation project focused on techniques, catalysts, and precursors needed to grow these types of 3D carbon structures that are highly associated with a variety of applications in electronics, energy, chemistry, environmental remediation, medicine, and others. We described the state of the art associated with the growth techniques, catalyst characteristics, parameters, and precursors needed for the growth of carbon nanotubes, graphene, and other types of carbon nanostructures like helical structures, nanobelts, and highly defective carbon nanofibers. Also, it is explored the influence of bimetallic catalysts in the growth of carbon nanostructures by a chemical vapor deposition technique. The growth parameters of Co-Cu bimetallic thin films by a sputtering technique is investigated. Following the mixture of precursors used in our group for the growth of nitrogen-doped 3D carbon nanotube sponges, these were tested in a chemical vapor deposition system using the Co-Cu bimetallic thin film as a catalyst with a direct variation of temperature. Interesting interlaced and wrinkled carbon nanofibers were found. Besides, the growth of carbon nanobelts over Co-Cu thin films by the CVD technique was studied. This 3D carbon nanostructure is explored in their physical and chemical characteristics to determine a growth mechanism and the influence of Co and Cu nanoparticles. Tests with Ag and Au are also described. An exciting aspect is that Cu plays a crucial role in the growth of these types of structures. This work includes an exploration of a series of experiments using Cu thin films to grow carbon nanostructures to determine the influence and effect of Cu NPS during the growth of the carbon nanobelts. It was found that Cu NPS can nucleate a highly defective CNT and helical carbon nanostructures depending on size and shape. The growth mechanism is discussed. Finally, it is described the growth of 3D carbon nanostructures named “carbon nanotube sponges” using Fe as a catalyst and the quartz tube as a substrate with different precursors in a CVD system. The carbon nanotube sponges where physico-chemical characterized to determine potential applications." "El crecimiento de una variedad de nanoestructuras de carbono es aún considerado un tema relevante, en especial aquellos tópicos relacionados con el crecimiento de estructuras 3D de carbono en la que se emplean unidades constructoras. Este proyecto de tesis doctoral se enfoca en las técnicas de síntesis, así como en los catalizadores y precursores necesarios para el crecimiento de estructuras 3D de carbono, que están altamente asociadas a una variedad de aplicaciones en campos como electrónica, energía, química, remediación ambiental, medicina y otros. A lo largo de la tesis, describimos el estado del arte asociado a las técnicas de crecimiento, características de los catalizadores, parámetros y precursores necesarios para el crecimiento de nanotubos de carbono, grafeno, y otro tipo de estructuras como estructuras helicoidales, nanocinturones y nanofibras de carbono estructuralmente defectuosas. Además, se explora la influencia de catalizadores bimetálicos en el crecimiento de nanoestructuras de carbono por la técnica de deposición química de vapor. Se investigan los parámetros de crecimiento de láminas delgadas de un catalizador bimetálico a base de Co y Cu por la técnica de devanado catódico o sputtering. Esta lámina delgada es probada como catalizador bajo condiciones variantes de temperatura y empleando una mezcla de precursores anteriormente empleada en el grupo para la síntesis de estructuras 3D como esponjas de carbono nanoestructuradas y dopadas con nitrógeno. De forma interesante se observa la formación de nanofibras corrugadas y entrelazadas. Asimismo, se estudia el crecimiento de nanocinturones de carbono crecidos sobre la lámina delgada de Co-Cu. Se exploran las características físicas y químicas con el fin de determinar el mecanismo de crecimiento y la influencia de las nanopartículas de Co y Cu en el crecimiento de estas nanoestrucutras 3D de carbono. Pruebas con Ag y Au también son realizadas. En el desarrollo de esta tesis se encuentra aspectos interesantes sobre el rol del Cu ene el crecimiento de este tipo de nanoestructuras. Este trabajo de tesis incluye una serie de experimentos exploratorios empleando láminas delgadas de Cu, con el fin de determinar la influencia y efecto de las nanopartículas de Cu en el crecimiento de los cinturones de carbono."

Previendo la necesidad de desarrollar materiales compuestos a base de materia orgánica como alternativa a los materiales compuestos que contienen constituyentes de muy baja reciclabilidad, alto consumo energético en su producción y efectos negativos en la salud y el medio ambiente (tales como lo son la fibra de vidrio y las resinas epóxicas), se realizó una investigación de las posibles aportaciones de constituyentes de origen natural como las fibras procedentes de fuentes renovables –fibra de basalto y fibra de kenaf– y, una resina de aceite vegetal epoxidado (EVO) para obtener un material compuesto laminado. Uno de los temas más importantes y de mayor interés han sido las propiedades mecánicas de este tipo de materiales debido a que, por causa de su origen natural, las irregularidades e inestabilidad química, además de sus características ante esfuerzos mecánicos no han podido empatarse con aquellos constituyentes de origen sintético. Por esta razón, en este trabajo se adicionaron nanopartículas con distinta naturaleza química que fueron seleccionadas en función de la tendencia del interés científico tales como el óxido de grafeno (GrO), el óxido de zinc (ZnO), el óxido de cobre (CuO) y el metacaolín (MK) como refuerzo multifuncional a la resina epóxica biobasada; todo esto se realizó con el fin de conocer el efecto sobre las propiedades térmicas y mecánicas del compuesto biobasado a través de ensayos mecánicos a tensión y flexión, además de análisis dinámico – mecánico (DMA) para conocer estas propiedades. Además se buscó conocer la interacción fisicoquímica de los constituyentes a través de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y tomografía computarizada de rayos X (XR-CT). Además, las nanopartículas empleadas fueron sintetizadas como parte del desarrollo del trabajo y fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y FTIR. Como parte de los resultados, se obtuvo que las propiedades mecánicas a tensión de los biolaminados compuestos incrementaron en 22.80 % en el esfuerzo último con un nano-refuerzo de GrO en el caso del basalto, mientras que en el caso de kenaf incrementó un 206.20 %. Por otro lado, el MK presentó las mejores propiedades térmicas junto con el ZnO. De manera general, este trabajo buscó aportar una porción en la investigación en el área de materiales compuestos laminados bio-basados en México como un potencial candidato para su utilización en aplicaciones...

En la actualidad con la creciente demanda energética, el petróleo es la causa de contaminación con mayor impacto ambiental en el mundo. Por esta razón, surge la necesidad de aprovechar nuevas fuentes de energía limpias, que reduzcan las emisiones de gases contaminantes garantizando así la sustentabilidad ambiental y energética. Una alternativa prometedora a los combustibles fósiles es el hidrógeno. La reacción de evolución del hidrógeno (REH) por electrólisis del agua representa el mejor método de producción de hidrógeno de alta pureza libre de dióxido de carbono (CO 2), ideal para sistemas de conversión de energía limpia. De acuerdo a recientes investigaciones, el MoS 2 (disulfuro de molibdeno) y el Ni 2 P (fosfuro de níquel) son algunos materiales alternativos al platino (el cual es considerado el mejor catalizador de REH) que han demostrado individualmente una buena actividad catalítica en la REH. Por otro lado, se ha demostrado que el uso de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) como soporte aumenta el área superficial de los electrodos y mejora su estabilidad electroquímica. En este trabajo se realizó la integración de Ni 2 P, MoS 2 y MWCNT empleando dos diferentes rutas con el objetivo de diseñar un catalizador compuesto de estos materiales para usarse en la REH. La síntesis del compuesto Ni 2 P/MoS 2 /MWCNT consistió en usar secuencialmente un método solvotermal para producir capas de MoS 2 sobre los MWCNT y después un método de reacción de descomposición térmica para crecer nanopartículas de Ni 2 P en MoS 2 /MWCNT. Adicionalmente, se hizo una mezcla de MoS 2 /MWCNT (sintetizado por un método solvotermal) con Ni 2 P/MWCNT (sintetizado por un método de reacción de descomposición térmica) para obtener (Ni 2 P, MoS 2) /MWCNT. Las imágenes de SEM Y TEM revelaron que el MoS 2 tiene una morfología similar a capas de hojuelas, y las nanopartículas de Ni 2 P tienen una morfología esférica, ambas exhibieron un crecimiento uniforme sobre los MWCNTs. Los resultados de difracción de rayos X (DRX) demostraron la integración de Ni 2 P, MoS 2 y MWCNT. En Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT se confirmó la formación de Ni 2 P en MoS 2 /MWCNT y en (Ni 2 P, MoS 2)/ MWCNT se confirmó la combinación de Ni 2 P y MoS 2, cada uno soportado individualmente en MWCNT. Además, se evaluó la actividad catalítica de los materiales usando técnicas electroquímicas como voltametría lineal, cronoamperometría y espectroscopia de impedancia electroquímica. At present, with the growing energy demand, the consumption of oil is the cause of pollution with great environmental impact in the world. For this reason, a pressing need arises to take advantage of new clean energy sources that reduce emissions of polluting gases, thus ensuring environmental and energy sustainability. A promising alternative to fossil fuels is the energy carrier hydrogen. The hydrogen evolution reaction (HER) by water electrolysis represents the best method of production of high purity hydrogen free of carbon dioxide (CO 2 ), ideal for clean energy conversion systems. According to recent research, MoS 2 (molybdenum disulfide) and Ni 2 P (nickel phosphide) are some alternative materials to platinum (considered the best HER catalyst), which have individually demonstrated good catalytic activity in HER. On the other hand, it has been shown that the use of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as support increases the surface area of the electrodes and improves their electrochemical stability. In this work, the integration of Ni 2 P, MoS 2, and MWCNT were carried out using two different routes to design a catalyst composed of these materials for use in HER. The synthesis of the Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT compound consisted in sequentially using a solvothermal method to produce MoS 2 layers over the MWCNT and then a thermal decomposition reaction method to grow Ni 2 P nanoparticles in MoS 2 /MWCNT. Additionally, a mixture of MoS 2 /MWCNT (synthesized by a solvothermal method) with Ni 2 P /MWCNT (synthesized by a thermal decomposition reaction method) was made to obtain (Ni 2 P, MoS 2 ) /MWCNT. The SEM and TEM images revealed that MoS 2 has a sheet-like morphology flake-type, and the Ni 2 P nanoparticles have a spherical-like morphology, both exhibiting a uniform growth on the MWCNTs.The results of X-ray diffraction (XRD) demonstrated the integration of Ni 2 P, MoS 2 , and MWCNT. In Ni 2 P/MoS 2 /MWCNT the formation of Ni 2 P on MoS 2 /MWCNT was confirmed, and in (Ni2P, MoS 2 )/MWCNT the combination of Ni 2 P and MoS 2 was proved, each individually supported in MWCNT.Furthermore, the catalytic activity of the materials was evaluated using electrochemical techniques such as linear sweep voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In electrochemical measurements, it was observed that when comparing Ni 2 P/MWCNT, MoS 2 /MWCNT, and Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT, the mixture of (Ni 2 P, MoS 2 )/MWCNT exhibited the best ...

Los materiales superconductores que poseen una temperatura crítica TC por encima de 4.2 K (el punto de ebullición del He líquido) son atractivos para el desarrollo de la electrónica superconductora por razones de costo de operación, uno de estos materiales es el nitruro de tántalo en su fase cristalina FCC que presenta superconductividad a una TC de 6.5 K cuando se encuentra en forma de bulto. Para poder emplear este material en el diseño de micro y nano dispositivos superconductores, es necesario obtenerlo en forma de película delgada y tener el control de su TC. En el presente trabajo, se crecieron películas delgadas de nitruro de tántalo por ablación láser en forma reactiva dentro de un ambiente controlado de N2. Las películas se depositaron sobre sustratos de MgO (100) a cuatro temperaturas diferentes (650, 700, 750 y 850 °C), utilizando la misma presión de N2 (90 mTorr) en todos los experimentos. Para caracterizar las muestras se realizó un análisis químico por XPS in situ y un análisis estructural por XRD y TEM, mientras que para conocer la TC se midieron curvas de R vs. T mediante el método de las cuatro puntas. Los espectros XPS mostraron la existencia de nitruro de tántalo y la incorporación de impurezas de oxígeno al aumentar la temperatura de crecimiento, que se encuentran como TaON y Ta2O5. Además, se estimó que el tántalo presenta los estados de oxidación Ta5+ y Ta3+. Por su parte, los difractogramas de rayos X evidenciaron que las películas presentan estructuras FCC y hexagonal, y que conforme aumenta la temperatura de crecimiento, la cristalinidad aumenta y el parámetro de red disminuye. Por otro lado, las curvas de R vs. T demostraron que las películas crecidas a 750 y 850 °C exhiben superconductividad a una TC de 5.66 y 7.32 K respectivamente. Por último, las micrografías y los patrones de difracción de electrones obtenidos por TEM indicaron que las películas superconductoras presentan una estructura FCC y un espesor de 70 nm, donde la película crecida a 750 °C exhibe un crecimiento localmente ordenado en algunas regiones y la película crecida a 850 °C exhibe un crecimiento localmente epitaxial. Superconducting materials with a critical temperature TC above 4.2 K (the boiling point of liquid He) are attractive for the development of superconducting electronics for operating cost reasons. One of these materials is tantalum nitride with a crystalline phase FCC, which exhibits superconductivity at a TC of 6.5 K when it is in bulk. In order to use this material in the design of micro and nano superconducting devices, it is necessary to obtain it in the form of a thin film and control its TC. In the present work, thin films of tantalum nitride were synthesized by reactive laser ablation in a controlled environment of N2. The films were grown on MgO (100) substrates at four different temperatures (650, 700, 750, and 850 °C), using the same pressure of N2 (90 mTorr) in all experiments. Chemical analysis by XPS in situ and structural analysis by XRD and TEM were carried out. While to know the TC, R vs. T curves were measured by the four-probe method. The XPS spectra showed the existence of tantalum nitride and the incorporation of oxygen impurities with increasing growth temperature, which are found as TaON and Ta2O5. Also, it was estimated that tantalum presents the oxidation states Ta5+ and Ta3+. Furthermore, the X-ray diffractograms proved that the films present FCC and hexagonal structures and that as the growth temperature increases, the crystallinity increases and the lattice parameter decreases. On the other hand, R vs. T curves demonstrated that films synthesized at 750 and 850 °C exhibit superconductivity at a TC of 5.66 and 7.32 K, respectively. Finally, the micrographs and the electron diffraction patterns obtained by TEM indicated that the superconducting films have an FCC structure and a thickness of 70 nm, where the film synthesized at 750 °C exhibits locally ordered growth in some regions and the film synthesized at 850 °C it exhibits locally epitaxial growth.

Las actuales exigencias de la industria automotriz y sus consumidores obligan a las empresas fabricantes de automóviles a desarrollar e innovar en nuevos materiales, buscando que sus componentes cumplan con los requerimientos y normas internas, así como con las exigencias de apariencia que demanda el consumidor. Actualmente se manejan 3 opciones de materiales recomendados para su uso en la inyección de parrillas exteriores plásticas automotrices moldeadas en color, que para cumplir los requerimientos tienen que ser sometidos a procesos adicionales de evaluación y desempeño; sin embargo, estos materiales están limitados en algunas propiedades de desempeño y apariencia que resultan esenciales para el mercado automotriz. El presente trabajo presenta un estudio comparativo entre los tres materiales comúnmente utilizados para la fabricación de parillas exteriores (TPO, ASA, PC) y tres materiales propuestos (ABS+PC, TPO+25% de fibra de vidrio, PP + 20% fibra de vidrio). La comparación entre los materiales fue hecha con base en la determinación de sus propiedades mecánicas de tensión y resistencia al impacto, así como del brillo. De los resultados obtenidos se concluyó que, la mejor opción de material para la inyección de parrillas continúa siendo el PC, sin embargo, una alternativa viable sería el ABS + PC, sin embargo, este material presenta propiedades ligeramente menores en comparación con el PC tanto en tensión como en brillo e impacto. The current demands of the automotive industry, as well as those of consumers, force to the manufacturing companies to seek improvement and innovation in their materials making sure that the components fulfill with internal requirements and standards, taking care of the part appearance that the consumer demands. Currently there are 3 recommended material options for use in the injection of automotive molded in color plastic exterior grilles, components that needs to undergo additional evaluation and performance processes to assure meet the requirements; however, these materials are limited in some performance and appearance properties that are essential to the automotive market. This dissertation shows a comparative study between the three materials commonly used for the manufacture of exterior grilles (TPO, ASA, PC) y and three proposed materials (ABS+PC, TPO+25% fiberglass, PP + 20% fiberglass). The comparison between the materials was made based on their mechanical and optical properties. As a result of the tests it was concluded that, the best material option for exterior grilles still being PC, however, a possible alternative could be ABS + PC, but it is important to note that this material has slightly lower properties compared to PC both in terms of tension, brightness and impact.

El grafeno, es una hoja bidimensional de átomos de carbono entrelazados en forma de panal de abeja, el cual, ha llamado mucha atención e interés debido a sus extraordinarias propiedades mecánicas, por ejemplo, su Módulo de Young es de 1TPa. El grafeno puro es uno de los materiales más fuertes que se han descubierto, esto sugiere que su uso e incorporación como cargas en matrices poliméricas puede ayudar a mejorar las propiedades mecánicas de los polímeros. Este trabajo de tesis plantea una metodología para la integración del grafeno como nanorefuerzo para mejorar las propiedades mecánicas del polipropileno normalmente utilizado por la industria automotriz en la fabricación de piezas para automóviles. La incorporación de grafeno como nanorefuerzo polimérico se llevó a cabo sin alterar los procesos productivos más que el paso adicional de incorporar el grafeno al polipropileno. Se evaluaron dos tipos y tres porcentajes de carga de grafeno, en un polipropileno virgen y en un polipropileno con una carga de caucho sintético o EPDM (monómero de etileno propileno dieno, por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos demuestran que la integración de grafeno en polipropileno virgen con porcentajes de carga de 0.1 wt% incrementa 12.8% en promedio sus propiedades mecánicas; 9.5% en el módulo de Flexión, 8.7% en el esfuerzo de cedencia, 19% resistencia al impacto, 10% en la temperatura de deflexión bajo carga y finalmente el índice de fluidez en 17%. Graphene, a two-dimensional layer of atoms in a honeycomb crystal lattice has been of much interest due to its extraordinary mechanical properties for example its Young’s modulus of 1TPa. Pure graphene is one of the strongest materials ever discovered. This remarkable property suggests that incorporating graphene as a filler to a polymeric matrix can help improving its mechanical properties. This thesis work proposes a methodology to incorporate graphene into an automotive application grade Polypropylene (PP) as a nano-reinforcement to improve its mechanical properties. Incorporation of graphene into the polymeric matrix was carried out without mayor modification to the manufacturing process. It was evaluated two types and three different concentrations of graphene into neat PP and PP with synthetic rubber or EPDM (ethylene propylene diene monomer). This study shows that the incorporation of graphene in concentrations of 0.1 wt% to neat PP improves its mechanical properties in average 12.8%: Flexural Module 9.5%, Yield Stress 8.7%, Impact Resistance 19%, Heat Deflection Temperature 10%, and Melt Flow Index 17%.