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El diseño salva-vidas: El lado B de la campaña "Me alejo porque te quiero" para derrotar al COVID-19
No full textXabier Díaz de Cerio y Carlos Salinas. ADÑ - Asociación de Empresas de DiseñoResume
Estructura electrónica de complejos de Lantanno y Cerio
No full text46 páginas : gráficas, fotografíasLas reacciones de funcionalización del enlace CH en hidrocarburos lineales requieren de alta energía debido a la poca reactividad de este enlace, por esto es necesario el uso de catalizadores con el n de disminuir la energía de activación de la reacci on. En estudios experimentales se reporta la utilizaci on de bases de Schi , en particular, ligantes tipo salen y salofen en reacciones de oxidación catalítica debido a su capacidad para almacenar y transportar oxigeno. Cuando se incorpora un centro metálico a estos ligantes se forma un complejo coordinado, el metal actúa primeramente aceptando un ligante oxo (adici on oxidativa), despu es que transcurre la oxidación se rompen los enlaces covalentes que lo unen a este (eliminación reductiva). Con el objetivo de encontrar un catalizador optimo, en cuanto a selectividad y actividad, en el grupo de investigación de compuestos de coordinación y cat alisis se han sintetizado y evaluado ligantes salen unidos a diferentes metales, como hierro, cobalto, manganeso, lantanoy cerio en la reacci on de funcionalización del enlace CH. Los dos últimos metales, han sido estudiados en el grupo obteniendo como resultado compuestos con gran selectividad pero con baja actividad; raz on por la que se evaluaron teóricamente otros complejos salen de lantano y cerio. Previamente, el complejo de salen de lantano fue estudiado experimentalmente, en la reacción de polimerización de apertura del anillo de lactido en el trabajo reportado por Yao y sus colaboradores en 2011 [1]. Por este motivo, se propuso estudiar te oricamente la estructura de los complejos LaNa(Salen)2 y CeNa(Salen)2 y evaluar su posible uso en la reacci on de funcionalizaci on, con el n de encontrar las modi caciones necesarias en los ligantes para que estos complejos puedan eventualmente oxidar el n-heptano de manera controlada. Se utiliz o en los cálculos computacionales la DFT, con el funcional híbrido B3LYP, la base
SDD para los metales lantanidos y 6-31G para los átomos de hidrógeno, oxigeno, nitrogeno y sodio con el paquete gaussian09; además, se utiliz o el método natural de análisis de poblaciones (NPA) y se determinaron los orbitales LUMO y las funciones condensadas de Fukui como Indice de reactividad.
Como resultado, se obtuvo que el complejo inicial de cerio es un potencial catalizador para esta reacción; entre tanto, que el complejo inicial de lantano no tiene espacios vacantes en los orbitales para la inserción de un ligante que es el primer paso de la reacci on. Por lo anterior, en este trabajo se realizaron diferentes modifi caciones en los sustituyentes de los ligante salen pertenecientes al complejo salen de lantano; sin embargo y aunque se incremento la funci on condensada de Fukui el metal no logro desarrollar el comportamiento necesario para que se pueda dar la reacción. De otro lado, se estudiaron los complejos iniciales, involucrando dos solventes utilizados en previas reacciones de funcionalización y se evidenció que tanto de los valores de los analisis de poblaciones y por ende de las funciones de Fukui se obtienen datos más representativos al incluir solventes en calculos de estructura electrónicaIncluye bibliografíaPregradoQuímico(a
Efectos de impurezas de cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas del óxido de zinc
No full textEn este trabajo, se estudiaron los efectos de impurezas del Cerio sobre las propiedades estructurales y electrónicas de Óxido de Zinc en su fase Wurtzita, mediante simulaciones computacionales utilizando la Teorı́a del Funcional de Densidad (DFT), para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). El interés en estudiar teóricamente las propiedades del semiconductor Óxido de Zinc (ZnO) cuando es dopado con Cerio (material perteneciente al grupo de los lantánidos), se debe a que recientemente estudios experimentales han comprobado que este material posee características de gran interés para aplicaciones fotocatalı́ticas, equipos eléctricos, tratamientos de aguas residuales y lubricantes. Se inició con la caracterización de los parámetros estructurales del material ZnO, seguidamente de un estudio electrónico mediante las densidades de estados total y parcial, posteriormente se procedió a estudiar los efectos de impurezas del cerio en el bulk ZnO a una determinada concentración, se obtuvo cambios en los parámetros estructurales y en las propiedades electrónicas por medio de un estudio de densidad de estados parcial y total.DedicatoriaAgradecimientosResumen1. Introducción2. Marco Teórico2.1. Óxido de Zinc (ZnO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22.2. Cerio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.3. Materiales conductores, semiconductores y aislantes . . . . . . . . . . . .32.3.1. Materiales Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52.3.2. Materiales Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52.4. Materiales semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62.5. El problema de muchos cuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72.6. Aproximación de Born-Oppenheimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.7. Teória del funcional de la Densidad (DFT) . . . . . . . . . . . . . . . . .92.7.1. Teoremas de Hohenberg y Kohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.7.2. Método de Kohn-Sham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.7.3. Aproximaciones para el funcional de intercambio correlación . . .112.7.4. Ondas planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122.7.5. Pseudopotenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123. Metodologı́a3.1. Condiciones de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143.2. Estructura cristalina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.3. Supercelda 2x2x1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164. Resultados4.1. Propiedades estructurales y electrónicas para ZnO en fase Wurtzita . . .194.2. Propiedades estructurales y electrónicas para Zn1−x Cex O para x al 12.5 %..215. ConclusionesPregradoFísico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió
Fabricación, recubrimiento y caracterización de nanopartículas de óxido de cerio para tratamiento terapéutico de tumores
No full textEl cáncer es el reto médico del siglo XXI. Debido a su complejidad y variabilidad, requiere un abordaje multidisciplinar. La nanotecnología ofrece la posibilidad de diseñar fármacos de tamaño equivalente a las células, pudiendo controlar su interacción y aumentar la especificidad del tratamiento. Las nanopartículas de óxido de cerio son un buen candidato porque ya se han empleado previamente en medicina y se ha encontrado que presentan un doble efecto protector/citotóxico en células normales frente a tumorales. Este efecto, exclusivo del material en nanoescala, parece deberse a las características de su estructura en superficie: el óxido de cerio presenta organización cúbica tipo fluorita con vacantes de oxígeno y proporción variable de iones Ce3+ y Ce4+ en superficie, que varía en función del entorno, confiriéndole propiedades catalíticas únicas. De ellas deriva su capacidad de mimetizar la actividad de distintas enzimas celulares (catalasa, superóxido dismutasa, por ejemplo) que le permite actuar sobre estado de oxidación celular y las especies reactivas de oxígeno, elementos que intervienen en el correcto funcionamiento celular y la propagación del tumor. Estas propiedades en conjunto proporcionan al óxido de cerio características farmacológicas que lo convierten en un candidato muy interesante como fármaco antitumoral. De cara a su síntesis con fines biomédicos, es importante recubrir el óxido de cerio con un polímero que mejore su biocompatibilidad (menor toxicidad, evita agregación de nanopartículas y el ataque al sistema inmune) sin afectar a sus propiedades catalíticas. Se ha elegido para tal fin el dextrano, un polímero formado por unidades de glucosa, que se emplea de forma rutinaria como recubrimiento para otros tipos de nanopartículas ya aprobadas para estudios clínicos.
La sección experimental de este trabajo ha consistido en la adaptación y optimización del protocolo diseñado por Pérez y colaboradores para la obtención de nanopartículas de óxido de cerio recubiertas de dextrano de tamaño en torno a los 4 nm de diámetro de núcleo y 10 nm de diámetro totales considerando el recubrimiento. Las nanopartículas se han caracterizado después mediante diversas técnicas (TEM, HR-TEM, IR, ICP-MS, DLS). El protocolo diseñado y presentado en el capítulo 3 de este trabajo conduce a la obtención de muestras de nanopartículas de óxido de cerio recubiertas de dextrano en concentración 2,3x10-2 M disueltas en agua o PBS, con un tamaño del núcleo metálico entre 2 y 3 nm, polidispersas y formando mayoritariamente aglomerados de varias decenas de nanómetros. Aunque se ha realizado un gran avance en el diseño del producto, será necesario mejorar la purificación de la muestra y reducir su agregación y polidispersidad como paso previo al comienzo de sus ensayos in vitro como fármaco.Peer Reviewe
Estudio de Tratamientos de Conversión Química de Cerio,Lantano y Cerio-Lantano sobre acero al carbono AISI 1018 como preparación de superficie
No full textHasta ahora, muchos de los sistemas de protección de acero involucraron tratamientos de conversión química que utilizan productos o métodos que deben ser reemplazados o modificados debido a la legislación medioambiental actual a este respecto, en especial respecto al Cr6+. El acero se caracteriza por sus propiedades de alta resistencia, extrema rigidez, durabilidad y relativa facilidad para fabricarlo. El acero es principalmente una aleación de hierro, carbono, manganeso y uno o más elementos significativos. Las alternativas consideran sales de Cerio y de Lantano para formar óxidos sobre la superficie del sustrato. El CeO2 es uno de los materiales ampliamente estudiados como inhibidor de la corrosión y en tiempos recientes se han aplicado capas de compuestos de Lantano como el Citrato de Lantano combinado con La2O3/ La(OH)3 sobre acero galvanizado, resultando en una excelente resistencia a la corrosión. Se determinará la viabilidad de los tratamientos de conversión química alternativos al aplicar una capa de compuestos en base Ce-La sobre un sustrato de acero al carbono, ya que los actuales deben ser modificados debido a su toxicidad. El estudio del crecimiento de películas utilizando sales de tierras raras (Ce y La) en un sustrato de acero al carbono y la optimización de las variables a controlar (concentración y tiempos de inmersión) en la formación de esas películas, permitirá determinar la viabilidad de estos tratamientos de conversión química para su uso en el combate de la corrosión y como una nueva alternativa para la preparación de superficie. Palabras clave: Cerio, Lantano, Acero, Películas, Superfici
Proyecto curricular de Educación Secundaria Obligatoria : contenido y dinámica de elaboración, material de consulta, ejemplificaciones
No full textSe presenta una guía práctica dirigida al profesorado de Educación Secundaria Obligartoria (ESO) para orientarlo en el diseño del Proyecto Curricular (PC) y su aplicación en el trabajo docente con los alumnos. De forma genérica, se analiza el contenido del PC y se presentan las partes sobre las que el equipo docente debe definirse. En el análisis de las características de la etapa se presentan las finalidades educativas, las características del alumnado y la organización curricular. El análisis de las características del centro supone el estudio de cuatro elementos: 1. Modelo educativo, 2. Sistema de valores, 3. Necesidades educativas del centro, 4. Perfil del profesor del centro. Se presentan los objetivos generales de la etapa y las orientaciones metodológicas, de evaluación y de orientación establecidas. Las orientaciones para la organización general, el uso de recursos y la planificación espacio-temporal de la etapa se presentan analizando los criterios a seguir en cada caso. Cada apartado del PC va seguido de una ejemplificación de su desarrollo..Biblioteca de Educación del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte; Calle San Agustín 5 -3 Planta; 28014 Madrid; Tel. +34917748000; [email protected]
Procedimiento para la obtención de un recubrimiento de óxido de cerio y recubierto de óxido de cerio obtenible a partir de dicho procedimiento
No full textLa presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un recubrimiento de óxido de cerio caracterizado porque comprende: a)aplicar una disolución de al menos un precursor molecular de óxido de cerio sobre un substrato; b) calentar a una temperatura igual o inferior a 200ºC, produciéndose la descomposición térmica del precursor molecular de óxido de cerio. Asimismo es el objetivo de la invención, un recubrimiento obtenible a partir de dicho procedimiento.Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España), Universitat de GironaA1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnic
Aportaciones de las técnicas electroanalíticas a la detección y caracterización de nanopartículas de Oxido de Cerio(IV) en suspensión
No full textLas nanopartículas de óxido de cerio son un novedoso material con aplicaciones muy prometedoras en campos actualmente tan críticos como la remediación medioambiental, purificación de aguas, energías renovables y medicina. La multitud de aplicaciones se debe a su peculiaridad capacidad de almacenar o liberar oxígeno en función de los requerimientos de oxígeno del lugar donde se encuentran. A su vez, esta capacidad depende del tamaño de las partículas de óxido de cerio, llegando a ser máxima cuando su tamaño se reduce a unos pocos nanómetros de diámetro. Las nanopartículas de óxido de cerio sobre todo han sido utilizadas para diversas aplicaciones como catalizadores en la industria del automóvil, en la remediación ambiental y purificación del agua y en biomedicina. Estas nanopartículas acaban en el medioambiente, donde no se conoce bien su ciclo de vida y por tanto no se conoce cómo pueden afectar a los seres vivos. Sí que se sabe que sus propiedades redox dependen de su historia previa y del medio en que se encuentran, actuando unas veces como oxidantes y otras como reductores, afectando decisivamente al ciclo de los radicales libres. Estas propiedades también están moduladas por su superficie y su tamaño. Por tanto, resulta de gran interés desarrollar metodología que permita obtener datos sobre su forma, tamaño y características químicas. Las técnicas electroanalítcas constituyen una aproximación al problema muy interesante ya que permiten el estudio de las nanoparatículas en suspensión, con un mínimo cambio en sus condiciones, lo que permite hacerse una ida de cómo interactuarían en ese medio ante oxidantes y reductores. En este trabajo se explorara el uso de la voltametría y la cronoamperometría para estudiar la influencia del tamaño en las propiedades químicas de las nanopartículas de óxido de cerio (IV) en suspensión
Características dosimétricas de matrices de Alúmina dopadas con Cerio (α-Al2O3: Ce)
No full textEn el presente trabajo se realizó la caracterización dosimétrica termoluminiscente de matrices de alúmina dopadas con cerio (α-Al2O3: Ce), para analizar la influencia del dopante en propiedades como: reproducibilidad de la señal, respuesta con la dosis y desvanecimiento térmico. Pastillas de alúmina puras y dopadas con cerio con 30 mg de masa, 5 mm de diámetro y 1 mm de espesor fueron usadas para la realización de este trabajo. Las pastillas fueron sinterizadas a 1000°C durante 3 horas, luego molidas y compactadas para ser sinterizadas nuevamente bajo las mismas condiciones. Estas pastillas fueron dopadas con cerio usando el método de impregnación húmeda en concentraciones del 0.1%, 0.5% y 1.0%. Las muestras fueron irradiadas con rayos X usando un acelerador LINEAL CLINAC C600 de 6 MeV de energía, la lectura de las emisiones TL se realizó utilizando un lector Harshaw TLD 4500.
Los resultados muestran que la curva de brillo del material se ve influenciada por la presencia de impurezas de cerio, las cuales, en algunos casos, modifican la posición y forma de los picos TL, lo que indica alteraciones en las trampas de carga dentro de la banda prohibida. Aunque el material mantuvo su comportamiento lineal con la dosis —ya reportado en la literatura—, se observó que el aumento en la concentración de cerio provocó una disminución en la sensibilidad TL. Además, no se logró mitigar el desvanecimiento térmico, que continúa siendo la principal limitación del uso de estas matrices como dosímetros termoluminiscentes.AgradecimientosResumenIntroducción1. Planteamiento del problema2. Justificación3. Objetivos3.1 General3.2 Específicos4. Estado del arte4.1 Antecedentes4.2 Marco teórico4.2.1 Introducción4.2.2 Radiaciones Ionizantes4.2.3 Cantidades y unidades4.2.4 Dosimetría de radiación4.2.5 Termoluminiscencia TL: Descripción fenomenológica4.2.6 Dosimetría termoluminiscente4.2.7 Dosímetro de radiación4.2.8 Propiedades de los materiales empleados en dosimetría5. Aspectos experimentales5.1 Parámetros utilizados en la irradiación de las muestras de alúmina (α-Al2O3)5.2 Lector TL5.3 Preparación de las muestras6. Resultados6.1 Curva de brillo del Al2O36.2 Curvas de brillo de Al2O3:Ce6.3 Reproducibilidad de matrices de alúmina pura y dopadas6.4 Respuesta con la dosis6.5 Desvanecimiento térmico7. ConclusionesReferenciasPregradoFísico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió
Caracterización de propiedades estructurales y electrónicas de superficies de óxido de zinc con impureza de cerio
No full textSe realizó un estudio basado en simulaciones computacionales sobre las propiedades estructurales y electrónicas de la superficie 001 de ZnO (en fase Wurtzita) pura y dopada con Cerio (Zn_x Ce_(1-x) O), para determinar las posibles mejoras en la actividad fotocatalítica que produce el Ce al sistema ZnO, Los cálculos se realizaron usando la teoría del funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos ultrasuaves y una base de ondas planas como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO. El nivel de concentración de dopaje considerado en este trabajo fue de 6.25% y se encontró que en la superficie pura cambiaron ligeramente las longitudes de enlace, quedando expuestos oxígenos tres veces coordinados, es decir, pierde un enlace respecto al Bulk, haciendo que estos oxígenos sean más reactivos debido al enlace que pierde y, por tanto, se espera que la superficie pura sea más reactiva. En las propiedades electrónicas encontramos que hacia la izquierda de la energía de fermi hay electrones ocupados y a la derecha en la banda de conducción hay estados intermedios, los cuales consisten en estados desocupados que reducen su bangap debido a los orbitales 2p de átomos de zinc expuestos en la superficie. Al adicionar impurezas de Ce al ZnO, distorsiona ligeramente las longitudes de enlace, debido a la pequeña diferencia de Radio covalente que el átomo de Cerio tiene con respecto al Zinc, también se debe a que cuando se dopa en la última capa hay ¾ oxígenos que ganan cargas con respecto a la superficie limpia, y esto nos indica que es probable que se pueden absorber contaminantes en futuros estudios. También se presentaron cambios en las propiedades electrónicas, ya que el cerio introduce aún más estados intermedios en el bangap con respecto a la superficie limpia, es decir, hace que tenga un comportamiento más metálico. Lo anterior, puede sugerir que probablemente el sistema Zn_0,9375 Ce_0,0625 O pueda absorber luz visible, lo cual podría conllevar a posibles mejoras en las propiedades fotocatalı́ticas del material.Resumen 6introducción 71. MARCO TEORICO 81.1 Óxido de zinc (ZnO) 81.2 Cerio (Ce) 81.3 Materiales conductores, Semiconductores y aislantes 111.4 Teoría del Funcional de la Densidad 131.5 Densidad electrónica 141.6 Ecuaciones de Kohn-Sham 151.7 Ciclo de auto consistencia 161.8 Energía de intercambio y correlacion 161.9 Aproximación local de la densidad y aproximación del gradiente generalizado 161.10 Método de ondas planas 171.11 Aproximación del Pseudopotencial 181.12 El paquete Quantum Espresso 192. RESULTADOS Y ANALISIS 202.1 Detalles computacionales 202.2 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie 001 de ZnO 212.3 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la última capa………….. 232.4 Propiedades estructurales y electrónicas para la superficie ZnO dopada con Ce en la penúltima capa………….. 253. CONCLUSIONES 29Bibliografía 30PregradoFísico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió
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