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Esta tesis se enmarca en el campo de la Ciencia de Materiales y la Química de Coordinación, ya que se centra en el diseño de nuevos materiales porosos. Específicamente, explora la síntesis, caracterización y aplicaciones de nuevos Marcos Metal-Orgánicos (MOFs) basados en zinc. En general, los principales objetivos de esta tesis son dos. En primer lugar, obtener y caracterizar nuevos polímeros de coordinación porosos (MOFs) ensamblados con ligandos oxamidato derivados de biomoléculas como aminoácidos, así como metales biocompatibles como el zinc. En segundo lugar, estudiar las propiedades y aplicaciones potenciales de estos materiales. En este sentido, se pretende proporcionar ejemplos de aplicaciones prácticas que muestren el potencial de estos nuevos MOFs, enfatizando así la importancia de estos compuestos en diferentes áreas tecnológicas. Los resultados obtenidos tienen como objetivo contribuir a la expansión del conocimiento dentro de mi grupo de investigación en relación a la síntesis de nuevos MOFs. Para lograr estos objetivos, se han llevado a cabo las siguientes tareas: (i) Diseñar procedimientos sintéticos adecuados para obtener MOFs a gran escala (polvo microcristalino) y monocristales, lo que permite su caracterización mediante difracción de rayos X de monocristal. Para este propósito, se han utilizado métodos de precipitación directa y métodos de difusión lenta, respectivamente. (ii) Estudiar las características físicas y químicas de los nuevos materiales obtenidos para poder aplicarlos en campos donde puedan mostrar un mejor rendimiento. Para ello, se han empleado varias técnicas de caracterización comúnmente utilizadas para este tipo de compuestos. Estas técnicas incluyen difracción de rayos X de monocristal (SCXRD), difracción de rayos X de polvo (PXRD), análisis elemental (EA), espectroscopía infrarroja (FT-IR), análisis termogravimétrico (TGA) y adsorción de N2. (iii) Explorar las posibles propiedades físicas y químicas de los materiales recién sintetizados y las aplicaciones que puedan surgir a partir de ellos. Cabe destacar que algunos de estos estudios se han llevado a cabo en colaboración con otros grupos de investigación. En particular, las mediciones catalíticas se han realizado en colaboración con el profesor Antonio Leyva (UPV-CSIC), y la resolución estructural se ha llevado a cabo en colaboración con la profesora Donatella Armentano de la Universidad de Calabria (Italia). Los resultados obtenidos en este trabajo se clasifican en tres capítulos diferentes. En el capítulo 2, se presenta un nuevo MOF a base de zinc (ZnII2-serimox) que es amigable con el medio ambiente, estable en agua y derivado del aminoácido natural L-serina. Este MOF fue capaz de degradar eficientemente soluciones acuosas del colorante verde brillante en tan solo 120 minutos mediante fotocatálisis. La degradación total se siguió mediante espectroscopía UV-Vis y se confirmó mediante cristalografía de rayos X de monocristal, revelando la presencia de CO2 dentro de sus canales. Estudios de reutilización demuestran la robustez estructural y de rendimiento de ZnII2-serimox. En el capítulo 3, se presenta un nuevo MOF a base de zinc derivado del aminoácido S-metil-L-cisteína (CaIIZnII6-Mecysmox), que posee canales funcionales capaces de acomodar e interactuar con antibióticos y catalizar la hidrólisis selectiva de los antibióticos penicilínicos amoxicilina y ceftriaxona. En particular, el MOF CaIIZnII6-Mecysmox degrada eficientemente el anillo β-lactámico de cuatro miembros de la amoxicilina, actuando como un mimético de la β-lactamasa y ampliando el número muy limitado de MOFs capaces de imitar procesos enzimáticos catalíticos. Estudios combinados de difracción de rayos X de monocristal y cálculos funcionales de densidad (DFT) ofrecen información única sobre las interacciones entre los huéspedes y las moléculas de amoxicilina en los canales funcionales de CaIIZnII6-Mecysmox. Esto permite proponer un mecanismo de degradación basado en la activación de una molécula de agua promovida por un grupo hidroxilo puente de zinc, que ataca de forma nucleofílica el grupo carbonilo y rompe el enlace C-N del anillo lactámico. En el capítulo 4, se presenta otro MOF a base de zinc, isoreticular al mostrado en el capítulo 3, pero con una pequeña diferencia en su composición: la sustitución de los cationes de Ca(II) por cationes de Sr(II), lo que ha resultado en una mayor robustez del material. Aprovechando las propiedades catalíticas de los átomos de Zn(II) y los espacios confinados que esta estructura ofrece, incluyendo el tamaño poroso y los sitios metálicos abiertos disponibles, este MOF fue capaz de catalizar la cicloadición del óxido de etileno y el óxido de propileno con CO2 para obtener carbonatos de etileno y propileno, con rendimientos de hasta el 95% y selectividad completa. Estos resultados confirman aún más el poder catalítico que los MOFs tienen en la síntesis selectiva de productos industrialmente relevantes, proporcionando una alternativa atractiva a los catalizadores heterogéneos actuales. This thesis falls within the field of Materials Science and Coordination Chemistry, as it focuses on the design of new porous materials. Specifically, it explores the synthesis, characterization, and applications of new Zn-based Metal-Organic Frameworks (MOFs). In general, the main objectives of this thesis are twofold. Firstly, to obtain and characterize new porous coordination polymers (MOFs) assembled with oxamidate ligands derived from biomolecules such as amino acids, as well as biocompatible metals like zinc. Secondly, to study the properties and potential applications of these materials. In this sense, I aim to provide real-life examples showcasing the potential applications of these new MOFs, thereby emphasizing the significance of these compounds in different technological areas. The obtained results are intended to contribute to the expansion of knowledge within my research group regarding the synthesis of novel MOFs. To achieve these objectives, the following tasks have been carried out: (i) Designing suitable synthetic procedures to obtain MOFs on a large scale (microcrystalline powder) and single crystals, thereby enabling their characterization through single-crystal X-ray diffraction. For this purpose, direct precipitation methods and slow diffusion methods have been employed, respectively. (ii) To study the physical and chemical characteristics of the newly obtained materials in order to apply them in fields where they can demonstrate better performance, several commonly used characterization techniques for these types of compounds have been employed. These techniques include single-crystal X-ray diffraction (SCXRD), powder X-ray diffraction (PXRD), elemental analysis (EA), infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA) and N2 adsorption. (iii) Explore the potential physical and chemical properties of the newly synthesized materials and the applications that may arise from them. It is worth noting that some of these studies have been conducted in collaboration with other research groups. In particular, catalytic measurements have been carried out in collaboration with Professor Antonio Leyva (UPV-CSIC), and structural resolution has been conducted in collaboration with Professor Donatella Armentano from the University of Calabria (Italy). The results obtained in this work are classified intro three different chapters. In chapter 2, it is present a novel bio-friendly water-stable Zn-based MOF (ZnII2-serimox), derived from the natural amino acid L-serine, which was able to efficiently photodegrade water solutions of brilliant green dye in only 120 min. The total degradation was followed by UV-Vis spectroscopy and further confirmed by single-crystal X-ray crystallography, revealing the presence of CO2 within its channels. Reusability studies further demonstrate the structural and performance robustness of ZnII2-serimox. In chapter 3, a novel Zn-based metal–organic framework derived from the amino acid S-methyl-L-cysteine is presented (CaIIZnII6-Mecysmox), possessing functional channels capable to accommodate and interact with antibiotics, which catalyze the selective hydrolysis of the penicillinic antibiotics amoxicillin and ceftriaxone. In particular, MOF CaIIZnII6-Mecysmox degrades, very efficiently, the four-membered β-lactam ring of amoxicillin, acting as a β-lactamase mimic, expanding the very limited number of MOFs capable of mimicking catalytic enzymatic processes. Combined single crystal X-ray diffraction (SCXRD) studies and density functional (DFT) calculations offer unique snapshots on the host guest-interactions established between amoxicillin and the functional channels of CaIIZnII6-Mecysmox. This allows to propose a degradation mechanism based on the activation of a water molecule, promoted by a Zn-bridging hydroxyl group, concertedly to the nucleophilic attack to the carbonyl moiety and the cleaving of C-N bond of the lactam ring. In chapter 4, another Zn-based metal-organic framework isoreticular to the previous one shown in chapter 3 is presented (SrIIZnII6-Mecysmox) with a slight different in composition- the substitution of Ca(II) cations with Sr(II) ones- which has resulted in enhanced robustness of the material. Taking advantage of the catalytic properties of Zn(II) atoms and the confined spaces that this structure offer, porous size and available open metal sites, this MOF was able to catalyze the cycloaddition of ethylene oxide and propylene oxide with CO2 to obtain ethylene and propylene carbonates, obtaining yields up to 95% and complete selectivity. These results further confirm the catalytic power that MOFs have in selective syntheses of industrially relevant products, providing an appealing alternative to the current heterogeneous catalysts.

This work presents the process of fabrication and characterization of cobalt-doped titanium dioxide thin films on soda-lime glass substrates useful in spintronic applications. The samples were fabricated via the DC Sputtering technique, under the magnetron configuration. The samples were submitted of annealing at atmospheric pressure, after deposit process. Annealing process affect the structural properties of thin films, evidencing the formation of the Co3O4 with spinel structure. XPS measurements corroborated the presence of cobalt oxide species with a spinel-like arrangement. Morphological characterization showed an overall granular nature of the fabricated samples, which varied depending on the deposition time and annealing process. PPMS measurements revealed a ferromagnetic behavior of the thin films at room temperature. Este trabajo presenta el proceso de fabricación y caracterización de películas delgadas de dióxido de titanio dopado con cobalto depositado sobre vidrio tipo Soda-lime, y usado para aplicaciones Espintrónicas. Las muestras fueron fabricadas por la técnica de DC “Sputtering" en configuración “magnetron”. Después del proceso de depósito, las muestras fueron sometidas a recocidos en a presione atmosférica. Los procesos de recocido afectaron las propiedades estructurales, evidenciad en la formación de Co3O4 con una estructura espinela. Las medidas de XPS corroboraron la presencia de especies de cobalt con un arreglo de espinela. La caracterización morfológica mostro una naturaleza granular de las muestras, que variaron con el tiempo de depósito y los procesos de recocido. Medidas de PPMS revelaron un comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente de las películas delgadas.

Explicación del conceptos básicos del fenómeno de difusión aplicada al caso práctico de defecto de colada., Material de ampliación para las prácticas de laboratorio de ciencia de materiales.

[ES] Las zeolitas son materiales cristalinos microporosos con canales y tamaños de poro de dimensiones moleculares. La estructura y composición de las zeolitas les confiere interesantes propiedades que permiten su aplicación en una amplia gama de aplicaciones industriales como adsorción, separación o catálisis. La síntesis de zeolitas es la etapa más importante para el control de la estructura y composición de las zeolitas y, por tanto, crítica para la optimización de sus propiedades. Esta tesis se ha centrado en la síntesis de zeolitas utilizando compuestos que contienen fósforo (cationes fosfonio y aminofosfonio) como Agentes Directores de Estructura (P-ADE). El uso de compuestos fosforados influye en la cristalización y propiedades de las zeolitas obtenidas en comparación con las zeolitas obtenidas con cationes de amonio clásicos. Los compuestos fosforados se eligieron debido a su diferente química y estabilidad con respecto a los cationes de amonio clásicos comúnmente usados en la síntesis de zeolitas. Estos aspectos se estudiaron con un estudio comparativo de diferentes cationes de amonio y fosforados. Los compuestos de fósforo utilizados en este trabajo han dado lugar a nuevas estructuras cristalinas (ITQ-58 e ITQ-66) y han abierto nuevas vías de síntesis de zeolitas ya conocidas (RTH, IWV y DON), ampliando su gama de composiciones químicas. La descomposición térmica de los P-ADE confinados dentro de las zeolitas da lugar a la formación de especies de fósforo extra-red que permanecen dentro de los canales y cavidades de las zeolitas. Estas especies modulan las propiedades ácidas y de adsorción de los materiales finales dependiendo de los tratamientos post-síntesis. En este trabajo se ha estudiado una ruta para la incorporación de cantidades controladas de fósforo durante la etapa de síntesis. Esto ha permitido controlar la adsorción y las propiedades ácidas en las zeolitas de poro pequeño, lo que no se puede lograr mediante metodologías de post-síntesis., [CA] Les zeolites són materials cristal·lins microporosos amb canals i mides de porus de dimensions moleculars. L'estructura i composició de les zeolites els confereix interessants propietats que permeten la seua aplicació en una àmplia gamma d'aplicacions industrials com adsorció, separació o catàlisi. La síntesi de zeolites és l'etapa més important per al control de l'estructura i composició de les zeolites i, per tant, crítica per a l'optimització de les seues propietats. Aquesta tesi s'ha centrat en la síntesi de zeolites utilitzant compostos que contenen fòsfor (cations fosfoni i aminofosfoni) com a agents directors d'estructura (P-ADE). L'ús de compostos fosforats influeix en la cristal·lització i propietats de les zeolites obtingudes en comparació amb les zeolites obtingudes amb cations d'amoni clàssics. Els compostos fosforats es van triar a causa de la seua diferent química i estabilitat pel que fa als cations d'amoni clàssics utilitzats en la síntesi de zeolites. Aquests aspectes s¿estudiaren amb un estudi comparatiu de diferents cations d'amoni i fosforats. Els compostos de fòsfor utilitzats en aquest treball han donat lloc a noves estructures cristal·lines (ITQ-58 i ITQ-66) i han obert noves vies de síntesi de zeolites ja conegudes (RTH, IWV i DO), ampliant la seua gamma de composicions químiques. La descomposició tèrmica dels P-ADE atrapats dins de les zeolites dona lloc a la for-mació d'espècies de fòsfor extra-xarxa que romanen dins dels canals i cavitats de les zeolites. Aquestes espècies modulen les propietats àcides i d'adsorció dels materials finals depenent dels tractaments post-síntesi. En aquest treball s'ha estudiat una ruta per la incorporació de quantitats controlades de fòsfor durant l'etapa de síntesi. Això ha permés controlar l'adsorció i les propietats àcides en les zeolites de porus petit, el que no es pot aconseguir mitjançant metodologies de post-síntesi., [EN] Zeolites are microporous crystalline materials with channels and pore openings of molecular dimensions. The structure and composition of zeolites confers them interesting properties that allow their application in a wide range of industrial applications as adsorption, separation or catalysis. The synthesis of zeolites is the most important stage to control the structure and composition of zeolites, and thus, critical to optimize their properties. This thesis has been focused on the synthesis of zeolites using phosphorous containing compounds (phosphonium and aminophosphonium cations) as Organic Structure Directing Agents (P-OSDA). The use of these phosphorous compounds influence the crystallization and properties of the obtained zeolites compared to zeolites obtained with classical ammo-nium cations. Phosphorous compounds were chosen because of their different chemistry and stabil-ity properties respect to classical ammonium cations commonly used in the synthesis of zeo-lites. These aspects were studied in a comparative study with different ammonium and phosphorous cations. The phosphorous compounds used in this work have yielded new crystalline structures (ITQ-58 and ITQ-66) and opened new routes for the synthesis of already known zeolites (RTH, IWV and DON), widening their chemical composition range. The thermal decomposition of the P-OSDAs entrapped inside the zeolites yields to the formation of extra-framework phosphorus species that remain inside the channels and voids of the zeolites. These species modulate the adsorption and acid properties of the final materials depending on the post-synthesis treatments. In this work, a route for the incorporation of controlled amounts of phosphorus during the synthesis stage has been studied. This has allowed to control the adsorption and acid properties in small pores zeolites, which cannot be achieved by post-synthesis methodologies., I wish to firstly acknowledge the Spanish Government for the necessary funding for the FPI pre-doctoral fellowship (BES-2013-062999). Also, this thesis would not have been possible without the infrastructures provided by the UPV and the CSIC staff, fused into the ITQ. Furthermore, I want to acknowledge the Microscopy Service of the UPV for their support in sample microscopy characterization

Planet Earth provides large amounts of natural resources required to supply the society and industry of today. Some of these resources are transformed to produce needed materials in the aerospace industry. In only 100 years, these resources have been extracted and exploited in a massive way. The environmental and social impact which is generated, as well as some problems related with the possible scarcity in a short-term future, suggest to start looking for solutions. In this way, the progress in the space exploration area is enabling to open new doors to the research of these resources in other solar system’s bodies. The present study has developed a research about the feasibility of exploiting in extraterrestrial bodies, the resources needed to supply the aerospace industry. For this reason, it is necessary to previously know the most used materials in this industry, as well as to study and analyse the exploitation of its resources in our planet. In this way, it is possible to verify the impact generated and its current availability. Finally, some different space bodies have been researched in order to look for those materials, together with the possibility to exploit the resources. Following this objective, it is possible to promote the concern about the environmental and social problems, and increase the interest related with the space science and technology. El planeta Tierra ofrece grandes cantidades de recursos naturales necesarios para abastecer a la sociedad y a la industria de hoy en día. Algunos de estos recursos se transforman para fabricar materiales imprescindibles para la industria aeroespacial. En tan solo 100 años, dichos recursos han sido extraídos y explotados de forma masiva. El enorme impacto medioambiental y social que esto conlleva, junto con la problemática derivada de la escasez de los recursos en un futuro no muy lejano, sugiere empezar a buscar soluciones. Así pues, los avances en el ámbito de la exploración espacial están abriendo las puertas hacia la búsqueda de estos recursos en otros cuerpos del sistema solar. En el presente trabajo se desarrolla una investigación sobre la viabilidad de explotar, en cuerpos extraterrestres, recursos necesarios para la industria aeroespacial. Para ello, es necesario previamente conocer los materiales más utilizados en esta industria, así como estudiar y analizar la explotación de sus recursos en nuestro planeta. De esta manera se puede comprobar el impacto que se genera y su disponibilidad actual. Por último, se estudian distintos cuerpos del espacio en busca de dichos materiales, así como la posibilidad para explotar sus recursos. Con este objetivo se puede promover la concienciación sobre la problemática ambiental y social del planeta, así como aumentar el interés hacia la ciencia y tecnología espacial.

Nuestro entendimiento de los fenómenos naturales habitualmente se sobresimplifica en la capacidad de mensurar propiedades de un sistema de estudio, que luego se interpreta probando alguna hipótesis (usualmente formalizada en lenguaje matemático). Luego, esta hipótesis se verifica a través de modelos que capturan su esencia o bien muta en nuevas hipótesis. En la ciencia de materiales, el uso de modelos paramétricos es de uso habitual para obtener información de mensurables físicos. La información del mismo se obtiene al maximizar la verosimilitud entre los datos experimentales y el modelo propuesto. En el presente trabajo de tesis de grado para optar por el título de licenciado en matemática, se propusieron y programaron modificaciones a algoritmos de Monte Carlo para el ajuste datos experimentales empleando funciones paramétricas donde además se analizó el rendimiento numérico de cada una de ellas. Se pusieron a prueba varias estrategias como la búsqueda aleatoria simple, métodos híbridos basados en búsqueda aleatoria combinados con algoritmos de máximo gradiente, como así también la implementación de recocidos simulados (Simulated Annealing). Entre los aportes originales de este trabajo de tesis, se destaca la propuesta de desacoplar los parámetros lineales de los no lineales. En esta metodología, la búsqueda aleatoria sólo se centra en los términos no lineales y el resto de los términos se computan en cada simulación mediante cuadrados mínimos lineales, a diferencia de metodologías convencionales de Monte Carlo donde la exploración se realiza sobre todos los parámetros indistintamente de su naturaleza. Esta propuesta disminuye el tiempo de máquina al reducir la dimensionalidad del espacio de muestreo., Facultad de Ciencias Exactas

"Las nanoaleaciones binarias, compuestas por metales de transición, han sido objeto de numerosos estudios, ya que se espera que las propiedades de los elementos individuales se acoplen y potencialicen al ser mezclados. Del mismo modo, las propiedades físicas y químicas de las nanoaleaciones pueden cambiar al presentar variaciones en la composición, orden químico y tamaño. En este sentido, se espera que los agregados de Fe-Pt permitan desarrollar un nuevo tipo de material que posea un alto momento magnético y una gran energía de anisotropía magnética debido al magnetismo del Fe y al fuerte acoplamiento espín-orbita del Pt. En este trabajo se determinaron las propiedades estructurales y magnéticas de agregados bimetálicos de FenPtm (n+m ≤ 7) a partir de una optimización autoconsistente en el marco de la Teoría de la Funcional de la Densidad, incluyendo el acoplamiento espín-órbita (SOC). Se utilizó el código VASP (Viena ab initio Simulation Package), el cual es una implementación del esquema de Kohn-Sham en una base de ondas planas aumentadas con proyectores, incluyendo la aproximación del gradiente generalizado de la funcional de intercambio y correlación. Se implementó una estrategia de optimización, basada en la teoría de grafos, para obtener las geometrías del estado base hasta 7 átomos para cada tamaño y composición. Estructuralmente, se muestra cómo evolucionan las configuraciones 3d ricas en Fe hasta estructuras planas o casi planas de Pt. Se encontró que los agregados bimetálicos tienden a conformarse por un núcleo magnético de átomos de Fe con átomos de Pt alrededor de este y se determinó la importancia del SOC para determinar el estado base de los agregados. Es interesante hacer notar que algunas de las estructuras encontradas para los heptámeros se asemejan ya a partes de las celdas de aleaciones volumétricas. Se calcula la energía de anisotropía magnética y se encuentra que los valores más altos corresponden a los agregados binarios ricos en Pt. Se observa cómo la dirección de magnetización genera cambios en la simetría estructural y magnética de los agregados. Se estudia la dependencia de los momentos magnéticos como función de la concentración y se determina un índice que determina el grado de no colinealidad de los momentos magnéticos locales." "Transition metal binary nanoalloys, are subject of intensive studies, since it is expected that their properties can be tailored with more interesting behavior that the single element nanoparticles. Their physicochemical properties depend on the size, composition and chemical order of the components. In this way, it is expected that the FePt nanoparticles represent a new type of magnetic materials with a large magnetic moment and high anisotropic magnetic energy when the important magnetic properties of Fe are combined with Pt that owes a strong spin-orbit coupling. In this thesis, the structural, electronic and magnetic properties of FenPtm (n+m≤7) bimetallic clusters were studied. The electronic structure was calculated self-consistently within the framework of the density functional theory (DFT) including the spin-orbit coupling. We used the Vienna ab initio simulation package (VASP) to solve the Kohn-Sham equations with an augmented plane wave basis in the generalized gradient version of the exchange and correlation functional. To obtain the basic structural geometry of nanoclusters up to n=7, and for all chemical compositions, a method within the graph theory was implemented. In addition we explored all the possible homotops for each composition. Remarkably, some of the heptamer nanoalloys resemble parts of the bulk cell alloys. Here, we show how the geometrical structures change as we go from the Fe-rich tridimensional particles to the two or quasi-two dimensional atomic arrangements rich in Pt. It is found that the Fe atoms try to form a central core and that the Pt atoms locate around them. We also explored in detail the role of the spin-orbit coupling in determining the ground state configuration. We calculated the magnetic anisotropy energy and found that the highest values correspond to the binary nanoalloys rich in Pt. We also analyzed how the magnetic moments depend on the composition, size and environment. We also quantified how much the individual magnetic moments differ in their direction from atom to atom and defined a non-collinearity index to describe this property."

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Física la Materia Condensada y Nanotecnología. Fecha de lectura:15-06-2018, [EN] The irruption of nanomagnetism in industry has brought remarkable advances in data storage technologies. In addition, further development in this field is expected to revolutionize traditional medicine by addressing diagnosis and disease treatment from a localized approach. Applications require a deep fundamental knowledge on the magnetic behavior of nanostructures. This thesis is framed on the study of non-trivial magnetic configurations and magnetization reversal processes of different nano-objects. The magnetic configuration and magnetization reversal process of cylindrical shaped magnets (nanowires and nanodots) have been studied using Magnetic Force Microscopy. Different mechanisms have been studied to obtain well-defined pinning sites in nanowires with axial magnetization. The magnetization reversal process of nanowires of complex magnetic configuration, due to strong magnetocrystalline anisotropy, has been studied. Finally, results obtained in cylindrical nanodots are presented, where topologically protected spin textures have been unveiled.

IdM@ti es una red interuniversitaria formada por profesores de ciencia e ingeniería de materiales de varias universidades del estado español, comprometidos con la innovación docente. Se describe su origen, motivación y objetivos así como las actividades que ha realizado hasta el momento y los retos que se marca para el futuro.

Treball desenvolupat dins el marc del programa 'Circular Design: Learning for Innovative Design for Sustainability (L4IDS)'. [ANGLÈS] This is a European project funded by Erasmus+ under the name “Circular Design: Learning for Innovative Design for Sustainability” The partner of this project was the company One Off. One Off is a creative, design driven company, concerned with the design and production of high-quality furniture and lighting. Bespoke furniture is One Off’s speciality, that’s why every one of their commissions has to have a unique identity. They frequently have the opportunity to work on large furniture. One Off’s work is often quite sculptural and reflect aspects of their locations. During these projects the company will either work directly with the client or with the client’s architects or interior designers, where they take the product from concept stage through to final production. They also try to create pieces that are efficient in their material use and sustainable from a design perspective. Throughout the three months internship we were collaborating with One Off dealing with the design and production of these bespoke products – to design a take back system as well as reusable products/parts/materials. The mentioned challenges had to be developed on two levels. For the system-level intervention, we were expected to look into the awareness and willingness of clients and outsourced producers to adopt such take-back systems and to steer them towards more sustainable ways of consumption behaviour. For the product-level intervention, we needed to consider the requirements of the take-back system we designed and develop design solutions concurrently. As a solution of the proposed challenge what we made was: At first, we wrote a guide named “Circular Guide”, to aid design consultancies to strive for a Circular Economy. Focusing on the development of Circular products and shifting their business models to a service-oriented one. To help One Off transition their business alongside using the guide, we developed a tool. The “MatGuide”, a material database tool. It will allow design consultants to have a better more informative and educational conversation with their clients about materials and their impact. The MatGuide visualises the environmental implications associated with material production, processing and transportation as well as end of life potentials. It can be used in the briefing phase to gear clients towards less harmful materials and the detailing phase to ensure circularity of the product. An App (“Circular Design app”) was developed to help SMEs and Independent design consultancies. The application connects the businesses and creates a support structure. It functions as a guide to transition businesses from a linear to a circular way of working and offers tools to support the transition. One of the last steps was to design a table according to the product detailing strategy outlined in the guide. To put the table into test, it was compared to a typical table designed by One Off, proving the success of the mentioned solutions reducing materials, parts, energy and footprint. Finally, following the finalized guide an implementation plan was created for One Off to become a circular consultancy. They are going to restructure their business model by shifting their business to a service oriented one, a Product Service System. This can be achieved by providing tables a service. A large leasing system, where One Off would provide tables though architectural or interior design firms for a building on a lease system. They will design, install, maintain and remove the tables. Summarizing, our solution is, in short- The Circular Guide APP. It will help SMEs and bespoke design consultancies take the initiative and develop a long term strategy for the smooth transition from a linear way of thinking to becoming a circular business. [CASTELLÀ] Este es un proyecto europeo financiado por Erasmus + bajo el nombre "Diseño circular: Aprendizaje para un diseño innovador para la sostenibilidad" El socio de este proyecto fue la empresa One Off. One Off es una empresa creativa, impulsada por el diseño, preocupada por el diseño y la producción de muebles e iluminación de alta calidad. Los muebles hechos a medida son la especialidad de One Off, es por eso que cada uno de sus encargos debe tener una identidad única. Con frecuencia tienen la oportunidad de trabajar en muebles grandes. El trabajo de One Off suele ser bastante escultural y refleja aspectos de su ubicación. Durante estos proyectos, la empresa trabaja directamente con el cliente o con los arquitectos o diseñadores de interiores del cliente, donde llevan el producto desde la etapa conceptual hasta la producción final. También intentan crear piezas que sean eficientes en su uso material y sostenibles desde una perspectiva de diseño. Durante los tres meses de práctica estuvimos colaborando con One Off en el diseño y la producción de estos productos a medida: para diseñar un sistema de devolución, así como productos / piezas / materiales reutilizables. Los desafíos mencionados tenían que desarrollarse en dos niveles. Para la intervención a nivel de sistema, se esperaba que examináramos la conciencia y la disposición de los clientes y los productores subcontratados para adoptar dichos sistemas de devolución y orientarlos hacia formas de comportamiento de consumo más sostenibles. Para la intervención a nivel de producto, necesitábamos considerar los requisitos del sistema de devolución que diseñamos y desarrollar soluciones de diseño al mismo tiempo. Como solución al desafío propuesto, lo que hicimos fue: En primer lugar, escribimos una guía llamada "Circular Guide", para ayudar a las consultoras de diseño a luchar por una economía circular. Se centra en el desarrollo de productos circulares y el cambio de sus modelos comerciales a uno orientado a los servicios. Para ayudar a One Off a hacer la transición de su negocio junto con el uso de la guía, desarrollamos una herramienta. La "MatGuide", una herramienta de base de datos de materiales. Permitirá a los consultores de diseño tener una mejor conversación informativa y educativa con sus clientes sobre los materiales y su impacto. MatGuide visualiza las implicaciones ambientales asociadas con la producción de material, el procesamiento y el transporte, así como los potenciales del final de la vida útil. Se puede utilizar en la fase de briefing para orientar a los clientes hacia materiales menos dañinos y la fase de detallado para garantizar la circularidad del producto. Además, se desarrolló una aplicación ("Circular Design app") para ayudar a las pymes y las consultoras de diseño independientes. La aplicación conecta las empresas y crea una estructura de soporte. Funciona como una guía para las empresas de transición de una forma de trabajo lineal a circular y ofrece herramientas para apoyar la transición. Uno de los últimos pasos fue diseñar una mesa de acuerdo con la estrategia de detalle del producto descrita en la guía. Para poner la mesa a prueba, se comparó con una mesa típica diseñada por One Off, lo que demuestra el éxito de las soluciones mencionadas que reducen los materiales, las piezas, la energía y la huella de carbono producida por la fabricación de esta. Finalmente, siguiendo la guía finalizada, se creó un plan de implementación para que One Off se convierta en una consultoría circular. Lo que van a hacer es reestructurar su modelo de negocio cambiando su negocio a uno orientado a servicios, un Product Service System. Esto se puede lograr proporcionando mesas en forma de servicio. Un gran sistema de arrendamiento, donde One Off proporcionaría mesas a través de firmas de diseño arquitectónico o de interiores para un edificio en un sistema de arrendamiento. Ellos diseñarán, instalarán, mantendrán y gestión final de las mesas. Nuestra solución es, en resumen, la aplicación Circular Guide. Su función es ayudar a las PYME y a las consultorías de diseño a medida a tomar la iniciativa y desarrollar una estrategia a largo plazo para la transición sin problemas de una forma lineal de pensamiento a convertirse en un negocio circular. Outgoing

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2017. La razón entre la energía libre de un borde de grano con la energía libre superficial (o energía relativa) puede ser determinada midiendo el ángulo diedro que se forma en la intersección de los bordes de grano con la superficie libre. En este trabajo las intersecciones de los bordes de grano con la superficie libre del hielo fueron copiadas por medio de réplicas plásticas y los detalles topográficos fueron revelados con un microscopio confocal 3D. Los valores de energía relativa fueron determinados para bicristales de hielo alta pureza y contaminados con cloruro de potasio (KCl), recocidas a -5°C y a -18°C, para bordes de grano tipo tilt y diferentes desorientaciones e inclinaciones del borde de grano. Todos los valores obtenidos fueron analizados y comparados usando la teoría de la red de sitios coincidentes. The ratio of the grain boundary free energies to the surface free energies (or relative energy) can be determined by measuring the root angles of the grooves formed at the intersection of the grain boundary with the free surface. The grooves were copied by plastic replicas, and the topographic details were revealed with a laser confocal 3D microscope. Values of relative energies were determined for high purity and potassium chloride (KCl) doped ice bicrystals annealed at −5 and −18 °C for tilt-type grain boundaries with different misorientations and inclinations. All the obtained values were analyzed and compared using the coincidence site lattice theory.

[ESP] El objetivo de esta tesis es investigar sobre la síntesis, propiedades y aplicaciones de las nanopartículas de Ca(OH)2 para consolidar materiales patrimoniales arquitectónicos. Las nanopartículas de Ca(OH)2 se han utilizado recientemente en la conservación del patrimonio, aunque algunos aspectos de la síntesis no son completamente comprendidos. En el presente estudio, hemos desarrollado métodos optimizados para obtener nanopartículas de alta pureza mediante síntesis de fase homogénea y heterogénea utilizando diferentes materiales de partida. Se han realizado del orden de cien síntesis en diferentes condiciones para comprobar la validez y fiabilidad del método sintético. Los resultados confirman que la temperatura de reacción tiene una gran influencia en el tamaño y la morfología de las nanopartículas de Ca(OH)2. Además, se ha investigado la estabilidad de las nanopartículas a lo largo del tiempo en mezclas de 2-propanol / agua, en las que se encontró que la ausencia de agua era crítica para evitar la aglomeración de Ca(OH)2. Una vez dispersas en 2-propanol, las nanopartículas se han utilizado para consolidar sustratos reales (piedra, adobe y estuco) confirmando su alto rendimiento en términos de consolidación superficial y – cuando se mezcla con ciertos surfactantes – en reducción de la absorción de agua. Asimismo, se ha investigado el uso de nanopartículas modificadas basadas en M(OH)2, donde M=Ca2+, Mg2+, con el objetivo de mejorar tanto la cohesión superficial como la durabilidad de los materiales patrimoniales (p. ej. piedra Tabaire). Finalmente, el tratamiento de consolidación basado en nanopartículas puras de Ca(OH)2 se utilizó en emplazamientos con valor patrimonial, como edificios históricos y yacimientos arqueológicos (Teatro Romano de Cartagena) obteniendo resultados satisfactorios. [ENG] El objetivo de esta tesis es investigar sobre la síntesis, propiedades y aplicaciones de las nanopartículas de Ca(OH)2 para consolidar materiales patrimoniales arquitectónicos. Las nanopartículas de Ca(OH)2 se han utilizado recientemente en la conservación del patrimonio, aunque algunos aspectos de la síntesis no son completamente comprendidos. En el presente estudio, hemos desarrollado métodos optimizados para obtener nanopartículas de alta pureza mediante síntesis de fase homogénea y heterogénea utilizando diferentes materiales de partida. Se han realizado del orden de cien síntesis en diferentes condiciones para comprobar la validez y fiabilidad del método sintético. Los resultados confirman que la temperatura de reacción tiene una gran influencia en el tamaño y la morfología de las nanopartículas de Ca(OH)2. Además, se ha investigado la estabilidad de las nanopartículas a lo largo del tiempo en mezclas de 2-propanol / agua, en las que se encontró que la ausencia de agua era crítica para evitar la aglomeración de Ca(OH)2. Una vez dispersas en 2-propanol, las nanopartículas se han utilizado para consolidar sustratos reales (piedra, adobe y estuco) confirmando su alto rendimiento en términos de consolidación superficial y – cuando se mezcla con ciertos surfactantes – en reducción de la absorción de agua. Asimismo, se ha investigado el uso de nanopartículas modificadas basadas en M(OH)2, donde M=Ca2+, Mg2+, con el objetivo de mejorar tanto la cohesión superficial como la durabilidad de los materiales patrimoniales (p. ej. piedra Tabaire). Finalmente, el tratamiento de consolidación basado en nanopartículas puras de Ca(OH)2 se utilizó en emplazamientos con valor patrimonial, como edificios históricos y yacimientos arqueológicos (Teatro Romano de Cartagena) obteniendo resultados satisfactorios. [ENG] The aim of this thesis is to investigate on the synthesis, properties and applications of Ca(OH)2 nanoparticles to consolidate architectural heritage materials. Ca(OH)2 nanoparticles have recently been used in heritage conservation, although some aspects of the synthesis are not fully-understood. In the present study, we have developed optimised methods for obtaining highpurity nanoparticles based on homogenous and heterogeneous phase synthesis using different starting materials. Around one hundred syntheses have been performed to test the validity and reliability of the synthetic method in different conditions. The results confirm that the reaction temperature has a great influence on the size and morphology of Ca(OH)2 nanoparticles. Besides, the nanoparticles stability has been investigated over time in 2-propanol / water mixtures, in which the absence of water was found to be critical to avoid Ca(OH)2 agglomeration. Once dispersed in 2-propanol, the nanoparticles have been used to consolidate real substrates (stone, adobe and stucco) confirming their high performance in terms of surface consolidation and – when mixed with certain surfactants – water absorption. Likewise, the use of modified nanoparticles based on M(OH)2, where M=Ca2+, Mg2+, has been investigated with the aim of improving both the surface cohesion and durability of heritage materials (e.g. Tabaire stone). Finally, the consolidation treatment consisting in pure Ca(OH)2 nanoparticles has been used in cultural heritage sites, such as historical buildings and archaeological monuments (Roman Theatre of Cartagena) leading to satisfactory results., Escuela Internacional de Doctorado, Universidad Politécnica de Cartagena, Programa Doctorado en Arquitectura y Tecnología de la Edificación

Memoria ID-0212. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2016-2017.

Memoria ID-0102. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2016-2017.

La Comisión Nacional de Energía Atómica fue creada el 31 de mayo de1950, mediante el Decreto Nº 10.936/50, para la dedicación, el estudio yel desarrollo de las aplicaciones en los aspectos vinculados con lautilización pacífica de la energía nuclear.La energía nuclear en Argentina es sólo desarrollada con fines pacíficos,sobre todo para la innovación en el ámbito nuclear y la investigación.Desde los comienzos de la CNEA, el país puso énfasis en la formaciónprofesional en las ciencias y tecnologías asociadas, la creación delaboratorios y todas las actividades relacionadas con la radioquímica, lametalurgia nuclear y la minería del uranio.El objetivo de construir centrales nucleares asignado a la CNEA durantela década de 1950 hizo evidente la necesidad de generar ciencia sobrelos materiales de altas prestaciones que se necesitaban a tal fin.El primer logro significativo en tal sentido fue la temprana construcción ypuesta en marcha del primer reactor nuclear de investigación de AméricaLatina, el RA-1, en enero de 1958.Las sucesivas conquistas fueron alentando de manera creciente a loscientíficos de la CNEA para ampliar las indagaciones a todo los aspectosrelacionados con los usos pacíficos de la energía nuclear.En esa línea, la CNEA cuenta con la Gerencia de Materiales -al frente dela cual estuvo el tecnólogo Jorge Sabato- y sus dependencias en elCentro Atómico Constituyentes. Asimismo, se armaron diversoslaboratorios en el Centro Atómico Bariloche y se construyeroninstalaciones tales como el Laboratorio de Ensayos de Alta Presión(LENAP) en el Centro Atómico Ezeiza.En la actualidad, la CNEA cuenta con especialistas en Ensayos NoDestructivos, Corrosión, Estructuras y Comportamientos, Caracterizaciónfractomecánica, Resonancias magnéticas, Física de Metales, MateriaCondensada y Análisis por Activación Neutrónica.En este artículo se realiza una brevereseña de las diferentes Divisiones y Departamentos que posee la CNEAConstituyentes. Se detallan las principales actividades e infraestructurade cada área. Fil: Duffó, Gustavo Sergio. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Memoria ID-0271. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2015-2016.

La síntesis por sales fundidas actualmente representa una gran oportunidad para el desarrollo de investigaciones enfocadas en la ciencia de los materiales, parte de la importancia que ha adquirido a lo largo de los años se debe a su flexibilidad y facilidad de procesado. En comparación con el método convencional de reacción en estado sólido, la síntesis por sales fundidas permite una mejor difusión de las especies reactantes, lo que se traduce en el empleo de menores tiempos y temperaturas de reacción; además, permite un mayor control sobre el tamaño y morfología de la partícula. The molten salt synthesis currently represents a major opportunity for development of research focused on materials science, part of the importance it has acquired over the years was due to its flexibility and ease of processing. Compared with the conventional solid state reaction method, molten salt synthesis allows better diffusion of reactive species, which translate in the use of lower times and reaction temperatures; in addition, allows greater control over the size and particle shape. 101-105 felipeproa@uadec.edu.mx. cuatrimestre

This article studies the synthesis and properties of copolymers of aniline and both 2-amino (2ABSA) and 3-aminobenzenesulfonic acids (3ABSA)with a molar degree of sulfonation from 3 to 33% for 3ABSA and 10 to 43% for 2ABSA. The small segments of the sulfonic species in the polymer chain (molar fraction = 0.03) confer solubility in alkaline medium (around 0.012 g L−1) and good electrochemical response at pH 7.2 improving those for the unmodified polyaniline (PANI). Taking advantage of the electroactivity at physiological pH, the electrochemical response of redox couples (ferrocyanide(II)/ferricyanide(III) and ferrocene/ferrocenium) has been analysed. The electrochemical response of Cytochrome c (Cyt c)solutions has been also studied at pH 7.2 in presence and absence of ferrocene/ferrocenium species. Ministerio de Ciencia y Tecnología (MAT2004-1479)y programa Juan de la Cierva.

La Hipertermia con Nanopartículas Magnéticas (HNM) es una terapia oncológica basada en el calentamiento de tumores mediante nanopartículas magnéticas (NPM) incorporadas al tejido, que absorven energía de un campo de radiofrecuencia (RF) externo. Este calentamiento puede provocar necrosis (termoablación) o fomentar apoptosis selectiva de las células tumorales en combinación con terapias convencionales. A fin de optimizar la técnica, se busca desde la ciencia de materiales maximizar la potencia específica absorvida del campo por las NPM (SAR: Specific Absorption Rate). Para esto es necesario contar con modelos contrastados experimentalmente que aumenten la comprensión del mecanismo de interacción entre el campo, las NPM y el entorno de las mismas. En el marco de esta tesis doctoral, se encontraron las ecuaciones diferenciales para la magnetización de sistemas de NPM en función del campo y de la temperatura a partir de un modelo de dos pozos con agitación térmica. Las ecuaciones fueron resueltas numéricamente mediante una implementación Matlab para sistemas ordenados y desordenados con y sin dispersión de tamaños pudiendo simular a partir de ellas ciclos de magnetización DC y RF y procesos ZFC-FC que permiten explorar las condiciones óptimas de muestra y campo para la aplicación. Los resultados numéricos fueron contrastados con datos experimentales obtenidos de diferentes muestras de NPM soportadas en medios fluidos y sólidos. Con el fin de estudiar la respuesta magnética en las condiciones de la aplicación, se diseñó e implementó un sistema inductivo que permite relevar los ciclos de magnetización RF. Mediante este sistema se realizaron mapas de SAR en función de la amplitud (0 kA/m, Facultad de Ciencias Exactas

RESUMEN: La presente memoria de Tesis recoge los resultados experimentales que se pueden resumir por un doble objetivo. En primer lugar, desarrollar una labor de carácter experimental dedicada al diseño y desarrollo de nuevos dispositivos que permitan realizar medidas espectroscópicas en condiciones extremas de presión y temperatura. De entre todos los montajes destaca el Microscopio de Caracterización Espectroscópica (patente ES2461015B2). En segundo lugar, aplicar las técnicas desarrolladas al caso científico. Cabe destacar el interés por la correlación entre la estructura cristalina y electrónica en sistemas de Co2+: CoF2, CoCl2 y KCoF3. Otro compuesto ha sido el GeCuO3, sistema que presenta transiciones tipo Spin-Peierls, un rico piezocroismo y que depende del medio hidrostático transmisor de presión. Por último, por sus aplicaciones optoelectrónicas, se ha investigado el LiNbO3:Tm3+, permitiendo de esta manera, comprobar el funcionamiento de diversas técnicas aplicadas al estudio de materiales dopados con tierras raras. ABSTRACT: This Thesis includes the experimental results can be summarized by two objectives. First, develop an experimental work dedicated to design and development of new devices that allow for spectroscopic measurements under extreme conditions of pressure and temperature. Between all the productions highlights the Spectroscopic Characterization Microscope (ES2461015B2 patent). Second, to apply the techniques developed to scientific case. Notably, the interest in the correlation between the crystalline and electronic structure systems Co2+: CoF2, CoCl2 and KCoF3. Another compound has been GeCuO3 system that presents transitions Spin-Peierls type, a rich piezocroism and depends on the average hydrostatic pressure transmitter. Finally, thus its optoelectronic applications, LiNbO3: Tm3+ have investigated allowing test the operation of various techniques applied to the study of rare earth doped materials. Este trabajo se ha podido realizar gracias a tener la suerte de estar en un grupo en el que se lucha cada proyecto, cada convocatoria. Fruto de ese esfuerzo, de Fernando Rodríguez, he sido por concurso de méritos contratado por los siguientes proyectos: IDICAN2007, INNPACTO IPT-2011-1868-920000, MAT2008-06873- C02-01/MAT, MALTA-Ingenio Consolider 2010 CDS2007-0045, UC-Sodercan “Incentivación de proyectos de I+D” 2015.

Mi labor se concentra en tres áreas interrelacionadas del conocimiento: la ciencia de materiales, la nanotecnología y la catálisis heterogénea. Se estudian aspectos básicos: como el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de nanopartículas (NPs) de óxidos y metales de transición conjuntamente con su caracterización estructural, la obtención de catalizadores “cuasi” modelo para estudiar efectos fundamentales que permitan dirigir la preparación de los catalizadores hacia sistemas más selectivos, en la síntesis de Fischer-Tropsch (SFT), la preparación y caracterización de sólidos mesoporosos amino-funcionalizados y/o cargados con NPs magnéticas, etc. Al mismo tiempo se exploran las potenciales aplicaciones tecnológicas de los sistemas preparados, tales como la actividad y la selectividad de los catalizadores obtenidos en síntesis de interés industrial, tal como la SFT o la capacidad de adsorción de metales pesados desde matrices acuosas que presentan los sólidos mesoporosos aminofuncionalizados.

La docencia de Ciencia de Materiales se cursa en diferentes universidades en forma de grado o máster. Los fundamentos de ciencia de materiales están enmarcados en diferentes asignaturas según la especialidad de la carrera. Existe por ejemplo, una asignatura de Ciencia de Materiales para el grado en Ingeniería Eléctrica al igual que otra para el grado de Diseño Industrial y del Producto. En función de esta especialidad se intenta ofrecer un bloque general a todas las especialidades y luego un bloque más específico según el grado ofertado. En los últimos años los profesores de estas asignaturas aconsejamos cada vez más bibliografía especializada en ciencia de materiales accediendo a fuentes en RED de cursos en abierto. La divulgación en RED permite acceder a cursos completos de universidades de cualquier parte del mundo, permitiendo en muchos casos ser espectador de una clase magistral de universidades de reconocido prestigio docente e investigador, como podría ser el MIT, Standford, Cornell, Caltech, Princeton, Cambridge, Michigan, London, etc. En este trabajo hemos analizado y seleccionado diferentes plataformas en RED y cursos individuales como propuesta de material bibliográfico para los docentes en Ciencia de Materiales. Con esta información se proponen referencias para el bloque general y las clases específicas según la especialidad.

This paper assesses the impact that the introduction of scientific methods for materials characterisation (conventionally grouped under the label of Archaeometry) has had in the methodological configuration of Spanish archaeology over the last two decades. This is achieved through a bibliometric study of publications dealing with characterisation of archaeological ceramics from Andalucía (southern Spain). The variables handled in this study include aspects such as the number of sampled sites and items, their geographical provenance, the chronological and functional dimensions of the archaeological contexts they were taken from as well as the analytical techniques employed in their study., Este artículo intenta valorar el impacto que la introducción de métodos de caracterización de materiales procedentes de la física y la química (y agrupados habitualmente bajo la denominación genérica de Arqueometría) ha tenido en la configuración metodológica de la investigación arqueológica de nuestro país durante las últimas dos décadas. Para ello se realiza un análisis bibliométrico de un ámbito específico de la aplicación de las técnicas arqueométricas, cual es el de la caracterización de materiales cerámicos dentro de la Arqueología andaluza. Las variables tenidas en cuenta incluyen aspectos tales como la cantidad de sitios arqueológicos muestreados y de muestras analizadas, su procedencia geográfica, los contextos cronológicos y funcionales de los que las muestras fueron tomadas y las técnicas analíticas empleadas.

In this paper we present the study of the electrochemical properties of the following conducting polymers: poly(o-anisidine), polyaniline and copolymers of aniline and o-anisidine obtained by a new synthetic method. The polymers are synthesized in free-of-acid conditions, using an activated montmorillonitic clay catalyst, known as Maghnite-H+ (Mag-H) as proton source. The electrochemical behaviour of poly(o-anisidine) created using Mag-H (PoANI-MagH) and their copolymers with aniline is quite diVerent of those polymers created in HCl solution. In situ Raman data suggest that the structure of PoANI-MagH is a mixture of conducting (polyaniline-type) and redox (phenoxazine or phenazine-type) segments. Ministerio de Ciencia y Tecnlogía (MAT2004-1479); Generalitat Valenciana (GRUPOS04/75); Programa Juan de la Cierva.

This communication deals with the vibrational behaviour of cyanide adlayers formed on Pt(111) and Pt(100) surfaces in the electrochemical environment. In situ FTIR spectroscopy can be employed to follow the potential dependence of the C–N stretching frequency in acidic electrolytes with quite a low uncertainty. Owing to the stability of the cyanide adlayer in alkaline solutions, experiments performed in NaOH medium are usually perturbed by the significant overlapping of the reference and the sample FTIR spectra. Deconvolution of the spectra was carried out assuming a Lorentz oscillator. The procedure allowed to confirm that two potential regions with different band centre frequency tuning coexist for Pt(111)–CN in perchloric acid medium. Conversely, in the alkaline electrolyte a single tuning rate for the band position was found for both surfaces studied. The lack of reorientation of the C–N molecular axis together with the occurrence of a certain screening effect of negatively charged hydroxyl anions on the electric field at the interface could be at the origin of the different behaviour displayed in both electrolytic media. Ministerio de Ciencia y Tecnología (MAT2004-1479); Generalitat Valenciana (GRUPOS04/75 y GV5/136) Programa Juan de la Cierva.

Modified electrodes with poly(2,2’-dithiodianiline),PDTDA, were prepared from the corresponding monomer by cyclic voltammetry between 0.0 V and 1.5-1.6 V on gold or stainless steel respectively. The potentiodynamic method proved to bring about good quality and adherent thin films. The wide potential window shown by this modified electrode allowed attempting the insertion of copper in the polymeric matrix using several strategies. The response of this modified electrode copper was checked in the presence of γ-aminobutyric acid (GABA). Copper loaded on PDTDA/Au electrodes showed the highest sensitivity along with a stable and reproducible response for the detection of GABA. The surface morphology and composition analysis by SEM and XPS shows that copper is deposited in the polymeric matrix as uniformly scattered microparticles. The surface of these particles is mainly composed of Cu(I) species. Financial support of projects 3020033 and 1020520 from FONDECYT (Chile) and project MAT2004-01479 from Ministerio de Educación y Ciencia (Spain).

A large number of porous carbon materials with different properties in terms of porosity, surface chemistry and electrical conductivity, were prepared and systematically studied as electric double layer capacitors in aqueous medium with H2SO4 as electrolyte. The precursors used are an anthracite, general purpose carbon fibres and high performance carbon fibres, which were activated by KOH, NaOH, CO2 and steam at different conditions. Among all of them, an activated anthracite with a BET surface area close to 1500 m2/g, presents the best performance, reaching a value of 320 F/g, using a three-electrode system. The results obtained for all the samples, agree with the well-known relationship between capacitance and porosity, and show that the CO-type oxygen groups have a positive contribution to the capacitance. A very good correlation between the specific capacitance and this type of oxygen groups has been found. The authors thank MEC for financial support (Project PPQ2003-03884).

The electrochemical reactivity of dissolved SO2 on glassy carbon (GC) electrodes was studied in sulfuric and perchloric acid solutions. The surface changes accompanying voltammetric scans were analysed with the aid of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The influence of the GC pretreatment (polished versus electrochemically activated) on the oxidation of SO2 was examined. It was found that GC samples electrochemically treated so to develop a reduced graphite oxide film on the surface were more active for SO2 oxidation. The reduction of SO2 was observed to take place at potentials below 0.0V to yield soluble sulfide species. This species was reoxidized on positive scans to form a sulfur deposit, consisting of an underlying layer of chemisorbed sulfur (161.9–162.3 eV)and an on-top layer of bulk elemental sulfur with S8-like structure (163.6–163.8 eV). Surface sulfur did not impart electrocatalytic activity for the oxidation of SO2. Spanish Ministerio de Ciencia y Tecnología (Projects MAT2001-1007 and MAT2004-01479)

The electrochemical oxidation of 2,3- 2,4- and 2,5-diaminophenol, on platinum electrode, in acid medium was studied using cyclic voltammetry, in situ UV–vis and in situ FTIR spectroscopies. The spectroscopic data indicates that 2,4-diaminophenol suffers hydrolysis giving the formation of 2-amino-hydroquinone/2-amino-p-benzoquinone in solution. The oxidation mechanism of 2,5-diaminophenol is similar to the p-phenylenediamine giving 2-hydroxy-p-benzoquinoneimine and its hydrolysis product, 2-hydroxy-p-benzoquinone. The electrochemical results suggest that 2,3-diaminophenol generates a non-electroactive polymeric material on the electrode surface. Ministerio de Educación y Ciencia (MAT2004-1479); CONICET, FONCYT, Agencia Córdoba Ciencia y SECyT-UNRC.

The electrochemical regeneration of an activated carbon, previously saturated with toluene by gas phase adsorption, was studied. Cathodic and anodic regeneration methods were analyzed using a small batch electrochemical cell. In both cases, a stripping efficiency close to 100% was obtained under appropriate conditions of potential, current, and time of electrolysis. Successive loading and regeneration cycles of the activated carbon were performed under cathodic conditions without loss of the adsorption properties of the activated carbon, thus achieving a high regeneration efficiency (close to 99%). This electrochemical method is very effective for regeneration of activated carbon compared to conventional thermal regeneration as it does not modify the porous texture of the material. Generalitat Valenciana (GRUPOS04/75)

A novel kind of composites is synthesized due to the outstanding properties of carbon materials. Metallic platinum is deposited on porous carbon discs by means of Potential Step Deposition (PSD) under potentiostatic conditions. Afterwards, the Pt-coated discs were covered completely with colloidal zeolite (silicalite-1) crystals by means of the novel ElectroPhoretic Deposition (EPD) methodology. After standard hydrothermal treatment, the seed crystal coating becomes continuous, crack-free and wellintergrown, giving rise to a layer of silicalite-1 crystals of different sizes. It must be noted that Pt combined with the secondary growth methodology has a extremely important effect on the orientation of the growing zeolite crystals. These novel materials have a wide range of potential applications as membrane reactors and/or catalyst membranes after activation (i.e. template removal by calcination) of the zeolite crystals. Ministerio de Ciencia y Tecnología (PPQ-2003-03884)

The electrocatalytic behaviour of poly(aniline-co-4adpa), Pan-4adpa, films against some redox couples and ascorbic acid was tested in aqueous buffering solutions of pH = 5. The film catalysed the redox process of all the couples investigated although it has been observed that positively charged species such as dopamine/dopaminequinone display more irreversible voltammetric behaviour than negative (ferro/ferricyanide) or neutral (hydroquinone/quinone) ones. The voltammetric results point that the catalytic sites of the Pan-4adpa are probably located at the surface of the film. The oxidation peak of ascorbic acid on Pan-4adpa films is shifted 170mV to more cathodic potentials with respect to the Pt with no generation of adsorbed residues. Ministerio de Ciencia y Tecnlogía (MAT2001-1007)(REN2001-2304-C02-02/TECNO)

Two methods have been used for the deposition of Pt particles on synthetic boron-doped diamond (BDD) surfaces: chemical deposition and electrodeposition under potentiostatic conditions. However, electrodeposition leads much higher platinum dispersion than chemical deposition. The mechanism of nucleation and growing of the electrodeposited platinum was investigated by means of chronoamperometric studies in acid medium. The electrodeposition on diamond surfaces shows a mechanism of progressive nucleation as deduced from the chronoamperometric studies in acid medium. The stability of the deposited platinum is very low and the platinum particle are dissolved/detached by cycling. The modified BDD electrodes by deposition of platinum have been tested for the oxidation of methanol, showing that multi-step deposition results in higher values of surface and mass activities for methanol oxidation than one-step deposition process. Ministerio de Ciencia y Tecnología (MAT2001-1007)

The electrochemical oxidation of aniline and p-aminodiphenylamine (ADPA) was carried out in a phosphate buffer solution at pH 5. Cyclic voltammetry and ‘‘in situ’’ FTIR spectroscopy were combined to study the redox behavior of the oxidation products. When ADPA is oxidized in the presence of aniline, two redox processes are observed. One of these redox processes is related to a soluble species, while the other pertains to a species attached to the electrode surface. Only those films synthesized from ADPA oxidation in the presence of aniline are electroactive in this buffered medium. No evidence pointing to the occurrence of autocatalytic polymerization exists under the experimental conditions employed. Ministerio de Ciencia y Tecnología (MAT2001-1007)(REN2001-2304-C02-02/TECNO); Generalitat Valenciana (GV01-313).

Carbon–ceramic composites have been prepared and characterised by different techniques (electron microscopy, X-ray microanalysis, X-ray diffraction and cyclic voltammetry). The effect on the conductivity of the thermal treatment temperature of the composites and the structure of the starting ceramic has been analysed. The results demonstrate that the layered structure of the clay determines their conductivity. The composites prepared are conductors and the conductivity goes through a maximum with increasing thermal treatment. Platinum has been successfully deposited on the carbon–ceramic composite by chemical and electrochemical methods. A better distribution of platinum and smaller particle sizes are obtained by the electrochemical method. The direct electrooxidation of methanol in acid medium has been studied on platinum-modified carbon–ceramic electrodes. Dirección General de Investigación en Ciencia y Tecnología (AMB1999-1595-CE); Ministerio de Ciencia y Tecnología (MAT2000-0621).

Memoria ID12-0043. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2012-2013.

La asignatura de “Química del Estado Sólido” se imparte actualmente en los Másteres de “Ciencia de Materiales” e “Interuniversitario de Nanociencia y Nanotecnología Molecular”. El programa de esta asignatura en ambos Másteres es ligeramente distinto, ya que en principio así se pensó atendiendo a las particularidades de los objetivos de aprendizaje en cada Máster. Después de la experiencia adquirida tras unos años de funcionamiento de esta asignatura, y dado que la asignatura tiene en ambos Másteres el carácter de “básica”, los autores creen que es posible proceder a una homogeneización curricular con el fin del aprovechamiento de recursos (no sólo humanos, sino también de espacio y tiempo). Esto permite que la asignatura pudiese ser impartida con los mismos objetivos de enseñanza-aprendizaje en ambos Másteres y de manera simultánea. En este trabajos e aborda una propuesta de metodología docente según un enfoque didáctico que cubre las necesidades de formación en ambos Másteres.

El trabajo desarrollado en esta tesis, se centra en el campo de la ciencia de los materiales blandos, y en concreto dentro de este campo, en los geles. Los geles, son ampliamente conocidos por sus diversas aplicaciones como por ejemplo, en la alimentación, la cosmética o la biomedicina y se definen como estructuras viscoelásticas formadas por una red entrecruzada tridimensional hecha a partir de moléculas gelificantes que se autoensamblan atrapando el disolvente, el cual es el componente mayoritario. Dentro de los geles, podemos distinguir aquellos formados a partir de moléculas de bajo peso molecular, los llamados geles supramoleculares. En ellos la matriz fibrilar se forma a partir de interacciones de tipo no covalente, como son los enlaces de hidrógeno, las interacciones ¿-¿, interacciones donor-aceptor, fuerzas solvófobas, fuerzas de van der Waals¿ etc.1 Este tipo de geles tienen una importante proyección de futuro debido, no sólo a su interés en cuanto a los posibles estudios dedicados a la comprensión fundamental de los agregados que se forman a diferentes escalas, sino también por sus posibles aplicaciones tecnológicas, como por ejemplo, en la liberación controlada de fármacos o la formación de plataformas para la regeneración de tejidos.2 Durante los últimos años, los geles supramoleculares se han comenzado a estudiar más en profundidad porque pueden contrarrestar algunos inconvenientes de los geles macromoleculares. A diferencia de estos, los geles supramoleculares son reversibles, es decir, pueden ser transformados de un estado fluido a un estado no fluido y viceversa por la acción de un estímulo externo, por ejemplo la temperatura, el pH o la luz.3 Las moléculas gelificantes elegidas en este trabajo son moléculas anfífilas derivadas de azúcares. En los glicolípidos, la cabeza polar, que está formada por azúcares, tiene la capacidad de formar puentes de hidrogeno dirigidos y por tanto, es más fácil obtener estructuras fibrilares que permitan la formación de la matriz gelificante. Dentro de los distintos tipos de moléculas anfífilas azúcaradas capaces de formar geles descritas en la bibliografía, encontramos las llamadas convencionales o de una sóla cabeza y las bolaanfifílicas o de dos cabezas. Nosotros nos vamos a centrar en las del primer tipo. Como subclasificación de las moléculas de una sola cabeza, encontramos aquellas formadas por monosacáridos y las formadas por disacáridos. La mayor parte de los trabajos previos se han focalizado en los monosacáridos, en concreto en la glucosa, a partir de cuyos derivados se obtienen hidrogeles en los que es necesario la utilización en pequeñas proporciones de un alcohol que ayude en la gelificación.4 Como hemos mencionado anteriormente, los geles son sensibles a estímulos externos y lo más común es que sean sensibles a la temperatura, pero existe la posibilidad de que además sean sensibles a la luz mediante la introducción de un grupo cromóforo. En el caso concreto de la modulación por cambio en la isomería como respuesta a la irradiación, los ejemplos encontrados en moléculas azúcadas anfífilas son muy reducidos. Un ejemplo, es el descrito por el grupo de Shinkai5, que ha obtenido hidrogeles formados a partir de moléculas anfífilas con un diazobenceno en su estructura. Además, este tipo de moléculas glicolipídicas por su estructura polar asimétrica pueden presentar un comportamiento mesógeno. Mientras que la cabeza polar es capaz de formar puentes de hidrógeno, las cadenas alquílicas se agregan y forman microsegraciones dando lugar a organizaciones características de los cristales líquidos.6 En estudios previos realizados Fitremann et al demostraron que la mezcla de isómeros derivados de sucroésteres de N-palmitoilfenilalanina tiene características gelificantes. 7 Este compuesto, en contacto con el agua, a una concentración mínima de un 2%, forma un gel que debido a sus propiedades mecánicas puede denominarse como tipo ¿clara de huevo¿ donde el módulo elástico es siempre mayor que el módulo viscoso y los valores absolutos de los mismos son bajos; presenta además tixotropía. OBJETIVO El objetivo de esta tesis es diseñar, sintetizar y caracterizar nuevos materiales sensibles a la temperatura y a la luz a partir de moléculas gelificantes anfífilas, con una cabeza azucarada. Se ha variado la composición tanto de la cabeza como de la cola para estudiar la influencia en la capacidad de gelificación. Como cabeza se han seleccionado diversos disacáridos, unidos a un ácido graso para obtener hidrogeles potencialmente biocompatibles y biodegradables. También se combinan con un grupo cromóforo hidrófobo que permitirá al material gelificante responder al estímulo de la luz. En los antecedentes directos, no se obtuvieron buenos resultados con los sucroésteres a causa de un bajo rendimiento en la ruta sintética, por lo que se propone modificar químicamente la molécula con la intención de aumentar estos rendimientos. Esto se realiza cambiando el disacárido en la cabeza polar para evitar la mezcla de isómeros e introduciendo un grupo amida o un anillo de triazol en vez del enlace éster para favorecer la formación de puentes de hidrógeno. Una vez sintetizados, se caracterizó el material obtenido, estudiando en primer lugar los disolventes en los que gelifica, se trate bien de un hidrogel, por hacerlo en agua o bien de un organogel, es decir, en un disolvente orgánico. La estructura formada se describe a distintos niveles, nano, micro y macromolecular usando diferentes técnicas.8 Una vez visto el comportamiento de estos compuestos, el planteamiento siguiente es la introducción de un grupo fotoisomerizable, con el objetivo de poder modificar el material con la luz. Para ello se desarrolla una estrategia sintética que permita introducir en la cola el grupo diazobenceno. Este se coloca en distintas posiciones para establecer diferencias entre los sistemas resultantes. Adicionalmente se realiza un cambio en la estructura polar de la cabeza manteniendo el grupo azo en la cola. Se va a trabajar en este caso con polietilenglicol, lo que ofrece la posibilidad de introducir distintas longuitudes y así estudiar la influencia de la relación hidrofilia-hidrofobia en la formación de agregados supramoleculares y explorar la posibilidad de gelificación. METODOLOGÍA: Para la síntesis de las moléculas objetivo se ponen en práctica distintas rutas sintéticas como amidaciones, reducciones, cicloadiciones [3+2] azida-alquino catalizada con cobre I, así como la química de los azúcares (protecciónes y desprotecciones). Para su caracterización molecular se utilizan técnicas de resonancia magnética nuclear, espectroscopia infrarroja, análisis elemental y espectrometría de masas. Así mismo, la caracterización de las propiedades cristal líquido, tanto liótropas como termótropas, se describen mediante la observación por microscopio óptico de luz polarizada, calorimetría diferencial de barrido y difracción de rayos X. La caracterización tanto de los geles como de los agregados formados se realiza mediante microscopía electrónica de transmisión y de barrido, con el objetivo de determinar las estructuras formadas, fibrilares o lamelares, dicroísmo circular, al observar torsión en las fibras de los geles y también se usan la calorimetría diferencial de barrido y resonancia magnética nuclear para establecer la temperatura de gelificación de los distintos materiales. CONCLUSIONES: Los compuestos glicoanfífilos basados en disacáridos son moléculas de gran interés para obtener materiales blandos basados en geles supramoleculares. Las variaciones en la estructura molecular se traducen en modificaciones en las propiedades del gel. La cicloadición [3+2] azida-alquino catalizada por cobre I es una ruta sintética muy versátil para la preparación de compuestos glicoanfífilos. La presencia del grupo triazol mejora la capacidad de gelificación. La organización supramolecular quiral de los glicoanfífilos, la cual es responsable de la red entrecruzada que forma la estructura del gel, viene determinada por la cabeza azucarada de la estructura. Los geles supramoleculares basados en azúcares y polietilenglicol con azobenzeno en su estructura dan lugar a materiales sensibles a la luz. Las propiedades quiroópticas pueden ser moduladas por la luz y en algunos casos, se puede alcanzar la transición del estado gel al estado sol.

La asignatura de “Materiales Compuestos”, que se imparte en el Máster de “Ciencia de Materiales” de la Universidad de Alicante, se engloba dentro de una rama clásica de la Ciencia y la Tecnología de los Materiales, donde confluyen distintas áreas de conocimiento como la química, la física y la ingeniería mecánica, entre otras. Las diversas maneras de abordar estos conocimientos hacen que su enfoque didáctico sea complejo. “Materiales Compuestos” es una asignatura optativa del Máster de 3 créditos, impartida en el segundo cuatrimestre, que se incluye en el módulo de especialización “Materiales estructurales y funcionales”. En la presente comunicación se propone una metodología docente para esta asignatura adaptada al marco del Espacio Europeo de Educación Superior, así como también su interrelación con otras materias tanto complementarias como básicas dentro del contenido curricular del Máster. Desde un punto de vista didáctico “Materiales Compuestos” ha sido estructurada para ser impartida según el modelo de portfolio discente.

La asignatura obligatoria “Ciencia de los Materiales” de 6 ECTS para el 3er Curso de Grado en Ingeniería Química debe servir para conectar el aprendizaje con la realidad. Por esto, el uso del software libre Matter 2.1 pretende concienciar al alumnado de que lo que estudia va a servir siempre para un propósito que deberán tener en cuenta a la hora de desarrollar su actividad profesional. Los principales objetivos que se pretenden alcanzar serían los siguientes: 1) Promover el trabajo en grupo. 2) Desarrollar habilidades expositivas y de síntesis. 3) Evaluar determinadas competencias. 4) Promover la docencia híbrida (on line y presencial) mediante el uso de software gratuito de Ciencia de los Materiales. SIN FINANCIACIÓN No data 2013