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NONLINEAR EFFECTS IN THE TERAHERTZ BAND

Jorge Ludwig Regalado-de-la-Rosa (2021)

"It presents an experimental study of the terahertz emission from InGaAs epitaxial layers grown while varying the alloy fraction. It was observed that a terahertz emission that is significantly different depending on the variation direction of the alloy fraction. We attribute the difference to the significant change of the band bending induced in the growth direction and to the position-dependent variation of the effective mass."

Doctoral thesis

Terahertz Nonlinear Monte-Carlo Heterostructures Photonics Materials CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO SEMICONDUCTORES SEMICONDUCTORES

Síntesis y evaluación de las propiedades mecánicas y de bioactividad de compositos de hidroxiapatita obtenida a partir de cascarón de huevo reforzada con biovidrio

ESTEFANIA GODOY COLIN (2019)

74 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales.

Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

En este trabajo se desarrollaron una serie de biomateriales compuestos (compositos) Hidroxiapatita-Biovidrio (HAp-BG) procesados por una técnica de polvos basada en la pulvimetalurgia y sinterizados a 800°C durante 1 h. La finalidad es evaluar el efecto de la adición de partículas de biovidrio en bajas concentraciones (3, 5, 10 y 15%wt) sobre las propiedades físicas, mecánicas, características microestructurales y de bioactividad de una matriz porosa de hidroxiapatita (HAp). La hidroxiapatita fue sintetizada por el método de precipitación a partir de precursores de calcio provenientes de cascaron de huevo y caracterizada por DRX, mientras que el biovidrio de tipo CaO-P2O5-SiO2 fue sintetizado por sol- gel y caracterizado por DRX y FTIR. Se realizaron estudios de caracterización microestructural (MO y MEB) y se determinaron parámetros de densidad, porosidad, microdureza y resistencia máxima a la compresión. Mientras que la bioactividad de los compositos HAp-BG fue evaluada in vitro con respecto a la capacidad de formación de apatita como resultado del contacto con la solución de fluido corporal simulado (SBF), la bioactividad fue caracterizada por técnicas de DRX, FTIR, MEB y X-EDS antes y después de la inmersión en la solución SBF.

Master thesis

Nanostructured materials. Biotechnology. Biomaterials. Materiales nanoestructurados. TP248.25.N35 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS ESTRUCTURA DE LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS

Síntesis y caracterización de óxido de grafito funcionalizado con derivados y análogos de o-fenilendiamina. Obtención de bencimidazoles

MARIA VICTORIA BARRERA PASCUAL (2016)

128 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales.

Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

Los materiales a base de carbono han sido estudiados recientemente debido a sus potenciales propiedades y posibles aplicaciones en el campo de la física, química, electrónica y mecánica. Un derivado del grafito es el óxido de grafito el cual si bien fue descubierto hace más de un siglo ha despertado gran interés ya que no solo ha resultado ser un precursor de bajo costo para la obtención de grafeno a gran escala si no que los grupos oxigenados del óxido de grafito han permitido funcionalizarlo covalentemente en presencia de precursores que contienen nitrógeno tales como aminas orgánicas. La funcionalizacion covalente del óxido de grafito seguido de una reducción ha logrado ser una forma eficaz de modificar su estructura química y modular sus propiedades eléctricas. Pocas investigaciones se han centrado en el estudio del óxido de grafito funcionalizado no reducido, esto provoca el interés que se tiene por estudiar el proceso de funcionalizacion para lo cual se introdujeron una serie de compuestos orgánicos con grupos amino los cuales permitieron por medio de una reacción de ciclación la formación de bencimidazoles en la estructura del óxido de grafito. El presente trabajo tuvo como objetivo funcionalizar oxido de grafito con análogos y derivados de o-fenilendiamina previamente sintetizados además de servir como precursores para la obtención de bencimidazoles disubstituidos. La síntesis de derivados de o-fenilendiamina partió de o-nitroanilina y o-fenilendiamina con 2-cloropiridina y 2-cloropirimidina respectivamente. Las reacciones fueron efectuadas de manera convencional y asistida por horno de microondas, la caracterización de los productos se realizó por Resonancia Magnética Nuclear de 1H, 13C en equipo BRUKER de 400MHz con DMSOd6 como disolvente y espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier los cuales se realizaron en estado sólido en un equipo BRUKER FT-IR ALPHA en el modo de Reflectancia total atenuada. (ATR). Previo a la funcionalizacion el grafito fue oxidado por el Método de Hummers modificado tratándolo con KMnO4 y H2SO4, y posteriormente con H2O2. La funcionalizacion se realizó por ultrasonido con una dispersión de óxido de grafito en agua desionizada, posteriormente se adicionaron los compuestos orgánicos diluidos con etanol en presencia de ácido polifosforico como catalizador y la suspensión fue calentada por 24hrs. Se caracterizaron los materiales por las técnicas de Difracción de Rayos X, Análisis termogravimétrico, espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier, Raman y Microscopia Electrónica de Barrido con espectroscopia de energía dispersiva. Finalmente, se evaluó el rendimiento electroquímico de los materiales funcionalizados no reducidos utilizando la técnica de Voltamperometría Cíclica. Se impregno oxido de grafito con nafión en un electrodo de carbón vítreo utilizado como electrodo de trabajo, un alambre de platino como electrodo auxiliar y uno de plata como electrodo de referencia en una solución acuosa 1M de H2SO4 como electrolito. Los resultados de los óxidos de grafito funcionalizados indican valores de capacitancia especifica hasta ciento cincuenta veces mayores en comparación con el óxido de grafito no funcionalizado.

In recent years, carbon-based materials have been studied because of its potential properties and potential applications in the field of physics, chemistry, electronics and mechanics. A derivative of graphite is graphite oxide which although it was discovered over a century has aroused great interest since not only proved to be a precursor of low cost for obtaining graphene on a large scale if the oxygenated groups graphite oxide have allowed covalently funcionalizarlo in the presence of nitrogencontaining precursors such as organic amines. Covalent functionalization graphite oxide followed by reduction achieved be an effective way to modify their chemical structure and modulate its electrical properties. Few studies have focused on the study of oxide functionalized graphite unreduced, this causes the interest is to study the process of functionalization for which a number of organic compounds with amino groups which enabled by a reaction introduced cyclization formation benzimidazoles in the oxide structure of graphite. This work aims to functionalize graphite oxide analogs and derivatives o-phenylenediamine previously also serve as precursors for obtaining disubstituted benzimidazoles synthesized. Synthesis of o-phenylenediamine derivatives of o-nitroaniline left and o-phenylenediamine with 2-chloropyridine and 2-chloropyrimidine respectively. The reactions were carried out in conventional manner and microwave, characterization involved the determination of the melting points on a Fisher-Johns, Nuclear Magnetic Resonance 1H, 13C BRUKER 400MHz computer with DMSO-d6 as solvent and Infrared device transform Fourier which were performed in the solid state on a Bruker FT-IR ALPHA. Prior to functionalization graphite was oxidized by the method of treating the graphite Hummers modified with KMnO4 and H2SO4, and subsequently H2O2. Functionalization was carried sonicating oxide dispersion in deionized water graphite subsequently diluted organic compounds in small amounts of ethanol in the presence of polyphosphoric acid as catalyst and the suspension was heated for 24hrs were added. To better understand the process prior to functionalization reduction materials were characterized by the techniques of Fourier Transform Infrared, Raman, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. Finally electrochemical performance of the functionalized materials unreduced using Cyclic voltammetry technique is evaluated. graphite oxide with Nafion was impregnated in a glassy carbon electrode used as working electrode, a platinum wire as the auxiliary electrode and one silver as a reference electrode in a 1M aqueous H2SO4 solution as electrolyte. The results of oxides functionalized graphite indicate specific capacitance values up to fifty times greater in percent compared to graphite oxide unfunctionalized.

Other

Master Degree Work

Óxido de grafito, funcionalizacion covalente, fenilendiaminas N-sustituidas, bencimidazol, piridinas 2-sustituidas. Graphite oxide, covalent functionalization, benzimidazole, 2-substituted pyridines, phenylenediamines N-subst1. Carbon. Graphene--Oxidation. Benzimidazoles--Synthesis. Nanostructured materials. Carbono. Grafeno. Materiales nanoestructurados. TA455.C3 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS QUÍMICA DEL CARBONIO

Efecto de la energía promedio en el crecimiento de partículas de wc en recubrimientos de Wc-10co-4cr mediante laser cladding

ENRIQUE ALEJANDRO LOPEZ BALTAZAR (2021)

En esta investigación, se analizó la evolución microestructural de los depósitos de polvo WC-10Co-4Cr, mediante el proceso de revestimiento por láser (Laser Cladding-LC) sobre un sustrato de acero AISI-SAE 1020, se configuró el proceso de LC a diferentes valores de energía promedio por unidad de área; los revestimientos se obtuvieron empleando un láser Yb: YAG. Todas las muestras se caracterizaron en sus secciones transversales a los depósitos. Los resultados indicaron que de acuerdo con los parámetros seleccionados para el revestimiento por el proceso de LC; la dilución se encuentra entre 15 y 25% para la mínima y máxima energía suministrada respectivamente, y con respecto a la porosidad resultó por debajo de 12%. Según los análisis de la microestructura; se desarrolla un considerable crecimiento de grano de WC dentro de la sección central del revestimiento (región interna); además, se observa el desarrollo de morfología triangular y/o poligonal junto con una clara reducción de la dureza cuando se emplea una entrada de alta energía. Cabe señalar que, a pesar de los rápidos ciclos térmicos desarrollados en el proceso de LC con WC-10Co-4Cr; se presenta el crecimiento del grano el cual se atribuye al mecanismo de coalescencia debido a la no presencia de interfaces entre partículas al ser observadas por MEB de WC en partículas más grandes. Finalmente, la presencia de pequeñas partículas redondeadas o elipsoidales dentro de la región interna del revestimiento es asociada a partículas no fusionadas debido a la dispersión no homogénea y la falta de partículas de WC con forma facetada.

In this investigation, the microstructure evolution of the laser cladding WC-10Co-4Cr powder deposited on AISI-SAE 1020 steel substrate was evaluated by establishing different values of average energy per unit area by employing a Yb: YAG laser system. Results indicated that according to the selected laser cladding parameters; dilution and porosity lied within established acceptable ranges. According to the microstructure evaluation; considerable grain growth is revealed within the central area of the clad (namely inner region); furthermore, the development of triangular and/or polygonal morphology along with a clear reduction in hardness is observed when using high energy input. It is worth noting, that in spite of the rapid thermal cycles developed upon laser cladding processing of WC-10Co-4Cr; grain growth is accredited to the coalescence mechanism due to the complete merge of WC into larger particles. Finally, the presence of small rounded or ellipsoidal particles within the inner region of the clad imply non-merged particles due to inhomogeneous dispersion and lack of faced shaped WC particles.

Doctoral thesis

Materials properties WC-10Co-4Cr Laser cladding Average energy per unit area Grain growth Energía promedio por unidad de área Crecimiento de grano INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Hidroxisales laminares como materiales para la encapsulación de moléculas biológicamente activas y su posterior liberación modulada

PAULINA ALEJANDRA MONTAÑO GONZALEZ (2019)

138 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales.

Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

En el presente trabajo se describe la estrategia de síntesis de materiales híbridos mediante la asociación de una matriz inorgánica y una molécula biológicamente activa. Los materiales

sintetizados fueron evaluados como sistemas de liberación modulada de la molécula

biológicamente activa. La matriz inorgánica consiste en una hidroxisal laminar de MgZn o FeZn y se utilizó para la encapsulación de ácido nalidíxico o ácido pipemídico, quinolonas de primera generación con actividad biológica contra bacterias Gram-negativas, así como algunas bacterias Gram-positivas. Los materiales híbridos así obtenidos fueron protegidos por un recubrimiento ácidorresistente, consistente de alginato de sodio. La eficacia del sistema recubierto fue evaluada en la liberación modulada de la molécula biológicamente activa a condiciones de temperatura y pH controlados. La caracterización de los materiales se llevó a cabo mediante difracción de rayos-X, análisis termogravimétrico, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier, microscopía electrónica de barrido y espectroscopia de dispersión de energía. Por otro lado, las pruebas de evaluación para el seguimiento de la liberación de las moléculas biológicamente activas se realizaron mediante un espectrofotómetro de ultravioleta visible utilizando membranas de diálisis con tamaño de poro de 1 k Da en agua destilada y en agua de peptona tamponada; en medios sintéticos de jugo gástrico biliar y en fluidos sintéticos del intestino delgado. Finalmente, se evaluó la actividad y sensibilidad bactericida de aquellos materiales asociados a las moléculas biológicamente activas. Adicionalmente algunas de las hidroxisales dobles laminares se caracterizaron mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X. Se realizó un análisis complementario de evaluación para la determinación cuantitativa del contenido del ácido nalidíxico en una de las hidroxisales de FeZn mediante un disolutor y se caracterizó por cromatografía líquida de alta eficiencia. Estos resultados se muestran en el apéndice B.

Master thesis

Laminated materials. Composite materials. Materiales compuestos. Materiales laminados. TA418.9.L3 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS TECNOLOGÍA DE LA CATÁLISIS

Application of self-healing materials in architecture and construction industry: an exploratory review

SILVERIO HERNANDEZ MORENO JOSE LUIS TORRES QUINTANA DULCE GUADALUPE OCAMPO LUGO (2020)

ARTÍCULO ESPECIALIZADO EN REVISTA INTERNACIONAL INDEXADA

This work’s aim was to perform a review of the scientific literature from the standpoint of both the architect and builder. In the first place, on which self-healing materials are currently available for construction industry; secondly, to acknowledge the main applications and the self-healing methods of each material. The review was largely carried out using the scientific database tool sciencedirect® and other similar tools on the main applications of self-healing materials in construction industry. The results reveal that the main applications refer to the production of self-healing concretes and mortars by means of self-healing techniques, for example: insertion of microcapsules with various self-healing agents, followed by self-healing bacteria. It is concluded that with the use of these materials not only does the service life of structures of buildings improves, but also that of the entire building, increasing durability and noticeably decreasing maintenance and reparation costs.

Article

Smart materials Self-healing Construction materials HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA

Síntesis y caracterización de nanopartículas de ZnO embebidas dentro de una matriz de SiO2 (SiO2/n-ZnONP/SiO2/p-Sisustrato) depositadas mediante sputtering reactivo

MARIO FRANCISCO AVILA MEZA (2019)

108 páginas. Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales.

Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT.

Se realizó el depósito de nano partículas de óxido de zinc, confinadas en una matriz de dióxido de silicio a partir de blancos de zinc y silicio puros, sobre sustratos de silicio tipo p, utilizando la técnica de erosión catódica reactiva asistida por radio frecuencia sin tratamiento térmico posterior al depósito de los materiales. Se llevó a cabo la caracterización morfológica, química, pruebas físicas y mediciones eléctricas de las estructuras obtenidas. Se logró obtener una capa de SiO2 con rugosidad en el rango de nanómetros, sobre sustratos de silicio, controlando la presión parcial de oxígeno durante el proceso de erosión catódica. Las cuencas, propias de la rugosidad del material obtenido (SiO2), sirvieron para alojar el Zn metálico promoviendo su nucleación y su oxidación parcial en un espacio reducido a la escala de nanómetros. Posteriormente se logró la oxidación completa del Zn y su confinamiento al depositar otra capa de SiO2, obteniendo muestras con la estructura: sustrato de silicio tipo p, óxido de silicio, nano partículas de óxido de zinc tipo n y una segunda capa de óxido de silicio: SiO2/n-ZnONP/SiO2/p-Sisustrato. Primero se analiza la morfología superficial de las muestras por medio de microscopías de fuerza atómica, de barrido y de transmisión. También se realizó difracción de rayos X, espectroscopía de luz visible y UV. Se demuestra la composición de dióxido de silicio de la primera capa depositada por medio de espectroscopía de infrarrojo. Se obtiene la presencia y distribución de partículas de Zn a través de espectroscopía por energías dispersadas de rayos X y por espectroscopía de masas de iones secundarios. Posteriormente se confirma la presencia del compuesto estequiométrico de ZnO por medio de espectroscopía de foto electrones emitidos por rayos X. Se confirma la presencia de partículas de ZnO con tamaño <10 nm con estructura cristalina hexagonal por medio de microscopía electrónica de transmisión. Finalmente, se demuestra el comportamiento rectificante, típico de una unión p-n, y su respuesta eléctrica a la luz por medio de mediciones corriente-voltaje, en régimen de iluminación y obscuridad. Se evidencía la variación de sus características eléctricas al estímulo de diferentes longitudes de onda por medio de la técnica de respuesta espectral.

The synthesis of zinc oxide nanoparticles, confined in a matrix of silicon dioxide from pure zinc and silicon targets, on a p-type silicon substrate was carried out. The technique of reactive cathodic erosion assisted by radio frequency without heat treatment after the deposit of the materials was used. The morphological, chemical, physical and electrical characterization of the structures obtained was carried out. It was possible to obtain a layer of SiO2 with roughness in the range of nanometers, on silicon substrates, controlling the partial pressure of oxygen during the process of cathodic erosion. The basins, typical of the roughness of the material obtained, served to house the metallic Zn, promoting its nucleation and its partial oxidation in a space reduced to the scale of nanometers. Subsequently, the complete oxidation of Zn and its confinement was achieved by depositing another layer of SiO2, obtaining samples with the structure: the p-type silicon substrate, a thin-roughness film of silicon oxide, n-type zinc oxide nanoparticles and finally a second layer of silicon oxide which completed the matrix; SiO2/n-ZnONP/SiO2/p-Sisustrate. First, the surface morphology of the samples is analyzed by atomic force, scanning and transmission microscopy, X-ray diffraction, and UV-visible light spectroscopy. The silicon dioxide composition of the first deposited layer is demonstrated by infrared spectroscopy. The presence and distribution of Zn particles were obtained through spectroscopy by scattered X-ray energies and by secondary ion mass spectroscopy. Subsequently, the presence of the stoichiometric ZnO compound is confirmed by X-ray photoelectric electron spectroscopy. The presence of ZnO particles with size <10 nm with hexagonal crystalline structure is evidenced by transmission electron microscopy. Finally, the rectifying behavior, typical of a p-n junction, and its electrical response to light by means of current-voltage, measurements in lighting and dark regime is demonstrated. The variation of its electrical characteristics to the stimulus of different wavelengths is evidenced by the spectral response technique.

Doctoral thesis

Nanostructured materials. Zinc oxide. Nanocrystals--Synthesis. Semiconductor nanocrystals. Materiales nanoestructurados. Óxido de cinc. Nanocristales semiconductores. TA418.9.N35 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS SÍNTESIS QUÍMICA

Structural modification of waste materials and its use in building materials

GONZALO MARTINEZ BARRERA GENCEL OSMAN (2015)

This chapter is divided into three sections, in the first one the modifications of waste materials by using gamma radiation are described; such materials are PET bottles, Tetra Pak packages and rubber tires. The second section describes the effects of these waste materials on the mechanical properties of concrete; and in the last section those effects provoked by gamma radiation in concrete containing these waste materials.

Book part

Waste materials Building materials Gamma radiation Mechanical properties INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Identificación de terminales de motores trifásicos de 6, 9 y 12 puntas, diagrama de flujo modo automático

JOSE LUIS VIRAMONTES REYNA (2021)

Los empalmes ultrasónicos cable a cable en un arnés automotriz permiten enviar la misma señal eléctrica a diferentes módulos, localizados en distintas ubicaciones dentro del vehículo. La prueba de resistencia a la tracción es de las principales para evaluar el desempeño del empalme. El estudio se enfoca en determinar una relación analítica para estimar la fuerza de tracción que resistirá el empalme en base al área transversal de los cables que lo integran, para permitir a los arquitectos eléctricos comparar la fuerza de tracción estimada que resistirá el empalme, con la fuerza mínima requerida por la normatividad vigente, proporcionando una herramienta adicional para prevenir fallas en los vehículos provocadas por empalmes fracturados desde etapas tempranas del diseño del arnés. En conjunto con la relación analítica obtenida, también se obtiene una relación por regresión basada en los datos experimentales de las pruebas. Por último, se estima la fuerza de tensión de 21 empalmes con las dos relaciones logrando un error menor o igual al 10% con relación de la fuerza obtenida experimentalmente.

Wire to wire ultrasonic splices in an automotive harness enable to send the same electrical signal to different modules, located in different positions within the vehicle. The tensile strength test is one of the main trials to evaluate the splice performance. The study focuses in establish an analytic relationship to estimate the traction force supported by the splice based in the cross sectional area of the wires that comprise it, allowing electrical architects compare the estimated tensile force that the splice will resist, with the minimum force required by current standard, providing an additional tool to prevent vehicle failures caused by fractured splices since early stages of harness design. Altogether with the obtained analytic relationship, also a regression relation is obtained based in the experimental data of the tests. Finally, the tensile force of 21 splices is estimated with both relationships achieving an error less or equal to 10% of the test tension force.

Master thesis

Empalme ultrasónico Fuerza Tracción Materials resistance Ultrasonic splice Force Traction INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES RESISTENCIA DE MATERIALES RESISTENCIA DE MATERIALES

Effect of size and composition on the second harmonic generation from lithium niobate powders at different excitation wavelengths

OSWALDO SANCHEZ DENA EMMA VIANEY GARCIA RAMIREZ CESAR DAVID FIERRO RUIZ ENRIQUE VIGUERAS SANTIAGO JOSE RURIK FARIAS MANCILLA JORGE ALEJANDRO REYES ESQUEDA (2017)

INVESTIGACIÓN DESARROLLADA EN COLABORACIÓN DE RED TEMATICA PRODEP /SEP/MEXICO

LiNbO3 microcrystalline systems, possessing almost stoichiometric composition, were produced by varying the temperature and time parameters in the annealing processes following a mechanochemical reaction of raw powders. SHG from these samples, detected for every fundamental wavelength in the range 800-1300 nm, and being maximal at a certain wavelength, λmax, for each sample, has been addressed to a random scattering of the induced nonlinear polarizations. Possible tuning of λmax could be ascribed to control of composition and grain size of the sample. Random orientation of the produced nanocrystallites was verified since no dependence for SHG intensity on incident polarization was observed.

PAPIIT-UNAM through grant IN117116 Y “RED PRODEP-SEP Compuestos poliméricos propiedades y aplicaciones 2015-2016”

Article

Second Harmonic Generation Nonlinear Optics Materials Nanomaterials Lithium Niobate BIOLOGÍA Y QUÍMICA