Repositorio Digital - Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales
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Influence of process parameters on the size, morphology, and structure of magnetic nanoparticles obtained by chemical methods
No full textEn la última década los nanomateriales magnéticos se han utilizado ampliamente en el campo de la química, la física, la ingeniería y la medicina debido a sus propiedades ópticas, magnéticas y de conducción, y como agentes de contraste en resonancia magnética. Se ha evaluado su influencia en el tratamiento de tumores cancerosos y está despertando gran interés en sistemas de reparación ambiental como absorbentes magnéticos que atrapan partículas de metal y algunos contaminantes. En este estudio se analizó la influencia de los parámetros de proceso en la obtención de nanopartículas magnéticas bajo tres métodos de síntesis química. La caracterización morfológica se hizo por microscopía electrónica de barrido (SEM), su composición elemental se estudió mediante espectroscopia de energía dispersiva de rayos x (EDS), y su estructura, mediante difracción de rayos x (XRD). Los resultados evidenciaron una gran influencia del método de obtención, como se reflejó en la variabilidad del tamaño de las nanopartículas. Es de resaltar la obtención de partículas a escala nanométrica, con predominancia de estructuras Fe3O4 (magnetita) y Fe2O3 (maghemita), lo cual supondría propiedades de superparamagnetismo que abrirían el camino a un amplio abanico de aplicaciones futuras con su producción a bajo costo y de fácil acceso.In the last decade, magnetic nanomaterials have been widely used in the fields of chemistry, physics, engineering, and medicine due to their optical, magnetic, and conductive properties, and as contrast agents in magnetic resonance. Their influence in the treatment of cancerous tumors has been evaluated and has sparked great interest in its use in environmental repair systems such as magnetic absorbers that trap metal particles and some contaminants. Here we analyze the influence of process parameters to obtain magnetic nanoparticles under three chemical synthesis methods. Its morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM), its elemental composition by energy dispersive spectroscopy (EDS), and its structure by x-ray diffraction (XRD). Our results showed that the obtention method had a great influence as evidenced by the variability in nanoparticle sizes. It is worth highlighting that we obtained particles at a nanometric scale, especially Fe3O4 (magnetite) and Fe2O3 (maghemite) structures, with potential superparamagnetism properties that could open a wide range of future applications for the production of these materials at low cost and easy access
Preparación y estudio de propiedades estructurales, morfológicas y ópticas de películas delgadas de sulfuro de zinc para aplicación fotovoltaica
No full textActualmente se realizan investigaciones a nivel mundial para desarrollar nuevos materiales con propiedades adecuadas para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, con el fin de obtener energía de fuentes renovables y reemplazar las convencionales. Por motivos ambientales los materiales deben ser abundantes y no ser contaminantes, requisitos que el sulfuro de zinc (ZnS) cumple. En este estudio se sintetizaron películas delgadas de ZnS por el método sol-gel para evaluar el efecto de algunos precursores de zinc y azufre, de los agentes complejantes, así como del tratamiento térmico a 500 °C en la obtención del ZnS. os sólidos obtenidos y tratados en atmósfera oxidante se caracterizaron mediante difracción de rayos-X (XRD), lo que permitió establecer el protocolo de reacción más adecuado para la preparación del ZnS y depositar recubrimientos de ZnS sobre sustratos de vidrio-cuarzo usando la técnica de recubrimiento por centrifugación (spin coating). Las películas también se sometieron a un tratamiento térmico basado en nitrógeno gaseoso y azufre elemental. Los recubrimientos de ZnS se caracterizaron con XRD, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía dispersiva de rayos X (EDS) y espectroscopía UV-Vis. Los resultados evidenciaron que las películas depositadas presentan propiedades adecuadas para ser empleadas como capa amortiguadora en celdas solares.Currently, global research is being carried out to develop new materials with suitable properties for manufacturing photovoltaic devices to obtain energy from renewable sources and replace conventional ones. For environmental reasons, the materials should be non-polluting and abundant, and zinc sulfide (ZnS) meets these requirements. In this context, we synthesized ZnS thin films using the sol-gel method aiming at evaluating the effect of some zinc and sulfur precursors, complexing agents, and thermal treatment on ZnS obtention. The resulting solids were treated in an oxidizing atmosphere and characterized by X-ray diffraction (XRD) to establish the most suitable reaction protocol for ZnS preparation. Based on these results we were able to deposit ZnS coatings on glass-quartz substrates using the spin-coating technique. The films were also subjected to heat treatment based on gaseous nitrogen and elemental sulfur. ZnS coatings were characterized through XRD, scanning electron microscopy (SEM), X-Ray dispersive spectroscopy (EDS), and UV-Vis spectroscopy. Our results showed that the films deposited had suitable properties to be used as a buffer layer in solar cells
Primer registro de Cytheridella ilosvayi Daday, 1905 (Ostracoda: Limnocytheridae) en la ciénaga de San Silvestre, Colombia
No full textSe reporta por primera vez en el valle del Magdalena el ostrácodo Cytheridella ilosvayi Daday, 1905. Esta especie había sido reportada en Colombia solamente en Casanare, región oriental del país. En marzo del 2018, durante la época de aguas bajas, se recolectaron 7.000 ejemplares hembras extraídas de las raíces de la macrófita Eichhornia crassipes en la ciénaga de San Silvestre (Santander), ubicada en la región andina.The ostracod species Cytheridella ilosvay Daday, 1905, is reported for the first time for the Magdalena valley. This species has been described in Colombia only in Casanare. A total of 7,000 specimens, all females, were collected from the roots of the macrophyte Eichhornia crassipes in the Ciénaga San Silvestre in Santander during the low water season in March 2018
Composición de macroinvertebrados en las provincias de Márquez y Lengupá y posible efecto de la orogénesis en su distribución
No full textLa orogénesis de los Andes en Colombia modificó el paisaje y el clima ocasionando un elevamiento que provocó la interrupción de la circulación atmosférica y dando lugar a un aumento de lluvias en el flanco oriental, lo que transformó la red hidrográfica continental y aumentó la disponibilidad de nutrientes, permitiendo, a su vez, la aparición de una gran variedad de hábitats con el consecuente aumento de la diversidad de flora y fauna en el país. El levantamiento de las cordilleras promovió la vicarianza ecológica al favorecer el aislamiento genético y la especiación, lo cual explica parcialmente los patrones de acumulación de biodiversidad como parte importante en los procesos tróficos de los sistemas. En este contexto, en el periodo de 2011 a 2012 se recolectaron en sitios puntuales en 10 quebradas de las provincias de Márquez y Lengupá en el centro-sur de Boyacá para conocer la composición de macroinvertebrados del flanco oriental de la Cordillera Oriental y establecer las diferencias en los grupos presentes con respecto a las otras dos cordilleras colombianas; se tomaron muestras semicuantitativas con red de pantalla de 500 μm, los especímenes se fijaron en campo con alcohol etílico al 96 % y, posteriormente, se preservaron en el laboratorio en alcohol etílico al 70 %. La identificación taxonómica se llevó al menor nivel taxonómico posible. Según los resultados, las subfamilias Orthocladiinae y Tanypodinae y el género Hyalella fueron los más abundantes, y s
registraron los géneros Grumichella y Polycentropus no reportados antes en la cordilleras Central y Occidental, lo que evidencia una diferenciación, aunque no se puede concluir que sean endemismos porque el nivel taxonómico alcanzado en la mayoría de los trabajos no permite saber si se trata de las mismas especies, por lo que debe avanzarse hacia un nivel más específico.The orogenesis of the Andes in Colombia modified the landscape and the climate causing their elevation thus interrupting the atmospheric circulation, which led to increased rainfall on their eastern flank. This transformed the continental hydrographic network and increased the availability of nutrients originating, consequently, a great variety of habitats for flora and fauna in the country. The elevation of the mountain ranges promoted the appearance of vicariant speciation and genetic isolation, which partially explains the patterns of accumulation of biodiversity as an important part
of the trophic processes of the systems. In this context, we made point collections during 2011 and 2012 in 10 streams located in the provinces of Márquez and Lengupá in the center-south of Boyacá to establish the composition of macroinvertebrates on the eastern flank of the Eastern Cordillera and the differences in the groups present compared to the other two Colombian mountain ranges. We collected semiquantitative samples with a 500 μm screen network; the specimens were fixed in the field in 96% ethyl alcohol and later preserved in the laboratory in 70% ethyl alcohol; the taxonomic identification was established in the lowest possible taxonomic level. The results showed that the Orthocladiinae and Tanypodinae subfamilies and the Hyalella genus were the most abundant. Grumichella and Polycentropus genera had not been registered for the central and western mountain ranges and they show differentiation, but it was not possible to conclude that they are endemisms as in most of the previous studies, the taxonomic level does not allow to establish if they are the same species or not. Thus, the works must be completed at a more specific level
Paracoccidioides genomes reflect high levels of species divergence and little interspecific gene flow
No full textThe fungus Paracoccidioides is a prevalent human pathogen endemic to South America. The genus is composed of five species. In this report, we use 37 whole-genome sequences to study the allocation of genetic variation in Paracoccidioides We tested three genome-wide predictions of advanced speciation, namely, that all species should be reciprocally monophyletic, that species pairs should be highly differentiated along the whole genome, and that there should be low rates of interspecific gene exchange. We find support for these three hypotheses. Species pairs with older divergences show no evidence of gene exchange, while more recently diverged species pairs show evidence of modest rates of introgression. Our results indicate that as divergence progresses, species boundaries become less porous among Paracoccidioides species. Our results suggest that species in Paracoccidioides are at different stages along the divergence continuum.IMPORTANCE Paracoccidioides is the causal agent of a systemic mycosis in Latin America. Most of the inference of the evolutionary history of Paracoccidioides has used only a few molecular markers. In this report, we evaluate the extent of genome divergence among Paracoccidioides species and study the possibility of interspecific gene exchange. We find that all species are highly differentiated. We also find that the amount of gene flow between species is low and in some cases is even completely absent in spite of geographic overlap. Our study constitutes a systematic effort to identify species boundaries in fungal pathogens and to determine the extent of gene exchange among fungal species.El hongo Paracoccidioides es un patógeno humano prevalente endémico de América del Sur. El género está compuesto por cinco especies. En este informe, utilizamos 37 secuencias de genoma completo para estudiar la asignación de variación genética en Paracoccidioides. Probamos tres predicciones de especiación avanzada en todo el genoma, a saber, que todas las especies deberían ser recíprocamente monofiléticas, que los pares de especies deberían estar muy diferenciados a lo largo de todo el genoma y que debería haber tasas bajas de intercambio de genes interespecíficos. Encontramos apoyo para estas tres hipótesis. Los pares de especies con divergencias más antiguas no muestran evidencia de intercambio de genes, mientras que los pares de especies divergentes más recientemente muestran evidencia de tasas modestas de introgresión. Nuestros resultados indican que a medida que avanza la divergencia, los límites de las especies se vuelven menos porosos entre las especies de Paracoccidioides. Nuestros resultados sugieren que las especies de Paracoccidioides se encuentran en diferentes etapas a lo largo del continuo de divergencia
La familia Elmidae (Insecta: Coleoptera: Byrrhoidea) en Colombia: riqueza taxonómica y distribución
No full textLos élmidos son una familia de escarabajos acuáticos muy frecuentes en ambientes lóticos y de amplia utilización como bioindicadores de la calidad de agua. Con el objetivo de reconocer la riqueza y la distribución de los géneros de Elmidae en Colombia, se revisaron e identificaron 22.150 ejemplares (larvas y adultos) recolectados y depositados entre 1976 y 2017 en varias colecciones entomológicas del país, en especial el Museo de Entomología de la Universidad del Valle. Los puntos de muestreo se ubicaron entre los 10 y los 3.947 m s.n.m., en 29 departamentos, 154 municipios y alrededor de 420 cuerpos de agua de diferente orden de magnitud, incluidas las principales macrocuencas y las cinco regiones naturales del país. Se registraron 29 géneros de Elmidae, de los cuales 23 correspondían a la subfamilia Elminae: Austrelmis, Austrolimnius, Cylloepus, Epodelmis, Gyrelmis, Heterelmis, Hexacylloepus, Hintonelmis, Holcelmis, Huleechius, Macrelmis, Microcylloepus, Neocylloepus, Neoelmis, Neolimnius, Notelmis, Onychelmis, Pilielmis, Portelmis, Stegoelmis, Stenhelmoides, Tyletelmis y Xenelmis, y seis a Larainae: Disersus, Hexanchorus, Phanoceroides, Phanocerus, Pharceonus y Pseudodisersus. Se hizo una sinopsis taxonómica con datos geográficos, mapas de distribución y registro fotográfico para cada género. Se actualizó el listado nacional con 59 especies y se ampliaron los rangos de distribución de los géneros conocidos en el país. Se incluyeron datos de las larvas de Gyrelmis, Notelmis, Onychelmis y Stenhelmoides, cuya asociación con el adulto era desconocida. Estos datos representan el 60,4 % de los géneros conocidos en el Neotrópico y 67,4 % de los registrados en Suramérica, lo que significa que Colombia es el país neotropical con el mayor registro genérico de Elmidae.Riffle beetles are a family of beetles commonly found in aquatic environments widely used as bioindicators of water quality. In an effort to establish the biodiversity and distribution of the Elmidae family in Colombia, we reviewed and identified 22,150 specimens (larvae and adults) from the material maintained in various entomological collections throughout the country, primarily in the
Museo de Entomología de la Universidad del Valle. The individuals are associated with fieldwork completed between 1976 and 2017. The samples were collected in 154 municipalities of 29 departments from approximately 420 streams of different sizes and magnitudes located between 10 to 3,947 meters above sea level. The study incorporated the five natural regions of Colombia and the principal macro-basins in the country. A total of 29 Elmidae genera were reported including
23 of the Elminae subfamily: Austrelmis, Austrolimnius, Cylloepus, Epodelmis, Gyrelmis, Heterelmis, Hexacylloepus, Hintonelmis, Holcelmis, Huleechius, Macrelmis, Microcylloepus, Neocylloepus, Neoelmis, Neolimnius, Notelmis, Onychelmis, Pilielmis, Portelmis, Stegoelmis, Stenhelmoides, Tyletelmis, and Xenelmis. The other six corresponded to the Larainae subfamily: Disersus, Hexanchorus, Phanoceroides, Phanocerus, Pharceonus, and Pseudodisersus. We provide a taxonomic synopsis with geographic data, distribution maps, and photographic records for each genus. The national list was updated for 59 species and the distribution ranges of known genera were expanded. We included data regarding Gyrelmis, Notelmis, Onychelmis, and Stenhelmoides larvae whose association with the adult specimens was previously unknown. The records summarized in this work represent 60.4% of the genera known in the Neotropics and 67.4% in South America placing Colombia as the Neotropical country with the highest number of Elmidae generic records
Estadios ninfales de Anacroneuria spp. (Plecoptera: Perlidae) y su relación con variables fisicoquímicas en tres microcuencas del río Combeima (Ibagué, Colombia).
No full textEl orden Plecoptera representa uno de los grupos de insectos más relevantes en bioindicación en Colombia. En los últimos años su conocimiento ha aumentado ampliamente; no obstante, en algunas zonas de la región andina, los estudios taxonómicos y ecológicos son aún incipientes. Dada la importancia de los plecópteros en quebradas de alta montaña, se evaluó la relación entre la presencia y abundancia de ninfas del género Anacroneuria con variables fisicoquímicas y bacteriológicas en tres microcuencas andinas asociadas con el río Combeima (Tolima, Colombia): Las Perlas, La Plata y Cay. Se realizaron seis colectas diurnas con red Surber en diferentes sustratos (arena, grava-guijarro, roca y hojarasca), durante un ciclo hidrológico (2016-2017; épocas de altas lluvias, bajas lluvias y transiciones). Se registraron 750 organismos, de los cuales, por morfometría tradicional se determinaron dos morfoespecies de Anacroneuria (Asp1 y Asp2). Se encontró correlación negativa entre la abundancia de Asp1 con el fósforo (rs= -0,5266) en la quebrada Las Perlas; conductividad eléctrica (rs= -0,4725) en la quebrada La Plata y nitratos (rs= -0,4821) en la quebrada Cay, mientras que la Asp2 la presentó en DQO (rs= -0,5634) y correlación positiva con temperatura (rs= 0,6750), pH (rs= 0,7079, nitratos (rs= 0,5569) y fosfatos (rs= 0,6511) en la quebrada Las Perlas.The Order Plecoptera represents one of the most relevant insects’ groups on bio indication in Colombia. In recent years its knowledge has increased greatly; nevertheless, in some areas of the Andean region, their taxonomic and ecological knowledge is still incipient. Given the importance of the plecopterans in high mountain streams, the relationship between the presence and abundance of nymphs of the genus Anacroneuria with physicochemical and bacteriological variables was evaluated in three Andean micro-basins associated with the Combeima River (Tolima, Colombia): Las Perlas, La Plata and Cay. Six daytime collections were carried out with Surber net upon different substrates (sand, gravel-pebble, rock and litterfall), during a hydrological cycle (2016-2017, high rainfall, low rainfall and transitions). 750 organisms were registered and later assigned by biometry to two Anacroneuria morphospecies (Asp1 and Asp2), and specific relationships were found with certain physicochemical variables in each stream by calculating Spearman correlation analysis and Principal Component Analysis (PCA). A negative correlation was found in the Las Perlas stream between the abundance of Asp1 and phosphorus (rs = -0.5266); electrical conductivity (rs = -0.4725) in the La Plata stream and nitrates (rs = -0.5569) in the Cay stream, while Asp2 was correlated to COD (rs = -0.5634) and, positive correlations with temperature (rs = 0.6750), pH (rs = 0.7079, nitrates (rs = 0.5569) and phosphates (rs = 0.6511) were observed in the Las Perlas stream
Propagación de Espeletiopsis corymbosa, Espeletia barclayana, Espeletia summapacis y Espeletia killipii en condiciones de invernadero
No full textColombia cuenta con ecosistemas estratégicos, entre ellos los páramos ubicados por encima de los 3.000 ms.n.m. Estos ecosistemas se encuentran en riesgo debido a las actividades humanas. Con el fin de contribuir a la conservación de los frailejones, plantas características de los páramos, se generaron protocolos de propagación de Espeletiopsis corymbosa (páramo de Guacheneque), Espeletia summapacis y Espeletia killipii (páramo de Sumapaz) y Espeletia barclayana (páramo El Tablazo). Se hizo la descripción morfológica en diez semillas, la prueba de tetrazolio en cuatro réplicas de 50 semillas con corte en la testa y adición de tetrazolio al 1 % a 40 °C durante 24 horas, y la prueba de germinación en 30 semillas por réplica en condiciones de invernadero con la aplicación de cuatro tratamientos pregerminativos (1. control; 2. inmersión en ácido giberélico; 3. estratificación fría, y 4. estratificación fría e inmersión en ácido giberélico y un sustrato diferente en E. barclayana). Se evaluó el crecimiento y la supervivencia en 30 plántulas. Las especies presentaron semillas con características morfológicas similares. El porcentaje de semillas vacías fue de 39 a 65 % y la germinación inferior al 48 %. La viabilidad con tetrazolio fue mayor a la encontrada con la prueba de germinación en todas las especies, lo que indicaría dormancia fisiológica, aunque con los tratamientos evaluados no fue posible corroborar esto. En cuatro meses de evaluación el crecimiento promedio de las especies fue de 0,65 cm, con una supervivencia superior al 67 %, lo que respalda la propagación en condiciones de invernadero.Colombia has strategic ecosystems, among them the páramos, which are located above 3,500 m.a.s.l. Due to human activities, these ecosystems are at risk. To contribute to the conservation of frailejones, one of their characteristic plants, I worked on the generation of propagation protocols of Espeletiopsis corymbosa (Guacheneque páramo), Espeletia summapacis and Espeletia killipii (Sumapaz páramo), and Espeletia barclayana (El Tablazo páramo). The morphological description was done in ten seeds, the tetrazolium test in four replicates of 50 seeds with cuts in the seminal cover adding 1% tetrazolium at 40 °C for 24 hours, and the germination test in 30 seeds per replication in greenhouse conditions using four pre-germinative treatments (none, immersion in gibberellins, cold stratification for one month, cold stratification plus gibberellins, and in E. barclayana sowing in a different substrate). The growth and survival were evaluated in 30 seedlings. The species seeds had similar characteristics. Empty seeds were found in 39 to 65% of cases and germination was less than 48%. The viability with tetrazolium was greater than with the germination test in all species, which may indicate physiological dormancy. However, this was not corroborated with the treatments under evaluation. During the four months of evaluation, average species growth was 0.65 cm and survival was over 67%, which favors the propagation in greenhouse conditions
Contribución taxonómica a la subfamilia Chironominae de Caldas: nuevos registros, clave taxonómica y diagnosis
No full textChironomidae es una familia de moscas acuáticas con amplia distribución global, siendo el grupo de insectos más abundante en los ecosistemas de agua dulce. La familia tiene 11 subfamilias, de las cuales apenas cinco están reportadas para Colombia, entre ellas la de los Chironominae, una de las más diversas del grupo. Los estados inmaduros se han utilizado como bioindicadores de contaminación, sin embargo, un gran obstáculo para el avance de las investigaciones ecológicas con este grupo es su difícil taxonomía y la falta de inventarios y de claves taxonómicas regionales. En este contexto, se presenta la primera clave taxonómica para los géneros de Chironominae registrados en Caldas con su respectiva diagnosis e imágenes ilustrativas. Para su determinación, se prepararon cápsulas cefálicas de larvas depositadas en la Colección Entomológica del Programa de Biología de la Universidad de Caldas (CEBUC), las cuales proceden de afluentes de la cuenca del río Chinchiná; además, se revisaron los estudios que reportan Chironominae en Caldas. Se encontraron nueve géneros: Polypedilum, Rheotanytarsus, Chironomus, Endotribelos, Género A, Paracladopelma, Paratanytarsus, Riethia y Tanytarsus, estos siete últimos se registran por primera vez en Caldas.Chironomidae es una familia de moscas acuáticas con amplia distribución global, siendo el grupo de insectos más abundante en los ecosistemas de agua dulce. La familia tiene 11 subfamilias, de las cuales apenas cinco están reportadas para Colombia, entre ellas la de los Chironominae, una de las más diversas del grupo. Los estados inmaduros se han utilizado como bioindicadores de contaminación, sin embargo, un gran obstáculo para el avance de las investigaciones ecológicas con este grupo es su difícil taxonomía y la falta de inventarios y de claves taxonómicas regionales. En este contexto, se presenta la primera clave taxonómica para los géneros de Chironominae registrados en Caldas con su respectiva diagnosis e imágenes ilustrativas. Para su determinación, se prepararon cápsulas cefálicas de larvas depositadas en la Colección Entomológica del Programa de Biología de la Universidad de Caldas (CEBUC), las cuales proceden de afluentes de la cuenca del río Chinchiná; además, se revisaron los estudios que reportan Chironominae en Caldas. Se encontraron nueve géneros: Polypedilum, Rheotanytarsus, Chironomus, Endotribelos, Género A, Paracladopelma, Paratanytarsus, Riethia y Tanytarsus, estos siete últimos se registran por primera vez en Caldas