Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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    Characterization and application of diatoms doped with titanium oxide nanoparticles for environmental bioremediation

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    Rapid and effective interventions are crucial when an ecosystem experiences negative impacts, which are necessary to prevent alterations in the environment and protect aquatic life. In this context, we will focus on addressing the problem of eutrophication and the excessive proliferation of cyanobacteria observed in Yahuarcocha lagoon. For this, we propose an innovative strategy that involves the use of diatoms coated with titanium dioxide nanoparticles (TiO2) for photodegradation. The characterization of the photodegradation process was carried out using ultraviolet-visible spectroscopy (UV-VIS), allowing the monitoring of the degradation of methylene blue. The diatoms doped with TiO2 were characterized using X-ray diffraction (XRD) to examine their crystalline structure, identifying the Anatase and Rutile phases; Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) to identify the titanium dioxide; scanning electron microscopy (SEM) to determine the average particle size of the samples (80 ± 20 nm); energy-dispersive X-ray (EDX) analysis to evaluate the chemical composition; and transmission electron microscopy (TEM) to observe the morphology of the nanoparticles. To complement the study, atomic absorption spectroscopy (AAS) was used to analyze the presence of heavy metals in the water of Yahuarcocha lagoon, where, through the detection limit (LOD), the presence of heavy metals such as copper (Cu), iron (Fe), lead (Pb), zinc (Zn), and cadmium (Cd) could not be observed. In summary, this research proposes an innovative solution for environmental bioremediation using diatoms doped with titanium dioxide nanoparticles. The efficacy of this method was observed in the change of the water color of Yahuarcocha lagoon from green to transparent within a timeframe of 3 hours.Las intervenciones rápidas y efectivas son cruciales cuando un ecosistema experimenta impactos negativos, ya que son necesarias para prevenir alteraciones en el medio ambiente y proteger la vida acuática. En este contexto, nos enfocaremos en abordar el problema de la eutrofización y la proliferación excesiva de cianobacterias observadas en la laguna Yahuarcocha. Para ello, proponemos una estrategia innovadora que implica el uso de diatomeas recubiertas con nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) para la fotodegradación. La caracterización del proceso de fotodegradación se realizó utilizando espectroscopía ultravioleta-visible (UV-VIS), lo que permitió monitorear la degradación del azul de metileno. Las diatomeas dopadas con TiO2 se caracterizaron mediante difracción de rayos X (XRD) para examinar su estructura cristalina, identificando las fases de Anatasa y Rutilo; espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para identificar el dióxido de titanio; microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar el tamaño promedio de las partículas de las muestras (80 ± 20 nm); análisis de energía dispersiva de rayos X (EDX) para evaluar la composición química; y microscopía electrónica de transmisión (TEM) para observar la morfología de las nanopartículas. Para complementar el estudio, se utilizó espectroscopía de absorción atómica (AAS) para analizar la presencia de metales pesados en el agua de la laguna Yahuarcocha, donde, a través del límite de detección (LOD), no se pudo observar la presencia de metales pesados como cobre (Cu), hierro (Fe), plomo (Pb), zinc (Zn) y cadmio (Cd). En resumen, esta investigación propone una solución innovadora para la biorremediación ambiental utilizando diatomeas dopadas con nanopartículas de dióxido de titanio. La eficacia de este método se observó en el cambio del color del agua de la laguna Yahuarcocha de verde a transparente en un lapso de 3 horas.Ingeniero/a en Nanotecnologí

    Physicochemical characterization of Oxalis tuberosa starch for possible applications as excipient for the design of solid pharmaceutical forms

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    In solid dosage forms such as tablets, excipients are widely used. Among the most com- monly used excipients in the pharmaceutical industry are starches, celluloses and their derivatives. In the present study, tests of fluidity, wettability, and swelling, FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), PXRD (Powder X-ray diffraction), DSC (Differential Scanning Calorimetry), and mechanical resistance tests were carried out on starches from Oxalis tuberosa (oca), cassava and corn, and celluloses such as MCC (microcrystalline cellulose), HEMC (hydroxyethyl methyl cellulose) and CMC (carboxymethylcellulose), to compare whether Oxalis tuberosa shares physicochemical properties with widely used ex- cipients and can be considered for drug manufacturing. FTIR analysis revealed similar spectral profiles between the reference excipients and oca starch, indicating similarities in chemical composition. In addition, DSC data demon- strated that oca starch is thermally relatively stable. The PXRD technique revealed similar diffraction patterns concerning the reference. Wettability and swelling tests showed that oca starch wets quickly, swells, and gels when in contact with water. The mechanical strength test showed that the force required to break oca starch tablets is lower than that of the other powders. The results suggest that oca starch exhibits similar properties to commercial excipients, which supports its consideration for pharmaceutical applications.En las dosis farmacéuticas solidas como tabletas, se utilizan mucho los excipientes. Entre los excipientes más utilizados en la industria farmacéutica están los almidones, las celulosas y sus derivados. En el presente estudio, se realizaron pruebas de fluidez, humectabilidad e hinchamiento, FT-IR (Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier), PXRD (Difracción de Rayos X en Polvo), DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido) y ensayos de resistencia mecánica en almidones de Oxalis tuberosa (oca), yuca y maíz, y en celulosas como MCC (celulosa microcristalina), HEMC (hidroxietilmetilcelulosa) y CMC (carboximetilcelulosa), para comparar si la Oxalis tuberosa comparte propiedades fisicoquímicas con excipientes ampliamente utilizados y puede considerarse para la fabricación de fármacos. El análisis FTIR reveló perfiles espectrales similares entre los excipientes de referencia y el almidón de oca, indicando similitudes en la composición química. Además, los datos de DSC demostraron que el almidón de oca es térmicamente bastante estable. La técnica PXRD reveló patrones de difracción similares con respecto a los de referencia. Los ensayos de humectabilidad e hinchamiento mostraron que se humecta rápidamente y que al estar en contacto con el agua se hincha y también gelifica. El ensayo de resistencia mecánica mostró que la fuerza necesaria para romper comprimidos de almidón de oca es más baja con respecto a los demás polvos. Los resultados sugieren que el almidón de oca presenta propiedades similares a los excipientes comerciales, lo que respalda su consideración para aplicaciones farmacéuticas.Ingeniero/a Biomédico/

    A technical-economic analysis of the Eco Plus Gasoline introduction in the fuel market in Ecuador

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    This work conducted an exhaustive technical-economic analysis of introducing Eco Plus 89 gasoline in the Ecuadorian fuel market. The study was based on a bibliographic review of previous research and on obtaining marketing values for this fuel that allowed the evaluation of consumption, technical parameters, and prices in the Ecuadorian fuel market. Eco Plus 89 gasoline consumption growth was observed, reflecting a significant consumer demand and preference increase. Furthermore, from a technical point of view, this Eco Plus 89 gasoline demonstrates superior performance in terms of power and torque compared to its subsidized counterparts (Extra and Ecopaís gasoline), thanks to its higher-octane number. From an environmental perspective, Eco Plus 89 fuel offers notable advantages, including greater fuel efficiency and lower sulfur concentration, which reduces harmful emissions. Regarding market prices, Eco Plus 89 gasoline follows a similar trend to Super gasoline and has experienced a decrease in the last year, establishing itself as a competitive option with an average cost of 0.94lesspergallonthanSupergasoline.Finally,ahypotheticalcasebasedonaccuratedatademonstratesthatavehiclethatusesEcoPlus89gasolineconsumeslessfueltotravelthesamedistancethanExtraorEcopaıˊsfuel,generatingenvironmentalbenefitsandmaintainingasimilarorevenmonthlyfuelcostlower.Asaresultofthisstudy,twocriticalrecommendationsaremade:theexperimentalvalidationofthedataandthepromotionoffuelswithethanolblendsinEcuadortofurtherimproveperformanceandsustainabilityinthefuelmarket.EnestetrabajoserealizoˊunanaˊlisisteˊcnicoeconoˊmicoexhaustivosobrelaintroduccioˊndelagasolinaEcoPlus89enelmercadodecombustiblesdeEcuador.Elestudiosebasoˊenunarevisioˊnbibliograˊficadeinvestigacionespreviasyenlaobtencioˊndevaloresdecomercializacioˊndeestecombustiblequepermitieronevaluarelconsumo,losparaˊmetrosteˊcnicosylospreciosenelmercadodecombustiblesecuatoriano.SeobservoˊuncrecimientoenelconsumodelagasolinaEcoPlus89,loquereflejaunaumentosignificativoensudemandaypreferenciaporpartedelosconsumidores.Ademaˊs,desdeelpuntodevistateˊcnico,estagasolinaEcoPlus89demuestraunrendimientosuperiorenteˊrminosdepotenciaytorqueencomparacioˊnconsuscontrapartessubsidiadas(gasolinaExtrayEcopaıˊs),graciasasumayorıˊndicedeoctanaje.Desdeunaperspectivamedioambiental,elcombustibleEcoPlus89ofreceventajasnotables,incluyendounamayoreficienciadeconsumoylamenorconcentracioˊndeazufre,loquecontribuyeareducirlasemisionesnocivas.Encuantoalospreciosdemercado,lagasolinaEcoPlus89sigueunatendenciasimilaraladelagasolinaSuperyhaexperimentadounadisminucioˊneneluˊltimoan~o,establecieˊndosecomounaopcioˊncompetitivaconuncostopromediode0.94 less per gallon than Super gasoline. Finally, a hypothetical case based on accurate data demonstrates that a vehicle that uses Eco Plus 89 gasoline consumes less fuel to travel the same distance than Extra or Ecopaís fuel, generating environmental benefits and maintaining a similar or even monthly fuel cost lower. As a result of this study, two critical recommendations are made: the experimental validation of the data and the promotion of fuels with ethanol blends in Ecuador to further improve performance and sustainability in the fuel market.En este trabajo se realizó un análisis técnico-económico exhaustivo sobre la introducción de la gasolina Eco Plus 89 en el mercado de combustibles de Ecuador. El estudio se basó en una revisión bibliográfica de investigaciones previas y en la obtención de valores de comercialización de este combustible que permitieron evaluar el consumo, los parámetros técnicos y los precios en el mercado de combustibles ecuatoriano. Se observó un crecimiento en el consumo de la gasolina Eco Plus 89, lo que refleja un aumento significativo en su demanda y preferencia por parte de los consumidores. Además, desde el punto de vista técnico, esta gasolina Eco Plus 89 demuestra un rendimiento superior en términos de potencia y torque en comparación con sus contrapartes subsidiadas (gasolina Extra y Ecopaís), gracias a su mayor índice de octanaje. Desde una perspectiva medioambiental, el combustible Eco Plus 89 ofrece ventajas notables, incluyendo una mayor eficiencia de consumo y la menor concentración de azufre, lo que contribuye a reducir las emisiones nocivas. En cuanto a los precios de mercado, la gasolina Eco Plus 89 sigue una tendencia similar a la de la gasolina Super y ha experimentado una disminución en el último año, estableciéndose como una opción competitiva con un costo promedio de 0.94 menos por galón que la gasolina Super. Finalmente, un caso hipotético basado en datos reales demuestra que un vehículo que utiliza la gasolina Eco Plus 89 consume menos combustible para recorrer la misma distancia en comparación con el combustible Extra o Ecopaís, generando beneficios ambientales y manteniendo un costo mensual de combustible similar o incluso inferior. Como resultado de este estudio se realizan dos recomendaciones importantes: la validación experimental de los datos y la promoción de combustibles con mezclas de etanol en Ecuador, para mejorar aún más el desempeño y la sostenibilidad en el mercado de combustibles.Petroquímico/

    Performance evaluation of cryptographic security algorithms

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    In today’s society data protection and security is critical, research on encryption algorithms is crucial. Rapid tech- nological advances have driven the need to optimize computationally intensive algorithms and to strengthen those that are vulnerable to sophisticated attacks. This research focuses on the performance analysis of symmetric (AES) and asymmetric (RSA, ECC) encryption algorithms, implemented and tested through graphical interfaces devel- oped in high-level Java language. The interfaces allow users to configure the parameters of each algorithm and measure the performance using metrics; such as, execution time, capacity, memory and CPU consumption. This work examines how each of these algorithms perform under various conditions, by adjusting the text size and other configuration parameters. The findings confirm that the RSA algorithm consumes significantly more computational resources, taking the 3072-bit key type. In contrast, the ECC algorithm emerges as the most efficient, excelling in both execution time, memory requirements, and CPU consumption. This research highlights the importance of choosing the appropriate encryption algorithm based on specific computational resources and security requirements.En la sociedad actual, impulsada por la protección de datos y en la que la seguridad es primordial, la investigación de algoritmos de cifrado es crucial. Los rápidos avances tecnológicos han impulsado la necesidad de optimizar los algoritmos que demandan altos recursos computacionales y de fortalecer a aquellos que son vulnerables a ataques sofisticados. Esta investigación se centra en el análisis de rendimiento de algoritmos de cifrado simétricos (AES) y asimétricos (RSA, ECC), implementados y probados a través de interfaces graficas desarrolladas en Java, lenguaje de alto nivel. Las interfaces permiten a los usuarios configurar los parámetros de cada algoritmo y usar métricas de rendimiento como el tiempo de ejecución, tasa de procesamiento de datos, consumo de memoria, y consumo de CPU. Este trabajo examina el desempeño de cada algoritmo de acuerdo a los ajustes en los tamaños de texto y las configuraciones de parámetros que se definan. Los hallazgos confirman que el algoritmo RSA requiere valores más altos en cada una de las métricas ya establecidas, tomando el tipo de llave de 3072 bits. En contraste, el algoritmo ECC emerge como el más eficiente sobresaliendo tanto en tiempo de ejecución, consumo de memoria y tiempo de CPU. Esta investigación destaca la importancia elegir el algoritmo de cifrado adecuado según los recursos computa- cionales específicas y los requisitos de seguridad.Ingeniero/a en Tecnologías de la Informació

    The Yggdrasil Project: organic reaction prediction with a custom-developed feedforward neural network and a tailored database

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    This thesis presents the Yggdrasil project, which aims to apply machine learning to predict organic chemical reactions by developing and validating of a neural network model. The project is structured into two main phases: Cognitio and Vaticinor. In the Cognitio phase, a subset of the USPTO_MIT database was processed and tailored for machine learning, augmented with Density Functional Theory calculations, to form a suitable dataset for model training. The Vaticinor phase involved the design, development, and validation of the neural network model, focusing on the model's ability to predict organic reactions accurately. Using only 0.375% of the USPTO_MIT database, the project achieved a test accuracy of 32.33% and a cross-validation accuracy of 29.39%. The analysis identified the 'Strong Correlation' feature set as yielding the best performance, emphasizing the importance of strategic feature selection in enhancing the model's predictive accuracy and generalization capability. The results illustrate the feasibility and potential of using machine learning for organic reaction prediction. Future direction for the Yggdrasil project includes: • Expanding the database to improve model robustness. • Integrating all Cognitio's scripts for process optimization. • Adding stereochemical information to the dataset. • Refining the model to cover a broader range of organic reactions. This thesis highlights the importance of data preparation, feature selection, and model validation in machine learning and computational chemistry. The codes that compose the Yggdrasil Project were written in Python3.10 and Bash and are available in the GitHub repository: https://github.com/jcastro7732/Yggdrasil-ProjectEsta tesis presenta el proyecto Yggdrasil, cuyo objetivo es aplicar el aprendizaje automático para predecir reacciones químicas orgánicas mediante el desarrollo y validación de un modelo de red neuronal. El proyecto se estructura en dos fases principales: Cognitio y Vaticinor. En la fase Cognitio, un subconjunto de la base de datos USPTO_MIT fue procesado y adaptado para el aprendizaje automático, aumentado con cálculos de la Teoría del Funcional Densidad, para formar un conjunto de datos adecuado para el entrenamiento del modelo. La fase Vaticinor consistió en el diseño, desarrollo y validación del modelo de red neuronal, centrándose en la capacidad del modelo para predecir reacciones orgánicas con precisión. Utilizando sólo el 0,375% de la base de datos USPTO_MIT, el proyecto logró una precisión de prueba del 32,33% y una precisión de validación cruzada del 29,39%. El análisis determinó que el conjunto de características "Correlación fuerte" era el que ofrecía el mejor rendimiento, lo que subraya la importancia de la selección estratégica de características para mejorar la precisión predictiva y la capacidad de generalización del modelo. Los resultados ilustran la viabilidad y el potencial del uso del aprendizaje automático para la predicción de reacciones orgánicas. La dirección futura del proyecto Yggdrasil incluye: • La ampliación de la base de datos para mejorar la robustez del modelo. • La integración de todos los scripts de Cognitio para la optimización de procesos. • La adición de información estereoquímica al conjunto de datos. • El perfeccionamiento del modelo para cubrir una gama más amplia de reacciones orgánicas. Esta tesis destaca la importancia de la preparación de datos, la selección de características y la validación de modelos en el aprendizaje automático y la química computacional. Los códigos que componen el Proyecto Yggdrasil fueron escritos en Python3.10 y Bash y están disponibles en el repositorio GitHub: https://github.com/jcastro7732/Yggdrasil-ProjectQuímico/

    Characterization of polyvinylpyrrolidone nanocomposites fibers with multi-walled carbon nanotubes

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    The generation of new materials for society has helped improve technological, environmental, social, medical, and other capabilities. In recent years, a fundamental and widely discussed aspect has been the applications found in carbon nanotubes (CNTs). This material holds promising potential due to its physical properties such as hardness, flexibility, durability, and stability. By adding polyvinylpyrrolidone (PVP), CNTs form a more biocompatible compound with improved flexibility and stability. However, their manufacturing is deficient, leading to the utilization of various methods and catalytic compounds such as copper nanoparticles (Cu NPs).La generación de nuevos materiales para la sociedad ha ayudado a mejorar capacidades tecnológicas, ambientales, sociales, medicas, entre otras. Una parte fundamental y hablada los últimos años han sido las aplicaciones que se encuentran en los nanotubos de carbono (NC). Este material tiene campos prometedores por sus propiedades físicas como dureza, flexibilidad, duración y estabilidad. Al añadir polivinilpirrolidona (PVP), los NC forman un compuesto más biocompatible y con mejor flexibilidad y estabilidad. Pero su fabricación es deficiente, por lo que se usan diferentes métodos y compuestos catalizadores como nanopartículas de cobre (Cu NPs).Ingeniero/a Biomédico/

    Study of the effect of microemulsions from Zingiber officinale extracts on broiler chicken production

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    Due to the transcendent use of phytochemical extracts as feed additives for different animals, easy access to them, low costs and several studies that demonstrate their performance as growth promoters, this study focuses on the use of microemulsions as a carrier and release system of active ingredients, which will boost the effectiveness of Zingiber Officinale extract in broiler chickens. Different characterization methods were key tools for the development and study of the resulting product (microemulsion) and its components. Fourier transform infrared spectrometry, together with phytochemistry, provides us with a spectral signature supported by the organoleptic study of the extract. Dynamic Light Scattering together with a rheological study provides us with information on particle size, molecular behavior, viscosity, plasticity, elasticity and spillage of the product. To arrive at the final formulation of 18.16% surfactant, 34.91% organic phase and 46.93% aqueous extract phase, several component graduation tests were performed, as well as the use of several surfactants: hexadecyltrimethylammonium brom, Sodium Lauryl Sulfat, and SPAN 60, yolk lecithin and food grade soy lecithin. The product was administered to the sample of 200 chickens from day 8 to 42, when they were ready for consumption. A statistical study was carried out to show if the effectiveness is significant, reaching the conclusion that the additional administration of this growth promoter does favor broiler chick weight gain.Debido al trascendente uso de extractos fitoquímicos como aditivo en alimentos para diferentes animales, facilidad de acceso a ellos, costos módicos y diversos estudios que demuestran su funcionamiento como promotores de crecimiento, este estudio se centra en el uso de microemulsiones como sistema portador y de liberación de principios activos, que impulsará la efectividad del extracto de Zingiber Officinale en pollos broiler. Diferentes métodos de caracterización fueron herramientas clave para el desarrollo y estudio del producto resultante (microemulsión) como de sus componentes. Fourier transform infrared spectrometry, de la mano de la marcha fitoquímica, nos brinda una firma espectral respaldada con el estudio organoléptico del extracto. Dynamic Light Scattering junto con un estudio reológico nos proporcionan información del tamaño de partícula, comportamiento moléculas, viscosidad, plasticidad, elasticidad y derrame del producto. Para llegar a la formulación final de 18.16% tensoactivo, 34.91% fase orgánica and 46.93% fase acuosa, se realizaron varias pruebas de graduación de los componentes, así como del uso de varios tensioactivos: hexadecyltrimethylammonium brom, Sodium Lauryl Sulfat, y SPAN 60, Lecitina de yema y soya grado alimenticio. La administración del producto a la muestra de 200 pollos se realizó desde el día 8 al 42, en donde ya mostraron estar listos para el consumo. Se realizó un estudio estadístico para mostrar si la efectividad es significativa, llegando a la conclusión de que la administración adicional de este promotor de crecimiento sí favorece a la ganancia de peso de los pollos broiler.Ingeniero/a Biomédico/

    Development of an Ecuadorian Sign Language Database (LSEC) and real-time interpretation through action recognition with an LSTM deep learning model in Python

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    According to data provided by the National Council for the Equality of Disabilities (CONADIS), there are about 62,155 people with hearing disabilities in Ecuador. However, there is no precise number of sign language speakers, since access to learning sign language involves high costs and it is not offered as a subject within the academic curriculum of public educational institutions. In this context, sign language recognition through action detection has emerged as a promising area of research. So, this project focuses on the continuous detection of images in real-time through the identification of non-static signals, in order to interpret the actions performed by users. In addition, contribute with the creation of a database, since it currently does not exist. With this background, the creation of a database called LSEC Data was carried out, which contains 23 non-static words of the Ecuadorian Sign Language. Subsequently, the deep learning model based on LSTM (Long Short-Term Memory) was trained to improve the ability to capture complex temporal dependencies in the provided data. This project successfully identified features and patterns through key points associated with the actions provided to the system during the training of the model. The results demonstrated a significant achievement, reaching 99% accuracy.Según los datos proporcionados por el Consejo Nacional para la Igualdad de las Discapacidades (CONADIS), se registran alrededor 62.155 de personas con discapacidad auditiva en Ecuador. Sin embargo, no existe una cifra precisa de hablantes de lengua de señas, dado que el acceso a su aprendizaje implica costos elevados y no se imparte como materia dentro del plan académico de las instituciones públicas. En este contexto, el reconocimiento de la lengua de signos mediante la detección de acciones se ha convertido en un área de investigación prometedora. Así, este proyecto se centra en la detección continua de imágenes en tiempo real mediante la identificación de señales no estáticas, con el fin de interpretar las acciones realizadas por los usuarios. Además, aportar con la creación de una base de datos, ya que actualmente no existe. Con estos antecedentes se llevó a cabo la creación de una base de datos denominada LSEC Data, que contiene 23 palabras no estáticas de la Lengua de Señas Ecuatoriana. Posteriormente, se entrenó el modelo de aprendizaje profundo basado en LSTM (Long Short-Term Memory), con el fin de mejorar la capacidad de capturar dependencias temporales complejas de los datos proporcionados. Este proyecto logró identificar con éxito características y patrones a través de puntos clave asociados a las acciones proporcionadas al sistema durante el entrenamiento del modelo. Los resultados demostraron un logro significativo, alcanzando una precisión del 99%.Ingeniero/a Biomédico/

    Copper chlorophyllin synthesis and its potential for application in the food industry

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    The synthesis and characterization of copper chlorophyllin (Cu-Chl) presents great potential for industrial applications, especially as a natural food colorant. This study evaluated the extraction of chlorophyll from leaves and the synthesis of Cu-Chl, achieving a yield of 12.33% from spinach leaves. The solubility of Cu-Chl was enhanced through encapsulation, a crucial process for its efficient use in the food industry. The synthesis of Cu-Chl was confirmed by color changes, while the encapsulated Cu-Chl was characterized using UV-Vis and FT-IR spectroscopy. FT-IR analysis showed significant interactions between Cu-Chl and the encapsulation materials, confirming the effectiveness of the process. Encapsulation with maltodextrin and whey protein isolate significantly improved the solubility and stability of Cu-Chl, which are critical factors for its practical application. Attempts were made to isolate chlorophylls using column chromatography, providing information about the behavior of pigments in different polarity systems. Although complete isolation was not initially achieved, a subsequent method successfully isolated chlorophylls a and b, confirmed by TLC and UV-Vis. The encapsulated chlorophyll a showed improved solubility, and its FT-IR analysis revealed interactions with the encapsulation materials. This study suggests that the synthesis of Cu-Chl and the encapsulation of chlorophyll could transform agricultural waste rich in chlorophylls into high-value products, reducing the environmental impacts of practices such as open burning. Encapsulation is an effective strategy for improving the solubility of Cu-Chl and chlorophylls, paving the way for broader industrial applications. It is recommended to optimize extraction and synthesis processes and scale up production to maximize the industrial and environmental benefits of this technology.La síntesis y caracterización de la clorofilina de cobre (Cu-Chl) presenta un gran potencial para aplicaciones industriales, especialmente como colorante alimentario natural. Este estudio evaluó la extracción de clorofila de hojas y la síntesis de Cu-Chl, logrando un rendimiento del 12.33% en la síntesis a partir de hojas de espinaca. La solubilidad de Cu-Chl se mejoró mediante encapsulación, un proceso crucial para su uso eficiente en la industria alimentaria. La síntesis de Cu-Chl se confirmó mediante cambios en el color, mientras que la caracterización de la Cu-Chl encapsulada se realizó mediante espectroscopía UV-Vis y FT-IR. El análisis FT-IR mostró interacciones significativas entre Cu-Chl y los materiales de encapsulación, confirmando la efectividad del proceso. La encapsulación con maltodextrina y aislado de proteína de suero mejoró significativamente la solubilidad y estabilidad de Cu-Chl, factores críticos para su aplicación práctica. Se realizaron intentos para aislar las clorofilas mediante cromatografía en columna, proporcionando información sobre el comportamiento de los pigmentos en diferentes sistemas de polaridad. Aunque no se logró un aislamiento completo inicialmente, un método posterior permitió aislar clorofilas a y b, confirmadas por TLC y UV-Vis. La clorofila a encapsulada demostró una solubilidad mejorada y su análisis por FT-IR reveló interacciones con los materiales de encapsulación. Este estudio sugiere que la síntesis de Cu-Chl y la encapsulación de clorofila podrían transformar desechos agrícolas ricos en clorofilas en productos de alto valor, reduciendo los impactos ambientales de prácticas como la quema abierta. La encapsulación es una estrategia efectiva para mejorar la solubilidad de Cu-Chl y las clorofilas, lo que abre el camino para aplicaciones industriales más amplias. Se recomienda optimizar los procesos de extracción y síntesis, así como escalar la producción para maximizar los beneficios industriales y medioambientales de esta tecnología.Químico/

    Enhancing robotic artificial muscle functionality: exploring piezoelectric properties of coordination polymers

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    Advancements in prosthetic technologies have led to significant improvements in functionality, but challenges in strength, adaptability, and actuation mechanisms still persist. Traditional approaches, often reliant on electronic circuits and motors, struggle to replicate the flexibility and efficiency of biological systems. In response, researchers have turned to biologically inspired musculoskeletal systems that incorporate advanced materials such as shape memory polymers, alloys, and piezoelectric materials. Piezoelectric materials are particularly promising due to their high efficiency and bandwidth, but their application has been limited by low actuation strains. While much attention has been given to well-established piezoceramics, other classes of piezoelectric materials, like polymers, are gaining recognition for their improved mechanical flexibility and potential for enhanced actuation performance. Among these, coordination polymers represent a new and promising category. This study investigates the potential of coordination polymers as a solution, which combine enhanced piezoelectric coefficients with mechanical flexibility. These polymers were synthesized using zinc nitrate, 2-methylimidazole, and cinnamic acid, followed by integration into a polylactic acid matrix. Structural characterization confirmed the bidentate coordination of cinnamic acid, with X-ray diffraction indexing the samples in the non-centrosymmetric C2 and P21 space groups, essential for piezoelectric behavior. The piezoelectric measurement system was evaluated, finding a reference value of 15.70 μCN-1 for a PZT sample, which underscored the importance of system calibration. Despite the promising structural properties, composites containing 0.5 wt.% of the synthesized coordination polymers showed no measurable piezoelectric effect under applied forces up to 200 N. These findings highlight the need for further investigation into the material's piezoelectric behavior and the factors that may be inhibiting their performance in practical applications.Los avances en las tecnologías prostéticas han llevado a mejoras significativas en la funcionalidad, pero aún persisten desafíos en términos de resistencia, adaptabilidad y mecanismos de actuación. Los enfoques tradicionales, a menudo dependientes de circuitos electrónicos y motores, luchan por replicar la flexibilidad y eficiencia de los sistemas biológicos. En respuesta, los investigadores se han dirigido a sistemas musculoesqueléticos inspirados biológicamente que incorporan materiales avanzados como polímeros con memoria de forma, aleaciones y materiales piezoeléctricos. Los materiales piezoeléctricos son especialmente prometedores debido a su alta eficiencia y ancho de banda, pero su aplicación ha estado limitada por bajas deformaciones de actuación. Mientras que se ha prestado mucha atención a las piezocerámicas bien establecidas, otras clases de materiales piezoeléctricos, como los polímeros, están ganando reconocimiento por su mayor flexibilidad mecánica y su potencial para un rendimiento mejorado en la actuación. Entre estos, los polímeros de coordinación representan una categoría nueva y prometedora. Este estudio investiga el potencial de los polímeros de coordinación como una solución, que combinan coeficientes piezoeléctricos mejorados con flexibilidad mecánica. Estos polímeros se sintetizaron utilizando nitrato de zinc, 2-metilimidazol y ácido cinámico, seguido de la integración en una matriz de ácido poliláctico. La caracterización estructural confirmó la coordinación bidentada del ácido cinámico, con la difracción de rayos X indexando las muestras en los grupos espaciales no centro simétricos C2 y P21, esenciales para el comportamiento piezoeléctrico. Se evaluó el sistema de medición piezoeléctrica, encontrando un valor de referencia de 15.70 μCN-1 para una muestra de PZT, lo que subrayó la importancia de la calibración del sistema. A pesar de las prometedoras propiedades estructurales, los compuestos que contenían un 0.5 % en peso de los polímeros de coordinación sintetizados no mostraron ningún efecto piezoeléctrico medible bajo fuerzas aplicadas de hasta 200 N. Estos hallazgos destacan la necesidad de investigar más a fondo el comportamiento piezoeléctrico del material y los factores que pueden estar inhibiendo su rendimiento en aplicaciones prácticas.Magíster en Ciencias Químicas con Mención en Ciencia e Ingeniería de los Materiale

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