Repositorio Yachay Tech (Univ. Yachay Tech)
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CO2 capture by clay membrane with metal oxide nanoparticles
No full textNowadays, carbon dioxide (CO2) is the highest contributor to the greenhouse effect, responsible for approximately 75% of the total gases released. Then, new materials and technologies have been developed to mitigate the harmful effects of this acid gas. One of these alternatives is CO2 capture, which uses materials that are constantly being developed. Thus, this study focuses on the composite building of material based on clays from Morona Santiago (COL-307) and Zamora Chinchipe (CZP-303) provinces from Ecuador. These were purified to remove impurities. Then, those were added with different quantities of zinc oxide (ZnO), iron oxide such as ilmenite (FeTiO3) and magnesioferrite (MgFe2O4), and carbon nanotubes (CNTs) to enhance the CO2 adsorption capacity of clay. These purified clays were composed of kaolinite, which has a porous structure whereby gases could pass through the membrane without any resistance, and the CO2 had more active sites to separate this gas from others. Therefore, cylindrical and spherical clay pellets were developed with dispersive ZnO, FeTiO3, MgFe2O4 nanoparticles and CNTs. The composites were tested using a high-pressure reactor with pure CO2 at 25°C. To determine the amount of moles of gas adsorbed by pressure drop for 24 hours. In addition, the composites were characterized with X-ray diffraction (XRD) to observe there were changes in their crystalline structure before and after adsorption tests, and the thermogravimetric analysis (TGA) to observe the chemical or physical changes inside the material in contact with CO2. The results showed that CO2 adsorption was significant when zinc oxide, iron oxides nanoparticles, and carbon nanotubes were added to the composites separately, with values of 2.37, 3.84, and 4.21 mmol of CO2/gram, respectively. In conclusion, these composites have promising adsorption power with exciting potential for future applications to reduce CO2 emissions.Actualmente, el dióxido de carbono (CO2) es el mayor contribuyente al efecto invernadero, responsable del 75% del total de gases liberados a la atmosfera. Por lo tanto, se han desarrollado nuevos materiales y tecnologías para mitigar los efectos nocivos de este gas ácido. Una de estas alternativas es la captura de CO2, que usa materiales que están en constante desarrollo. Así, este estudio se centra en el desarrollo de membranas a base de arcillas de las provincias de Morona Santiago (COL-307) y Zamora Chinchipe (CZP-303) en Ecuador. Estas arcillas tuvieron un proceso de purificación para eliminar impurezas. Además, se les añadieron diferentes cantidades de óxido de zinc (ZnO), óxido de hierro como ilmenita (FeTiO3) y magnesioferrita (MgFe2O4), y nanotubos de carbono (NTC) para mejorar la capacidad de adsorción de la arcilla. Las arcillas purificadas están compuestas de caolinita, que tiene una estructura porosa. La cual permite que los gases pasen a través de la membrana fácilmente, esto permite que el CO2 tenga más sitios activos para adherirse y separar este gas de otros. Por lo tanto, se desarrollaron cilindros y esferas de arcilla con nanopartículas de ZnO, FeTiO3, MgFe2O4 y NTC. Los compositos se probaron en un reactor de alta presión con CO2 puro a 25°C. Esto para determinar la cantidad de moles de gas adsorbidos debido a la caída de presión durante 24 horas. Además, los composites se caracterizaron con difracción de rayos X (XRD) para observar cambios en su estructura cristalina antes y después de las pruebas de adsorción, y análisis termogravimétrico (TGA) para determinar cambios químicos o físicos en el interior del material en contacto con el CO2. Los resultados mostraron que la adsorción de CO2 fue significativa cuando se añadieron óxido de zinc, nanopartículas de óxidos de hierro y nanotubos de carbono a los composites por separado, con valores de 2.37, 3.84 y 4.21 mmol de CO2/gramo. En conclusión, estos compositos tienen un prometedor poder de adsorción, lo cual muestra un interesante potencial para futuras aplicaciones en reducir las emisiones de CO2.Químico/
Effect of humidity on basal metabolic rate, thermal conductance and the breadth of the thermoneutral zone in two species of Stilpnia tanagers (Family Thraupidae)
No full textAlthough the effects of different ecological factors on avian metabolism have been studied, it is not clear how humidity affects the relationship between metabolic rate and ambient temperature. An increase in relative humidity arguably makes it more difficult for animals to dissipate heat. In response, species might evolve to adjust their 1) basal metabolic rate (BMR), 2) thermal conductance (C), and/or 3) breadth of the thermoneutral zone (TNZ). For this reason, the present study focused on comparing those three metabolic responses in two related tanager species, Stilpnia heinei and Stilpnia vitriolina (Family Thraupidae – Passeriformes), that inhabit humid cloud forests and dry forests, respectively. Metabolic rates were obtained with an open flow-through respirometry system. In addition, I analyzed published data to test for a correlation between humidity and BMR. in tropical birds. Data showed that S. heinei presented a greater BMR and a lower thermal conductance than S. vitriolina. Further, S. heinei apparently showed a broader TNZ than S. vitriolina. This probably indicated that S. heinei tends to tolerate a wider range of ambient temperatures, both low and high — a thermoregulatory mechanism known to be present in several tropical species. Although to interpret published results on metabolic rates can become a scientific conundrum, given the many variables acting on a bird metabolism, the analysis of over 478 species of passerines suggested that species in dry tropical areas have a lower BMR possibly due to scarcity of resources, such as water and food. These results could represent a starting point towards the study of ecophysiological responses of tropical birds to different challenges imposed by their environment.A pesar de que los efectos de diferentes factores ecológicos en el metabolismo de las aves han sido estudiados, aún no está claro cómo la humedad afecta la relación entre la tasa metabólica y la temperatura ambiental. El aumento en la humedad relativa hace más difícil para los animales el disipar calor. En respuesta, las especies pueden evolucionar para ajustar su 1) tasa metabólica basal (TMB), 2) conductancia térmica (C), y/o 3) la amplitud de la zona térmica neutral (TNZ). Por esta razón, el presente estudio se enfocó en comparar estas tres respuestas metabólicas en dos especies relacionadas de tangaras, Stilpnia heinei y Stilpnia vitriolina, que habitan bosques nublados húmedos y bosques secos respectivamente. Las tasas metabólicas fueron obtenidas con un sistema de respirometría. Además, analicé datos publicados para evaluar una correlación entre la humedad y la TMB, en aves tropicales. Los datos indicaron que S. heinei presentó una TMB mayor y una conductancia térmica menor que S. vitriolina. Adicional, S. heinei aparentemente mostró una ZTN más amplia que S. vitriolina. Esto probablemente indicó que S. heinei tiende a tolerar un rango más amplio de temperaturas ambientales, tanto bajas como altas — un mecanismo de termorregulación conocido en varias especies tropicales. A pesar de que interpretar resultados publicados de tasas metabólicas puede convertirse en un enigma científico, dadas las muchas variables que actúan sobre el metabolismo de las aves, el análisis de 478 especies de passerinos sugierió que las especies en áreas tropicales secas tienen una TMB más baja dada posiblemente por la escasez de recursos, como agua y comida. Estos resultados podrían representar un punto de inicio hacia el estudio de las respuestas ecofisiológicas de aves tropicales a diferentes retos impuestos por su ambiente.Biólogo/
Semi-automated aerial photogrammetry for long-term topographic changes
No full textIn the past decades there has been a jump in the technological advances of aerial photogrammetry. The Structure from Motion (SfM) workflow that was born from computer vision theory has greatly developed the field of photogrammetry. In the case of the conventional digital photogrammetry the processing times are large and it entails the use of expensive commercial licenses for programs that have a high learning curve. The analysis of multiple different events depends on the quality of detailed Digital Elevation Models (DEM) and orthophotography produced by aerial photogrammetry. In the field of Earth science systems some of the applications include geological hazards, volcanology, glaciology, geomorphology, among others. The labor intensity, rigidity of the need of internal parameters and high cost of conventional photogrammetry are limitations that can be overcome with the development of the semi-automatic approach proposed in this project.
The present project aims to propose a methodology for the semi-automated production of Digital Elevation Models and other derived products, that can be used for the study of long-term topographic changes. To this end, Python-based programming code in conjunction with the Agisoft Metashape Photoscan software was written to process 246 aerial photographs of the Cayambe volcano (0°2.45' N, 78°8.714' W) taken during a geodetic survey in 2011. To validate our results, a co-registration technique was applied on stable terrain areas around the volcano, which gave a mean error of 0.27 m and a NMAD of 2.2 m. Our results suggest that semi-automated photogrammetry is a promising method for reconstructing rugged topographic features in mountainous areas while reducing processing time, cost, and learning curve. However, it can also be adapted for processing photographs without camera positions. More research is needed for applying the approach on photographs taken by analog means.En las últimas décadas, ha habido un salto en los avances tecnológicos de la fotogrametría aérea. El flujo de trabajo de Estructura a partir de Movimiento (SfM), que nació de la teoría de la visión por computadora, ha desarrollado considerablemente el campo de la fotogrametría. En el caso de la fotogrametría digital convencional, los tiempos de procesamiento son extensos y conlleva el uso de costosas licencias comerciales para programas que tienen una curva de aprendizaje elevada. El análisis de diversos eventos depende de la calidad detallada de Modelos Digitales de Elevación (DEM) y ortofotografía producida por fotogrametría aérea. En el campo de los sistemas de ciencias de la Tierra, algunas de las aplicaciones incluyen riesgos geológicos, vulcanología, glaciología, geomorfología, entre otros. La intensidad laboral, la rigidez de la necesidad de parámetros internos y el alto costo de la fotogrametría convencional son limitaciones que se pueden superar con el desarrollo del enfoque semiautomático propuesto en este proyecto.
El presente proyecto tiene como objetivo proponer una metodología para la producción semiautomatizada de Modelos Digitales de Elevación y otros productos derivados, que se puedan utilizar para el estudio de cambios topográficos a largo plazo. Con este fin, se escribió un código de programación basado en Python en conjunto con el software Agisoft Metashape Photoscan para procesar 246 fotografías aéreas del volcán Cayambe (0°2.45' N, 78°8.714' W) tomadas durante un levantamiento geodésico en 2011. Para validar nuestros resultados, se aplicó una técnica de co-registración en áreas de terreno estable alrededor del volcán, lo que dio un error promedio de 0.27 m con un NMAD de 2.20 m. Nuestros resultados sugieren que la fotogrametría semiautomatizada es un método prometedor para reconstruir características topográficas accidentadas en áreas montañosas, al tiempo que se reduce el tiempo de procesamiento, el costo y la curva de aprendizaje. Sin embargo, también puede ser adaptado para procesar fotografías sin posiciones de cámara. Más investigación se necesita para aplicarlo a fotografías tomadas por medios análogos.Geólogo/
Seismic reservoir characterization of Basal Tena, Napo U and T reservoirs for EOR with CO2 in Palo-Azul Field
No full textThe injection of CO₂ in Enhanced Oil Recovery (EOR) helps maintain and improve the production of oil reservoirs, while also serving as a method for carbon capture. How-ever, for CO₂ injection into the subsurface to be successful, it is essential to understand the geology and petrophysical properties of the reservoir. Therefore, this project aims to carry out a seismic characterization of the secondary reservoirs known as Basal Tena, Napo U, and Napo T, located in the Palo Azul field in the Francisco de Orellana province of Ecuador's Amazon Region.
The first phase of the work involved rock physics modeling to analyze the elastic properties of the reservoirs and determine the model that best fits the rock properties. Then, through a seismic well-tie, horizons interpretation was performed, generating time maps that provided information on the structural and stratigraphic characteristics of the reservoirs. Finally, inverted elastic property cubes (Ip and Is) were obtained us-ing the MH (Metropolis-Hastings) inversion algorithm. Consequently, lithofacies clas-sification was carried out using the inversion cubes through a Bayesian Classification approach. In this way, probability maps of clean sands and high porosities of the reser-voirs were generated with the aim of identifying and delineating the best-quality sand bodies.
This analysis provided valuable information about the petrophysical properties of the mentioned reservoirs, as well as insights for a subsequent CO₂ injection project.La inyección de CO₂ en la recuperación mejorada de petróleo (EOR) mantiene y mejo-ra la producción de los yacimientos petrolíferos, sirviendo también como método de captura de carbono. Sin embargo, para que la inyección de CO₂ en el subsuelo tenga éxito, es necesario comprender la geología y las propiedades petrofísicas del yaci-miento. Por lo tanto, este proyecto busca realizar una caracterización sísmica de los reservorios secundarios conocidos como Basal Tena, Napo U y Napo T ubicados en el campo Palo Azul en la provincia Francisco de Orellana de la Región Amazónica del Ecuador.
En primer lugar, el trabajo consistió en la realización de un modelado de física de ro-cas que permitiera estudiar las propiedades elásticas de los yacimientos y buscar el modelo que mejor se ajustara a las propiedades de las rocas. Luego, a través del ama-rre pozo-sísmica se realizó la interpretación de horizontes, en donde se generaron ma-pas en tiempo que proporcionaron información de las características estructurales y estratigráficas de los reservorios. Finalmente, se obtuvieron cubos invertidos de pro-piedades elásticas (Ip e Is) utilizando el algoritmo de inversión MH (Metropolis-Hastings). Por consiguiente, se realizó una clasificación de litofacies mediante el uso de los cubos de inversión a través de una Clasificación Bayesiana. Así, mapas de pro-babilidades de arenas limpias y altas porosidades de los reservorios se obtuvieron con finalidad de interpretar y delimitar las arenas de mejor calidad.
Este análisis proporcionó información útil de las propiedades petrofísicas de los yaci-mientos mencionados, así como un análisis frente a un posterior proyecto de inyección de CO₂.Geólogo/
Structural properties in barium titanate using modifiers for piezoelectric effect
No full textBarium Titanate (BaTiO₃) is a perovskite considered one of the most promising materials of the twenty-first century. Its BaTiO₃ structure is known to be the most versatile ceramic host. This research focuses on studying the Barium Titanate (BaTiO₃) perovskite structure using modifiers such as CaCO₃ and LiCl at 3 wt%, 5 wt%, and 7 wt% to analyze the changes in phase transition at 700°C, 1000°C, and 1200°C. Additionally, all structures are analyzed by Scanning Electron Microscopy to observe changes in grain size at different sintering temperatures, using only 7 wt% of modifiers. The Archimedes method is also employed to study changes in porosity at different phases of BaTiO₃ with 3 wt% and 7 wt% of LiCl and CaCO₃ to better understand the BaTiO₃ structure for future energy conversion systems utilizing piezoelectric properties. This research may inspire novel designs where the piezoelectric effect is used as the primary source of energy.El Titanato de Bario (BaTiO₃) es un perovskita considerado uno de los materiales más prometedores del siglo XXI. Su estructura de BaTiO₃ se conoce por ser el anfitrión cerámico más versátil. Esta investigación se enfoca en el estudio de la estructura del titanato de bario (BaTiO₃) utilizando modificadores como CaCO₃ y LiCl al 3%, 5% y 7% en peso, para analizar los cambios en la transición de fase a temperaturas de 700°C, 1000°C y 1200°C. Además, todas las estructuras se analizan mediante Microscopía Electrónica de Barrido para observar los cambios en el tamaño de grano a diferentes temperaturas de sinterización, utilizando solo un 7% en peso de modificadores. También se emplea el método de Arquímedes para estudiar los cambios en la porosidad en las diferentes fases de BaTiO₃ con un 3% y un 7% en peso de LiCl y CaCO₃, con el fin de comprender mejor la estructura del BaTiO₃ para futuros sistemas de conversión de energía que utilicen propiedades piezoeléctricas. Esta investigación puede inspirar el desarrollo de nuevos diseños en los que el efecto piezoeléctrico se utilice como fuente principal de energía.Físico/
CO2 Capture Using Amine-Based Solvents: Identification of Additives to Improve the Kinetics and Thermodynamics of CO2 Sorption at High-Pressure Conditions
No full textThe increase in atmospheric CO2 caused by human activities has driven the development of technologies to capture this gas before it reaches the atmosphere. This study analyzed CO2 sorption using amine-based solvents, such as methyldiethanolamine (MDEA), diethylenetriamine (DETA), triethanolamine (TEA), and monoethanolamine (MEA) in 40 wt.% aqueous solutions, under high-pressure conditions (initial pressure: 500 psia) and room temperature (30 ◦C), in both non-stirred and stirred systems. Piperazine (PZ), a heterocyclic compound, was tested as an additive to improve the kinetics of the CO2 sorption process. Kinetic and thermodynamic analyses were conducted to evaluate the efficiency of each amine-based solution in terms of reaction rate and CO2 loading capacity. MEA and TEA exhibited higher reaction rates, while DETA and MDEA were the most thermodynamically efficient due to the highest CO2 loading capacity. The PZ kinetic behavior depended on the equipment used; in the non-stirred system, no kinetic effect was observed, while in the stirred system, this effect was appreciable. Additionally, a corrosivity study revealed that MEA, a primary amine, was the most corrosive, whereas TEA, a tertiary amine, was the least corrosive
Synthesis and characterization of electrospun CuO nanofibers and the influence of calcination temperature
No full textThis work focuses on fabricating and characterizing copper oxide (CuO) nanostructured fibers synthesized via electrospinning using polyvinylpyrrolidone (PVP) and copper acetate as precursors, with optimized electrospinning parameters (voltage: 6 kV, flow rate: 1 mL/hr). The fibers underwent an annealing process at five different calcination temperatures to evaluate the phase transformations and morphological evolution of the fibers as the temperature increased. These calcination temperatures were 400, 500, 600, and 700 °C. PVP decomposed completely at 450 °C, according to thermogravimetric analysis (TGA), with fiber stabilization starting at 500 °C. Raman spectroscopy confirmed the formation of CuO at 400 °C, with characteristic vibrational peaks at 285 cm−1, 600 cm−1, and 635 cm−1, and their intensities increasing at higher temperatures. In comparison, at 600 °C, X-ray diffraction (XRD) demonstrated enhanced crystallinity and phase purity, with monoclinic CuO exhibiting dominant peaks at the (002), (111), and (200) planes. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy showed that all functional groups associated with the polymer had been completely eliminated after calcination. PVP evaporation significantly reduced the fiber diameter, as con-firmed by atomic force microscopy (AFM), with an average diameter of 1.56 m at 600 °C. Fluorescence microscopy analysis revealed that the microstructure of CuO-based fibers has a porous film morphology and distinct fiber visibility under a blue filter. These outcomes suggest that 600 °C is the optimal calcination temperature for producing stable and well-crystallized CuO based on the structure of nanofibers. Indeed, this metal oxide structure makes them promising candidates for sensing and electronic applications.Este trabajo se centra en la fabricación y caracterización de fibras nanoestructuradas de óxido de cobre (CuO) sintetizadas mediante electrohilado, utilizando polivinilpirrolidona (PVP) y acetato de cobre como precursores. Se optimizaron los parámetros del proceso del electrohilado (voltaje: 6kV, caudal: 1mL/h) para obtener fibras homogéneas. Posteriormente, las fibras fueron sometidas a un proceso de recocido a diferentes temperaturas de calcinación (400, 500, 600 y 700 °C) con el objetivo de evaluar sus transformaciones de fase y evolución morfológica. El análisis termogravimétrico (TGA) reveló que el PVP se desintegró total-mente a 450 °C, en cambio, a 500 °C se produjo una estabilización en la estructura de las fibras. La formación de CuO se confirmó a 400 °C mediante la espectroscopía Raman, con picos vibratorios característicos en 285 cm−1, 600 cm−1 y 635 cm−1. Además, las intensidades de estos picos se incrementaron a medida que las temperaturas se elevaban. En contraste, la difracción de rayos X (DRX) mostró un incremento en la cristalinidad y pureza de fase a los 600 °C, presentando picos vinculados a la estructura monoclínica del CuO en los planos (002), (111) y (200). Por otro lado, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) mostró que los grupos funcionales del polímero se eliminaron totalmente después de la calcinación, corroborando la pureza del material. El análisis de fuerza atómica (AFM) evidenció una disminución considerable en el diámetro de las fibras a causa de la evaporación del PVP, con un diámetro horizontal aproximado de 1560 nm a 600 °C. Asimismo, el estudio de microscopía de fluorescencia mostró que la microestructura de las fibras de CuO mostró una forma de película porosa, con una visibilidad única bajo un filtro azul. Estos resultados sugieren que 600 °C es la temperatura de calcinación óptima para obtener nanofibras de CuO con una estructura estable y bien cristalizada. En conclusión, estas fibras basadas en nanoestructuras representan una opción prometedora para aplicaciones en sensores y dispositivos electrónicos.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Determination of fat content in milk by spectroscopy methods
No full textMilk is a biologically complex fluid composed of essential macronutrients, including proteins, fats, and carbohydrates, as well as micronutrients, such as vitamins and minerals. In the dairy industry, fat content is crucial for product quality and the production of dairy derivatives. In Ecuador, this agroindustrial sector is vital to the economy, involving more than a million people in production, processing, and commercialization. To ensure quality, advanced analytical techniques such as Raman spectroscopy are required, which allows the precise analysis of organic compounds. This study established optimal parameters for determining milk fat content by comparing the results with the scientific literature and focusing on the predominant fatty acids, such as palmitic and oleic acids. The análisis of spectra between 2800cm−1 and 3000 cm−1, where bond bands of lipids are observed, was also conducted. Eight dry milk samples with varying fat contents were used according to the package information, and Raman spectra were acquired using a 532-nm excitation laser, allowing a detailed characterization of the lipid composition. This study contributes to the optimization of spectroscopic methods for assessing milk quality, facilitating their application in the dairy industry to improve product control and standardization.La leche es un fluido biológicamente complejo compuesto por macronutrientes esenciales como proteínas, grasas y carbohidratos, además de micronutrientes como vitaminas y minerales. En la industria lechera, el contenido de grasa es fundamental para la calidad del producto y la producción de derivados. En Ecuador, este sector agroproductivo es clave para la economía, involucrando a más de un millón de personas en producción, procesamiento y comercialización. Para garantizar su calidad, se requieren técnicas analíticas avanzadas como la espectroscopía Raman, la cual permite un análisis preciso de compuestos orgánicos. Este estudio estableció los parámetros óptimos para determinar el contenido de grasa en la leche, comparando resultados con la literatura científica y enfocándose en los ácidos grasos predominantes, como el ácido palmítico y el ácido oleico, analizando espectros entre 2800 cm−1 y 3000 cm−1, donde se observan las bandas de los enlaces de los lípidos. Se utilizaron ocho muestras secas de leche con distintos contenidos de grasa, según los envases, y la adquisición de espectros Raman se realizó con un láser de excitación de 532nm, logrando una caracterización detallada de la composición lipídica. Este estudio contribuye a la optimización de métodos espectroscópicos para evaluar la calidad de la leche, facilitando su aplicación en la industria láctea para mejorar el control y estandarización del producto.Magíster en Física Aplicada con mención en Nanotecnologí
Synthesis and characterization of ZnO nanoparticles as potential drug-controlled delivery carriers
No full textThis review examines the synthesis and characterization of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs), particularly as potential carriers for controlled drug release. Due to their nanoscale size, surface-to-volume ratio, biocompatibility, and ease of functionalization, ZnO nanoparticles hold great potential for drug delivery applications (DDa). To get a clear picture of the current research, databases like SciFinder, Scopus, and Google Scholar were used, focusing on studies from the last four years (2020-2024). The search specifically looked at work on the synthesis, characterization, and application of ZnO nanoparticles (ZnO-NPs) for controlled drug release.
Recent studies show that multiple synthesis approaches have been explored, ranging from traditional chemical methods to more sustainable green chemistry techniques. This reflects the growing interest in developing efficient and eco-friendly ways to produce ZnO-NPs for drug delivery. From a structural perspective, techniques such as XRD, SEM, TEM, FTIR, and UV-Vis spectroscopy have been widely used for the thorough characterization of ZnO-NPs. ZnO-NPs have also been employed for drug loading and controlled release, demonstrating their potential as therapeutic agents capable of enhancing drug stability or prolonging release profiles, thereby improving efficacy and reducing drug side effects.
The analysis of the reported literature allowed for the identification of key factors for an efficient drug release profile, highlighting nanoparticle size and the ZnO-NP–drug interaction as fundamental considerations.
In conclusion, ZnO-NPs are solid materials with a promising future. In recent years, their design and synthetic procedures have been developed and improved, specifically focusing on their application as controlled drug release systems, with the aim of developing new therapeutic treatments.Esta revisión examina la síntesis y caracterización de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO-NPs), particularmente como potenciales transportadores para la liberación controlada de fármacos. Debido a su tamaño a escala nanométrica, su relación superficie-volumen, biocompatibilidad y facilidad de funcionalización, las nanopartículas de ZnO tienen un gran potencial para la administración de fármacos. Para establecer el estado del arte de la temática, se utilizó SciFinder, Scopus y Google académico, como motores fundamentales de búsqueda, con énfasis en aquellos trabajos publicados en los últimos cuatro años (2020-2024). Además, se detallaron aspectos como la síntesis, caracterización y uso para liberación controlada de fármacos de ZnO-NPs.
La investigación demostró que en los últimos años se han desarrollado varias vía de síntesis de ZnO-NPs, abarcando tanto metodologías tradicionales (química convencional), como procedimientos amigables con el medio ambiente (química verde). Desde el punto de vista estructural, técnicas como XRD, SEM, TEM, FTIR y espectroscopía UV-Vis han sido ampliamente utilizadas para una exhaustiva caracterización de las ZnO-NPs. Las ZnO-NPs también fueron utilizadas para carga y liberación controlada de fármacos demostrando su potencial como agentes terapéuticos capaces de incrementar la estabilidad del fármaco o prolongar perfiles de liberación, con una mejora en la eficacia y reducción de los efectos secundarios del fármaco.
El análisis realizado de toda la bibliografía reportada permitió identificar que el tamaño de las NPs, y la interacción ZnO-NP y el fármaco, resaltaron como los factores fundamentales a considerar para un perfil de liberación eficiente.
Concluyendo, las ZnO-NPs son materiales sólidos con un futuro prometedor. En los últimos años, se han desarrollado y mejorado el diseño y los procedimientos sintéticos de las ZnO-NPs, específicamente, buscando su aplicación como sistemas de liberación controlada de fármacos, con el objetivo de desarrollar nuevos tratamientos terapéuticos.Ingeniero/a en Nanotecnologí
Ab initio studies of magnetic and electronic properties of 2D XGeTe3 alloys, where X=Cr, Mn, Fe.
No full textThis study presents a thorough investigation of the magnetic and electronic properties of XGeTe3 (X = Cr, Mn, Fe) monolayers and their random alloys, utilizing density functional theory (DFT) with PBE and PBESol functionals, supplemented by Hubbard U corrections. CrGeTe3 exhibits robust ferromagnetic (FM) ordering with a calculated band gap that aligns well with experimental data, highlighting its potential for practical applications. The MnGeTe3 monolayer shows half-metallic (HM) behavior, making it particularly promising for spintronic applications. In contrast, FeGeTe3 reveals an antiferromagnetic (AFM) ground state and potential dynamical instabilities, necessitating further exploration to optimize its electronic properties.
For the random alloys, significant modifications in magnetic moments and electronic structures were noted. Specifically, in Cr(1-x)GeMn(x)Te3, magnetic moment disorder suggests complex magnetic ground states beneficial for spintronics. Meanwhile, Cr(1-x)GeFe(x)Te(3) demonstrates strong hybridization effects, indicating its suitability for magnetic sensors and thermoelectric applications. The Fe(1-x)GeMn(x)Te3 system reveals structural challenges at higher Mn concentrations, but its thermodynamic stability supports its potential use in magnetic tunneling junctions.
Overall, this research emphasizes the considerable technological prospects of XGeTe3 monolayers and their random alloys, advocating for precise control over magnetic and electronic properties to advance their applications in spintronics, magnetic memory, and thermoelectric devices.Este estudio presenta una investigación exhaustiva de las propiedades magnéticas y electrónicas de los monocapas XGeTe3 (X = Cr, Mn, Fe) y sus aleaciones aleatorias, utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT) con los funcionales PBE y PBESol, complementados con correcciones de Hubbard U. CrGeTe3 exhibe un robusto orden ferromagnético (FM) con una brecha de banda calculada que concuerda bien con los datos experimentales, destacando su potencial para aplicaciones prácticas. La monocapa MnGeTe3 muestra un comportamiento de semi-metal (HM), lo que lo hace particularmente prometedor para aplicaciones espintrónicas. En contraste, FeGeTe3 revela un estado fundamental antiferromagnético (AFM) y posibles inestabilidades dinámicas, lo que requiere una mayor exploración para optimizar sus propiedades electrónicas. En las aleaciones aleatorias, se observaron modificaciones significativas en los momentos magnéticos y las estructuras electrónicas. Específicamente, en Cr(1-x)GeMn(x)Te3, el desorden en el momento magnético sugiere estados magnéticos fundamentales complejos, beneficiosos para la espintrónica. Mientras tanto, Cr(1-x)GeFe(x)Te3 demuestra efectos de fuerte hibridación, indicando su idoneidad para sensores magnéticos y aplicaciones termoeléctricas. El sistema Fe(1-x)GeMn(x)Te3 revela desafíos estructurales a mayores concentraciones de Mn, pero su estabilidad termodinámica respalda su potencial uso en uniones túnel magnéticas.
En general, esta investigación resalta las considerables perspectivas tecnológicas de los monocapas XGeTe3 y sus aleaciones aleatorias, abogando por un control preciso de las propiedades magnéticas y electrónicas para avanzar en sus aplicaciones en espintrónica, memorias magnéticas y dispositivos termoeléctricos.Físico/