Search

L'objectiu d'aquest projecte és sintetitzar i caracteritzar nanopartícules d'òxid de cobalt. Ens interessa estudiar diferents isomorfes de monòxid de cobalt (CoO) ja que són materials nous i se'n desconeixen les propietats; en algunes investigacions s'intueix un comportament antiferromagnètic la qual cosa les fa especialment interessants per aplicacions magnètiques.

El grup Gnm3 del Departament de Física de la UAB, en col·laboració amb el Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia,han recobert matrius poroses polimèriques amb nanocapes magnètiques, per a ser usades com a plataformes per a l'alliberament controlat de fàrmacs. Aquesta capa té una composició que li permet degradar-se més ràpid, sense produir citotoxicitat i sense perdre les seves propietats magnètiques, essencials per al seu correcte transport al lloc d'alliberament del fàrmac. El grupo Gnm del Departamento de Física de la UAB, en colaboración con el Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología, han recubierto matrices porosas poliméricas con nanocapas magnéticas, para ser usadas como plataformas para la liberación controlada de fármacos. Esta capa tiene una composición que le permite degradarse más rápido, sin producir citotoxicidad y sin perder sus propiedades magnéticas, esenciales para su correcto transporte al lugar de liberación del fármaco.

The implementation of the Chemical Solution Deposition (CSD) methodology with 23 the Drop on Demand (DoD) inkjet printing (IJP) technology has been successfully employed to 24 develop a Solution Deposition Planarization (SDP) method. We have used nanocrystalline yttrium 25 oxide (Y₂O₃) to decrease the roughness of technical metallic substrates by filling the surface 26 imperfections and thus avoiding costly polishing steps. This alternative process represents an 27 outstanding methodology to reduce the final cost of the 2G coated conductors manufacturing. 28 Two Y₂O₃ metalorganic precursor inks formulations were successfully developed and tested to 29 obtain surfaces as smooth as possible with adequate mechanical properties to hold the internal 30 stresses developed during the subsequent layers growth. 31 By using these inks as precursors for IJP and after a proper tuning of the rheological and 32 wetting parameters, we firstly obtained short length uniform 100nm-thick Y₂O₃-SDP films on 33 unpolished stainless steel substrate from Bruker HTS. The scalability of the reel to reel (R2R)-IJP 34 process to 100m is then demonstrated on metallic substrates as well. A complete characterization of 35 the prepared short and long length SDP-Y₂O₃ inkjet-printed layers was carried out by optical 36 microscopy, FIB-SEM (Focus Ion Beam coupled to Scanning Electron Microscopy), XRD (X-Ray 37 Diffraction), AFM (Atomic Force Microscopy), reflectometry and nanoindentation techniques. Then, 38 the morphology, thickness, crystallinity and mechanical properties were evaluated, together with 39 the surface roughness in order to assess the resulting layer planarity. The impact of planarity was 40 additionally studied via growth of biaxially textured buffer layers as well as further functional 41 layers. 1.1µm-thick YSZ layers with in-plane textures better than the SS polished reference were 42 successfully deposited on top of the 100 nm SDP-Y2O3 films yielding 50% of Ic in contrast to the 43 standard reference.

Nacre continues to be an inspiration for the fabrication of strong and tough materials from renewable and earth-abundant raw materials. Herein, we showed how a nacre-like hybrid material based on nanocellulose (NC) and CaCO₃ can be prepared via the sequential infiltration of polymer-stabilised CaCO₃ liquid precursors into layers of pre-deposited NC films. Layer-by-layer assembly of the NC films followed by controlled spreading and infiltration with liquid CaCO₃ precursors generated a lamellar material with an architecture and iridescent appearance similar to those of nacre. The wettability of the NC films towards the liquid CaCO₃ precursors was controlled by hydroxyl and carboxyl functionalization of the NC fibrils and the addition of magnesium ions. The combination of a high stiffness and plasticity of the nacre-like NC/CaCO₃ hybrid materials show that excellent mechanical properties can be obtained employing a fibrillar organic constituent that is relatively hard. The fabrication of a nacre-like hybrid material via an aqueous route of assembly and infiltration processing demonstrates how a sustainable composite material with outstanding properties can be produced using the most abundant biopolymer and biomineral on earth.

L'article final d'aquest post-print canvia pacialment el títol a: "Single step electrosynthesis of NiMnGa alloys" An electrochemical synthesis route for NiMnGa alloys is presented. Thin films (TFs) of NiMnGa were fabricated by single step electrodeposition from aqueous electrolytes using direct current (DC) over a range of current densities. By meticulous electrolyte tuning, homogeneous TFs with high Ga and Mn content could be achieved at current densities as high as -400 mA cm-2. Detailed compositional analysis of the alloys showed that growth was homogeneous and oxygen content was minimized. TFs plated at very low current densities were found to be nanocrystalline/ amorphous. In order to obtain fully crystalline samples, thermal annealing was carried out. Mechanical characterization was assessed by nanoindentation, and the effect of Ga content on mechanical properties was investigated.

Two new Fe-based alloys, Fe-10Mn6Si1Pd and Fe-30Mn6Si1Pd, have been fabricated by arc-melting followed by copper mold suction casting. The Fe-30Mn6Si1Pd alloy mainly consists of ε-martensite and γ-austenite Fe-rich phases whereas the Fe-10Mn6Si1Pd alloy primarily contains α-Fe(Mn)-ferrite phase. Additionally, Pd-rich precipitates were detected in both alloys. Good mechanical response was observed by nanoindentation: hardness values around 5.6 GPa and 4.2 GPa and reduced Young's modulus values of 125 GPa and 93 GPa were measured for the as-prepared Fe-10Mn6Si1Pd and Fe-30Mn6Si1Pd alloys, respectively. Both alloys are thus harder and exhibit lower Young's modulus than 316L stainless steel, which is one of the most common Fe-based reference materials for biomedical applications. Compared with the ferromagnetic Fe-10Mn6Si1Pd alloy, the paramagnetic Fe-30Mn6Si1Pd alloy is more appropriate to be used as an implant since it would be compatible with nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI) analyses. Concerning biocompatibitliy, the more hydrophilic Fe-10Mn6Si1Pd shows improved cell adhesion but its pronounced ion leaching has a negative effect on the proliferation of cells. The influence of immersion in simulated body fluid on composition, microstructure, mechanical and magnetic properties of both alloys is assessed, and the correlation between microstructure evolution and physical properties is discussed.

The microstructure, mechanical behaviour, and biocompatibility (cell culture, morphology, and cell adhesion) of nanostructured Ti45 Zr15 Pd35- x Si5 Nbx with x = 0, 5 (at. %) alloys, synthesized by arc melting and subsequent Cu mould suction casting, in the form of rods with 3 mm in diameter, are investigated. Both Ti-Zr-Pd-Si-(Nb) materials show a multi-phase (composite-like) microstructure. The main phase is cubic β-Ti phase (Im3m) but hexagonal α-Ti (P63/mmc), cubic TiPd (Pm3m), cubic PdZr (Fm3m), and hexagonal (Ti, Zr)5 Si3 (P63/mmc) phases are also present. Nanoindentation experiments show that the Ti45 Zr15 Pd30 Si5 Nb5 sample exhibits lower Young's modulus than Ti45 Zr15 Pd35 Si5 . Conversely, Ti45 Zr15 Pd35 Si5 is mechanically harder. Actually, both alloys exhibit larger values of hardness when compared with commercial Ti-40Nb, (HTi-Zr-Pd-Si ≈ 14 GPa, HTi-Zr-Pd-Si-Nb ≈ 10 GPa and HTi-40Nb ≈ 2.7 GPa). Concerning the biological behaviour, preliminary results of cell viability performed on several Ti-Zr-Pd-Si-(Nb) discs indicate that the number of live cells is superior to 94% in both cases. The studied Ti-Zr-Pd-Si-(Nb) bulk metallic system is thus interesting for biomedical applications because of the outstanding mechanical properties (relatively low Young's modulus combined with large hardness), together with the excellent biocompatibility.

Des de principis dels anys seixanta, els materials coneguts com a vidres metàl·lics han estat objecte d’un gran número d’investigacions centrades principalment en la comprensió de la seva estructura i de les propietats tèrmiques, magnètiques i mecàniques. Tal com el seu nom indica, sent vidres no presenten ordenament atòmic a llarg abast donant lloc a la seva estructura amorfa. Aquesta falta d’ordre els confereix propietats i comportaments considerablement diferents respecte als aliatges cristal·lins. En el camp de les propietats mecàniques, els vidres metàl·lics es caracteritzen per posseir un alt límit elàstic que, juntament amb la possibilitat d’obtenir-los en forma màssica, ha obert un nou camp d’interès en la utilització d’aquests com a materials estructurals. No obstant, la deformació plàstica a temperatura ambient succeeix de forma molt localitzada mitjançant la formació de bandes de cisalla. Com a conseqüència, els vidres metàl·lics, enlloc d’experimentar enduriment per deformació típica dels materials cristal·lins, s’ablaneixen impedint una deformació plàstica estable. Com a resultat, malgrat el seu alt límit de fluència, els vidres metàl·lics tendeixen a fracturar-se després d’una deformació macroscòpica limitada, restringint d’aquesta manera la seva utilització en molts camps d’aplicació. Així doncs, en els darrers temps, la millora de la plasticitat d’aquest tipus de materials s’ha convertit en l’objecte de molts treballs d’investigació. Apart d’alguns casos puntuals on s’han trobat vidres metàl·lics amb plasticitat intrínseca, el concepte més explorat per tal d’evitar tal ruptura catastròfica ha estat la precipitació d’una segona fase. Vàries rutes han estat provades per obtenir aliatges amb matriu amorfa amb més ductilitat: afegir directament una fase reforçant al material fos, dissenyar una composició adequada que resulti en un material compost al solidificar-lo o precipitar la segona fase durant un tractament tèrmic o de deformació. Seguint una d’aquestes rutes, un aliatge heterogeni format, ja sigui per una fase cristal·lina micro- o nano-mètrica, una fase quasicristal·lina o fins i tot una segona fase amorfa integrada dins una matriu amorfa ha estat fabricat. L’estudi desenvolupat al llarg d’aquesta Tesi es centra bàsicament en la millora de les propietats mecàniques dels vidres metàl·lics, donant especial èmfasi a la millora de la plasticitat, mitjançant algunes de les tècniques esmentades anteriorment. Principalment, s’han estudiat els canvis estructurals induïts per deformació, tractament tèrmic i afegint un nou element en diferents famílies de vidres metàl·lics i l’efecte de tals en les propietats mecàniques resultants. Els canvis estructurals han estat caracteritzats per tècniques de calorimetria, difracció de raig-X i per microscòpia electrònica. Tot seguit, la influència d’aquests en el comportament mecànic dels vidres s’ha portat a terme mitjançant principalment tests de compressió i nanoindentació. Els canvis mecànics i estructurals ocasionats per tractaments tèrmics en dues famílies de vidres metàl·lics (basats en Ti i en Fe) han estat estudiats. D’aquesta secció podríem concloure que bé si s’ha observat una bona millora en les propietats mecàniques (mòdul de Young, duresa, resistència al desgast,etc) quan el tractament tèrmic s’ha dut a terme al voltant de la temperatura de transició vítria (microstructura formada per nanocristalls dispersos en una matriu amorfa) la plasticitat continua sent limitada. Tot seguit, hem estudiat els canvis ocasionats per l’addició d’un element, Nb, en una composició inicialment amorfa. Hem pogut observar, com a mesura que introduïm Nb a l’aliatge format per Ti, Zr, Cu i Pd la capacitat de formació vítria va disminuint fins que per un percentatge de Nb del 4 % atòmic ens trobem amb un aliatge pràcticament cristal·lí. No obstant, en les composicions amb el 2% i el 3% de Nb, on s’observa una microstructura formada per petits cristalls integrats en una matriu amorfa, s’ha observat un increment notable (al voltant del 10%) en la plasticitat de l’aliatge. Aquesta Tesi també engloba un estudi detallat de la resposta de materials inicialment amorfs al ser sotmesos a diferents nivells de deformació plàstica. Tot i ser sotmesos a les mateixes condicions de deformació, en l’aliatge basat en titani es detecta ablaniment, mentre que en l’aliatge format principalment per zirconi s’observa enduriment. Els possibles efectes d’aquest comportament dissimilar són explicats en termes de volum lliure, cristal·lització i canvis en l’ordre a curt abast., Metallic glasses have been the subject of widespread research since the 1960's with significant progress in the understanding of their behaviour. They are amorphous metallic alloys; as the name suggests, being glasses, they do not possess long range order because of their amorphous nature; formed by metals, they are not transparent to light. As a result, they exhibit unique chemical, physical, mechanical and magnetic properties compared to conventional crystalline metallic alloys. In particular, their high yield strength together with the possibility of casting them into bulk form has triggered the interest in using them as structural materials. However, plastic deformation at room temperature occurs in a highly localized manner by the formation of a few shear bands. Instead of work hardening, metallic glasses soften upon deformation, which prevents stable plastic elongation. Once yielding has set in, most metallic glasses tend to fracture in a brittle manner, with almost total lack of plasticity, restricting their use in many applications. As expected, in the last decade, many works were focused on the circumvention of this limited plasticity. Apart from some specific cases where intrinsic plasticity was observed, precipitation of a second phase was found to be the most effective way to promote multiple shear band formation and obtain both, high strength and enhanced plasticity. Many methods were developed to achieve such heterogeneous microstructure. For instance, the second phase can be physically added to the alloy prior to casting, precipitated directly from the melt or by thermal or mechanical treatments of the as-cast alloy. Following one of those procedures a microstructure composed of either a micro- or nano- sized crystalline, quasi-crystalline or non-crystalline phases embedded in an amorphous matrix can be synthesized. The structural and mechanical changes induced in metallic glasses by annealing, element addition and deformation form the main topic of the work presented in this Thesis. The microstructural changes have been characterized by calorimetry, X-ray diffraction and electron microscopy. The influence of these changes on the mechanical behaviour of these glasses has been mainly investigated through compression tests and nanoindentation tests. Structural and mechanical changes upon annealing have been studied in two families of metallic glasses: a Ti40Zr10Cu38Pd12 alloy and a Fe36Co36B19.2Si4.8Nb4 alloy. Annealing treatments of these alloys around Tg, when disperse nanacrystallites are embedded in an amorphous matrix, results in enhanced mechanical properties. However, the former is believed to deteriorate plasticity due to structural relaxation of the amorphous structure. On the other hand, the appearance of tiny nanocrystals embedded in an amorphous matrix is found to be the responsible of the increase above 10% of plastic strain when 3 % of Nb is added to the amorphous Ti40Zr10Cu38Pd12 alloy. However, a brittle behaviour is observed if the Nb content is exceedingly high (4%). The structural and mechanical changes experienced by metallic glasses upon deformation treatments have also been subject of study in this thesis. While strain softening in the Ti40Zr25Ni8Cu9Be18 metallic glass alloy takes place as deformation proceeds (by means of compression test as well as during nanoindentation), in the Zr62Cu18Ni10Al10 BMG the opposite effect, strain hardening, is observed. The possible reasons of the observed dissimilar behaviour have been explained in terms of free volume, crystallization and changes in the short range order.

L’objectiu d’aquest projecte és sintetitzar i caracteritzar nanopartícules d’òxid de cobalt. Ens interessa estudiar diferents isomorfes de monòxid de cobalt (CoO) ja que són materials nous i se’n desconeixen les propietats; en algunes investigacions s’intueix un comportament antiferromagnètic la qual cosa les fa especialment interessants per aplicacions magnètiques.

En un principi vam començar a fer aquest projecte amb la idea de posar en funcionament el programa Phreeqc i elaborar-ne un manual d’un programa anomenat Phreeqc. El Phreeqc és un programa informàtic que permet realitzar simulacions de la distribució dels contaminants i les diferents espècies químiques en aigües naturals i contaminades a través d’unes paraules clau distribuïdes en quatre barres d’eines (depenent de la seva funció). Aquest programa ja té un manual bastant extens (més de 300 pàgines, annex I); la nostra idea era copsar-ne les idees més importants, i, a partir del manual ja elaborat, els exemples que dóna el programa i observant i utilitzant el programa amb els nostres propis exemples elaborar-ne un de molt més reduït amb els aspectes més bàsics i necessaris per poder dur a terme les simulacions.

The superelastic behavior of single crystal Cu-Al-Mn-Ni shape memory alloy micro-pillars was studied under compression as a function of crystallographic orientation. Cylindrical pillars of about 2 μm diameter were micro-machined from targeted crystal orientations. While pillars oriented close to the [001] direction showed the largest total transformation strain (~7%), plastic deformation dominate d the compressive response in the pillars milled close to the [111] direction due to their high elastic anisotropy combined with the large stresses required to induce th e transformation. Shape strain contour plots were constructed for γ’ and β’ martensites, and the martensite start stress was calculated using the Clausius-Clapeyron equation. The same general trends are observed in both the experimental and calculated results, with some exceptions: larger transformation stresses and lower transformation strains are observed in the microsized pillars., United States. Army Research Office. Institute for Soldier Nanotechnologies (contract number W911NF-13-D-0001), Marie Curie Individual Fellowships ((FP7-PEOPLE-2012-IOF call) under contract number 327017)

Aquesta Tesi engloba la fabricació i caracterització de materials sostenibles com poden ser partícules de bismut (Bi), capes de ferrita de bismut (BiFeO3) i aliatges de base Cu amb memòria de forma. S’ha emprat l’electrodeposició per obtenir partícules de Bi micromètriques i submicromètriques a partir d’un electròlit aquós així com també per sintetitzar capes de BiFeO3 a partir d’un bany de dimetilformamida seguit d’un tractament tèrmic en aire. Els aliatges amb memòria de forma de coure-alumini-níquel (Cu–Al–Ni) s’han fabricat mitjançant polvorització catòdica. Per obtenir les capes primes de Cu–Al–Ni s’han utilitzat dues metodologies diferents: d’una banda, s’han dipositat capes de Cu-Ni i Al alternativament per tal d’obtenir una estructura tipus sandvitx; seguidament les capes s’han tractat tèrmicament i s’han trempat en aigua gelada. D’altra banda, s’han crescut capes de Cu–Al–Ni en substrats de MgO aplicant temperatura. Les capes s’han caracteritzat morfològicament mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (SEM). Per a la caracterització estructural s’ha utilitzat difracció de raigs X (XRD) i microscòpia electrònica de transmissió (TEM). Les capes de ferrita de bismut s’han mesurat per magnetometria de mostra vibrant (VSM). Per tal de conèixer les temperatures de transició de fase de les capes de Cu–Al–Ni s’han dut a terme mesures de resistivitat en funció de la temperatura. S’ha estudiat la morfologia de les partícules de bismut en funció de la composició del bany, de l’activitat del substrat i del potencial aplicat. A mesura que s’augmenta el valor absolut del potencial aplicat es va observar un canvi en la morfologia de les partícules (d’hexàgons a dendrites) independentment del substrat utilitzat. Cal remarcar que les partícules de bismut recobreixen el substrat de forma més homogènia (sense aglomeracions) quan s’afegeix gluconat de sodi al bany. La caracterització estructural de les capes de BiFeO3 preparades per electrodeposició i posterior tractament tèrmic revelà que l’estructura romboèdrica de BiFeO3 (interessant pel seu caràcter multiferroic) es forma al voltant dels 600 °C. El lleuger senyal ferromagnètic observat a la capa tractada tèrmicament a 600 °C s'atribueix principalment al seu caràcter nanostructurat, la qual cosa afavoreix l'aparició de fenòmens d’inclinació aleatòria dels espins a la superfície (efecte conegut com a spin canting) en la fase BiFeO3. En les capes de Cu–Al–Ni preparades per polvorització catòdica i posterior tractament tèrmic, s’observà que un canvi gradual en la seva composició (és a dir, disminució del contingut d'Al i un augment del contingut de Ni) comporta un canvi en la fase formada a temperatura ambient (de martensita a austenita). Les capes obtingudes presenten una estructura policristal·lina orientada aleatòriament. D'altra banda, en les capes de Cu–Al–Ni fabricades a alta temperatura en substrats de MgO, es va detectar un creixement texturat en (200) a causa de la relació epitaxial entre la capa i el substrat. Les mesures de resistivitat versus temperatura van posar de manifest l’existència de transformació martensítica en la capa austenítica texturada mentre que no es va observar transformació en la capa austenítica orientada aleatòriament. Finalment, s'ha fet una contextualització general del potencial que presenten els materials desenvolupats en aquesta Tesi com a candidats sostenibles en sistemes micro i nano. This thesis dissertation includes the synthesis and characterization of sustainable materials including bismuth (Bi), bismuth ferrite (BiFeO3) and copper-based shape memory alloys. Electrodeposition and sputter deposition were employed as the synthesis techniques. Electrodeposition was used in order to obtain micron and submicron sized Bi particles from an aqueous electrolyte and BiFeO3 films when electrodeposition from dimethylformamide bath was followed by heat treatment of the resulting coatings in open air. Sputter deposition was applied to produce copper-aluminium-nickel (Cu–Al–Ni) shape memory alloys. Two approaches were followed to obtain the Cu–Al–Ni thin films. In one of the methods applied, multilayers of Cu-Ni and Al were first sputtered, followed by heat treatment and quenching in iced water while, in the other method, epitaxial growth of austenitic Cu–Al–Ni on MgO substrate was obtained by sputter deposition along with in-situ heat treatment. Morphological characterization of the samples was carried out by scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used for structural characterization. For the investigation of magnetic properties of the bismuth ferrite films, vibrating sample magnetometry (VSM) was implemented. In order to observe the martensitic transformation behaviour in the sputter deposited Cu–Al–Ni films, electrical resistivity measurements with respect to temperature were carried out. The morphology of the Bi particles was investigated as a function of the bath composition, substrate activity and the applied potential. In all cases, it was seen that as the absolute value of the applied potential increased, an evolution in the particle morphology from hexagons to dendrites was observed. Moreover, Bi particles were more uniformly distributed over the substrate when sodium gluconate was added to the electrolyte. The characterization studies for the BiFeO3 films prepared by electrodeposition and subsequent heat treatment revealed that rhombohedral BiFeO3 (interesting for its multiferroic character) formed around 600 °C. At lower and higher temperatures, secondary binary and ternary oxide phases were encountered. The observed weak ferromagnetic-like behaviour in the film annealed at 600 °C is mainly ascribed to nanostructuration which, in turn, favours the occurrence of spin canting in the BiFeO3 phase. In the free-standing Cu–Al–Ni films prepared by sputter deposition and subsequent heat treatment, it was observed that a gradual change in the film composition (i.e. decrease in the Al content and an increase in the Ni content) resulted in a shift in the room temperature phase formation from martensite to austenite. The obtained films exhibited a randomly oriented polycrystalline structure. On the other hand, for the austenitic Cu–Al–Ni film grown at high temperature on MgO substrates, a (200) textured growth of the film was observed due to the epitaxial relationship between the film and the substrate. The electrical resistance change vs. temperature measurements revealed that martensitic transformation was observed in the textured austenite film whereas it was not observed in the randomly oriented austenite film. The potential of the materials investigated throughout this Thesis as sustainable candidates in micro- and nanosystems is outlined.

Aquesta tesi doctoral comprèn la síntesi d’aliatges basats en ferro mitjançant diversos mètodes de fabricació. Aquests aliatges s’han dissenyat amb la intenció de ser utilitzats en biomedicina o en aplicacions mediambientals. S’ha donat especial èmfasi a dissenyar una composició adequada i a estudiar la morfologia i les propietats estructurals per tal d’optimitzar tant les propietats mecàniques com les propietats magnètiques dels materials resultants. En primer lloc es va utilitzar la tècnica de fusió per arc i colada per succió amb motlle de coure per fabricar dos aliatges densos: un aliatge ferromagnètic amb composició en pes Fe-10Mn6Si1Pd i un aliatge paramagnètic amb memòria de forma amb composició en pes Fe-30Mn6Si1Pd. L’evolució de la microestructura, les propietats mecàniques i magnètiques, així com també la degradació, la citotoxicitat i la proliferació de cèl·lules en solució Hanks es van estudiar de forma sistemática en funció del temps d’immersió. Per tal de millorar la biocompatibilitat de l’aliatge Fe-10Mn6Si1Pd, aquest aliatge es va recobrir amb fosfat de calci (brushita o hidroxilapatita) mitjançant la tècnica d’electrodeposició per corrent polsant. A conseqüència de la morfologia porosa d’aquests recobriments (per exemple: en forma d’agulles, cilindres o plaques), el mòdul de Young i la duresa mesurades foren inferiors als valors obtinguts en recobriments anàlegs no porosos. Seguidament, amb l’objectiu d’incrementar la velocitat de degradació i reduir el mòdul de Young d’aquests aliatges compactes, es van fabricar aliatges porosos de Fe-30Mn6Si1Pd mitjançant un procés de premsa i sinterització de Fe, Si, Mn i Pd en pols prèviament mòlta i barrejada amb un 10, un 20 o un 40% en pes de NaCl en un molí de boles. Cal destacar, que després de submergir els aliatges porosos durant un període llarg de temps, el mòdul de Young reduït que es va mesurar en tots ells va ser d’uns 20 GPa (essent aquest valor similar al mòdul de Young de l’os humà, entre 3-27 GPa). Aquest fet afavoriria una bona compatibilitat biomecànica entre l’implant i el teixit ossi veí. Per altra banda, es van fabricar escumes de Fe i Fe-Mn de cèl·la oberta utilitzant matrius de poliuretà poroses pel mètode de rèplica. Es va observar que la resposta magnètica d’aquestes escumes, des de pràcticament no magnètica a ferrimagnètica, es podia controlar ajustant el contingut de Mn i el flux de N2. També, en el marc de propietats magnètiques, es va utilitzar la tècnica d’irradiació amb làser polsat de femtosegon per crear patrons magnètics periòdics a la superfície d'un aliatge amorf no ferromagnètic basat en Fe. Finalment, es va preparar un aliatge nanoporós ric en Fe per dissolució selectiva de cintes de Fe43.5Cu56.5 fabricades per tornejat en estat de fusió. Es va observar que els materials nanoporosos eren un excel·lent catalitzador heterogeni de la reacció de Fenton per la degradació del taronja de metil en solució aquosa., This Thesis dissertation covers different synthetic approaches to obtain Fe-based alloys to be used for biomedical and environmental applications. Special emphasis has been placed to design a proper composition and to study the morphology and structural properties to tailor both the mechanical and magnetic properties of the resulting materials. Firstly, ferromagnetic Fe-10Mn6Si1Pd (wt.%) and shape memory, paramagnetic Fe-30Mn6Si1Pd (wt.%) compact alloys were prepared by arc-melting followed by copper mold suction casting. The evolution of microstructure, mechanical and magnetic properties, as well as the assessment of degradation, cytotoxicity and cell proliferation in Hank’s solution as a function of the immersion time were systermatically studied. With the aim to improve the biocompatibility of the Fe-10Mn6Si1Pd alloy, calcium phosphate coatings (CaP) (i.e., brushite and hydroxyapatite) were electrodeposited on the alloy by pulsed current electrodeposition. Due to porous structures resulting from needle-, rod- or plate-like morphologies, the measured Young’s modulus and hardness of these coatings were lower than those of fully-dense CaP layers with analogous compositions. Then, to increase the degradation rate and to reduce the Young’s modulus of the fully bulk alloys, porous Fe-30Mn6Si1Pd (wt.%) alloys were prepared by a simple press and sinter process from ball-milled Fe, Mn, Si and Pd powders blended with 10 wt.%, 20 wt.% and 40 wt.% NaCl. Remarkably, the reduced Young’s modulus of all the porous alloys reached values close to 20 GPa after long-term immersion, a value which is close to the Young’s modulus of human bones (3–27 GPa), hence favoring good biomechanical compatibility between an eventual implant and the neighboring bone tissue. Meanwhile, open cell Fe and Fe-Mn oxides foams were prepared by the replication method using porous polyurethane templates. The magnetic response of the foams, from virtually non-magnetic to ferrimagnetic, could be tailored by controllably adjusting the Mn content as well as the N2 flow rate. Still dealing with magnetic properties, femtosecond pulsed laser irradiation was used to create periodic magnetic patterns at the surface of a non-ferromagnetic amorphous Fe-based alloy. Finally, a nanoporous Fe-rich alloy was prepared by selective dissolution of melt-spun Fe43.5Cu56.5 ribbons. The nanoporous ribbons were found to be an excellent heterogeneous Fenton catalyst towards the degradation of methyl orange in aqueous solution.