First-principles calculations focused on the study of MXenes with potential applications in energy storage devices

First-principles calculations focused on the study of MXenes with potential applications in energy storage devices

Victor Hugo Medina Macias (2023, [Tesis de maestría])

First-principles studies of Ti/Ta-based ordered alloy MXenes have demonstrated their viability as anode material in Li-ion batteries due to their promising electrochemical properties. However, the influence of surface functional groups on the atomic-scale lithiation processes remains unknown. In this thesis, we employ first-principles density functional theory (DFT) calculations to investigate the thermodynamic stability, structural characteristics, and electrochemical properties of O-, F-, Cl-, and OH-functionalized Ti2Ta2C3 ordered alloy MXenes during Li intercalation. Our calculations reveal surface functionalization with O, F, Cl, and OH is thermodynamically stable, indicating their viability as functional groups. Also, we identify the H3 high symmetry site as the most favorable configuration for Li intercalation. To evaluate electrochemical performance, electrochemical characterization is carried out employing open circuit voltage (OCV) curves. Our findings demonstrate changes in storage capacities depending on the functional group, with O-functionalized MXenes exhibiting larger storage capacities in contrast to other functional groups in Ti2Ta2C3 MXene anode materials. The theoretical single-layer gravimetric storage capacities for O-, F-, and Cl-functionalized Ti2Ta2C3 MXene anodes are 91.77, 52.38, and 24.21 mAh/g, respectively. OH-functionalized MXenes failed to show thermodynamic stability during lithiation and favored Li cluster formation over an intercalation process. These results show how functional groups affect the potential performance of Ti2Ta2C3 MXene materials in energy storage applications and provide insights for correctly selecting the functional group of the host material.

Mediante cálculos de primeros principios se ha demostrado la viabilidad del MXene formado por la aleación ordenada Ti/Ta como material anódico en baterias de iones de litio, esto debido a sus propiedades electroquímicas prometedoras. Sin embargo, la influencia de los grupos funcionales superficiales en el proceso atómico de litiación permanecen desconocidos. En esta tésis, empleamos cálculos de primeros principios basados en la Teoría del Functional de la Densidad (DFT) para investigar la estabilidad termodinámica, las características estructurales y las propiedades electroquímicas del MXene de aleación ordenada Ti2Ta2C3 funcionalizado con grupos O, F, Cl y OH, durante el proceso de intercalación de iones de litio. Nuestros cálculos demuestran la estabilidad termodinámica de la funcionalización superficial con grupos O, F, Cl y OH, indicando su viabilidad como grupos funcionales. Adicionalmente, identificamos el sitio de alta simetría H3 como la configuración más estable para la intercalación de Li. Para evaluar el rendimiento electroquímico, se realizó la caracterización electroquímica empleando curvas de voltage de circuito abierto (OCV). Nuestros hallazgos demuestran cambios en la capacidad de almacenamiento dependiendo del grupo funcional, siendo el MXene funcionalizado con oxígenos el que exhibe mayores capacidades de almacenamiento en contrastre con los otros grupos funcionales presentes en el MXene Ti2Ta2C3. Las capacidades gravimétricas de almacenamiento para los ánodos de Ti2Ta2C3 de una sola capa funcionalizados con O, F y Cl son 91.77, 52.38 y 24.21 mAh/g, respectivamente. Los MXenes funzionalizados con grupos OH no mostraron estabilidad termodinámica durante el proceso de litiación y favorecieron la formación de clusters de Li en su lugar. Estos resultados demuestran cómo los grupos funcionales cambian el rendimiento potencial de MXenes de Ti2Ta2C3 en aplicaciones de almacenamiento de energía y proporciona información para seleccionar correctamente el grupo funcional del material base.

MXene, MXene de aleación ordenada, Bateria de Li-ion, Material anódico MXene, ordered alloy MXene, Li-ion battery, Anode material INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Dzit bacalito y las variedades de maíz frente a transgénico

Adriana Tapia Hernández Elda Miriam Aldasoro Maya (2023, [Libro])

La historieta está dirigida a público en general con interés en la vida campesina, y particularmente a niñas y niños, honrando las reflexiones y acciones de quienes conservan y resguardan las variedades nativas de maíz, conteniendo así la dispersión transgénica en el Área de Protección de Flora y Fauna Cañón del Usumacinta (Tenosique, Tabasco; México), territorio biocultural donde convergen saberes contemporáneos de las familias tseltales, choles, chontales y mestizas y donde recientemente se confirmó la presencia de los marcadores transgénicos P35S y T-NOS.

Dzit bacal Maíz nativo Variedades del maíz Maíz transgénico Conservación del maíz Área de Protección de Flora y Fauna Cañón del Usumacinta (Tabasco, México) CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA DESARROLLO VEGETAL DESARROLLO VEGETAL

Cuando los árboles se estresan, ayudan menos

Gerardo Alfonso Carrillo Niquete AARÓN RENÉ CASANOVA DOMÍNGUEZ ROBERTH ARMANDO US SANTAMARIA (2022, [Artículo])

El arbolado de la ciudad puede mejorar el ambiente, la sensación térmica y ser el hogar para muchas especies. Pero, la vida de los árboles en la ciudad puede ser muy estresante, ya que se enfrentan a temperaturas elevadas y una baja humedad del suelo por efecto de la pavimentación. La ecofisiología vegetal puede ser utilizada para estudiar cómo los árboles urbanos funcionan, qué beneficios nos proveen y cómo la urbanización afecta la calidad de estos. Además de la temperatura y la humedad, la radiación es otro factor que afecta los procesos de los árboles, y juntos determinan su capacidad para mejorar el ambiente.

ARBOLADO URBANO ECOFISIOLOGÍA AMBIENTE URBANO BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Entretejiendo la historia biocultural del Agave cocui (Asparagaceae: Agavoideae) en Venezuela

SILVIA GOMEZ RANGEL (2022, [Artículo])

La presente contribución es un acercamiento a la historia biocultural del Agave cocui Trelease. En la América tropical (Neotrópico), pueblos indígenas y comunidades rurales evidencian una milenaria riqueza de conocimientos en el manejo y aprovechamiento de especies nativas. Sin embargo, los datos sobre A. cocui son fragmentarios e imprecisos. Desde la condición diacrónica de la antropología, son enunciadas y confrontadas diversas líneas de evidencias, a partir de la temprana descripción de Galeotto Cey en el siglo XVI y los orígenes amerindios de su nombre vernáculo. Revitalizar los conocimientos tradicionales sobre la especie contribuiría a mitigar eventuales impactos ambientales y a su aprovechamiento integral y sostenible.

ALIMENTO BEBIDA FERMENTADA CAQUETIO CORMO HORNEADO SUR AMERICA VICUYES BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Distichlis spicata: una planta para la sal del suelo

ELIZABETH CHAVEZ GARCIA (2022, [Artículo])

Las especies vegetales que crecen en condiciones de salinidad se denominan halófitas: plantas que viven exclusivamente en suelos salinos. Un ejemplo es el pasto salado (Distichlis spicata), una especie capaz de crecer en condiciones extremas, es decir, en lugares donde las sales afloran en la superficie del suelo y su concentración es tan alta que supera en varias centenas la salinidad del mar. Dichas características pueden ser relevantes para afrontar cuestiones como la desertificación por salinización de los suelos, un evento cada vez más común debido a la degradación de los ecosistemas áridos y semiáridos y al cambio climático global.

BIORREMEDIACION PLANTAS HALOFILAS POACEAE RESTAURACION ECOLOGICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) DESARROLLO VEGETAL DESARROLLO VEGETAL

ANÁLISIS DE PIGMENTOS, PEROXIDASA, PROLINA Y PROTEÍNAS DE TRES ESPECIES DE Paulownia BAJO ESTRES HÍDRICO

ANALYSIS OF PIGMENTS, PEROXIDASE, PROLINE AND PROTEINS OF THREE Paulownia SPECIES UNDER WATER STRESS

José Manuel Llano Sotelo Lilia Alcaráz Meléndez (2012, [Artículo])

"Los árboles del género Paulownia son de rápido crecimiento y tienen importancia económica en Asia como materia prima de uso común en la elaboración de muebles, instrumentos musicales y cercos, lo que ha despertado interés por cultivarlos en diferentes ambientes. Con el objetivo de evaluar la tolerancia al estrés hídrico se eligieron tres especies, P. imperialis, P. fortunei y P. elongata, porque son las que se utilizan en China con mayor frecuencia en la reforestación y en la industria maderera. Se realizaron análisis bioquímicos de las hojas para determinar los siguientes componentes: como pigmentos, a las clorofilas total, a y b; β-caroteno, violaxantina y luteína); las enzimas peroxidasa y prolina, así como proteínas solubles, insolubles y totales en tres diferentes condiciones de humedad del suelo, bajo dos condiciones ambientales, campo e invernadero, entre los cuales se observaron diferencias significativas; destaca un incremento del contenido de pigmentos y peroxidasa, y una disminución de las proteínas y prolina en el ambiente controlado, principalmente. Al evaluar la respuesta al estrés hídrico entre las especies se concluyó que P. imperialis y P. elongata son más tolerantes que P. fortunei, debido a su mayor contenido de prolina, mas proteínas totales y solubles, indicadores de una mejor tolerancia a condiciones de estrés."

"Paulownia trees are fast growing and are economically important in Asia as raw material regularly used for furniture, musical instruments, fences, etc., which rose some interest in their cultivation in different environments. In order to assess water stress tolerance, three of these species, P. imperialis, P. fortunei and P. elongate, were selected as they are the most commonly used in reforestation and wood industry in China. Biochemical analyses were performed in leaves, to determine the following elements: pigments (total, a and b chlorophyll; β-carotene, violaxanthin; lutein), peroxidase, proline, total, soluble and insoluble proteins, under three moisture soil concentrations and two environments, field and greenhouse, the latter of which revealed significant differences between them; there is an increment in pigment and peroxidase content and a decrease in protein and proline content, mainly in the greenhouse environment. When water stress was assessed among species, it was concluded that P. imperialis and P. elongata are more tolerant than P. fortunei because of their higher content of proline, total and soluble proteins, which are major tolerance markers in stress conditions. "

Aminoácidos, luteína, Paulownia elongata S. Y. Hu, Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl., Paulownia imperialis Siebold & Zucc., peroxidasa, violaxantina Amino acids BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) FISIOLOGÍA VEGETAL FISIOLOGÍA VEGETAL

La historia detrás de Gonolobus caamali (Apocynaceae), endémica de la península de Yucatán

GERMAN CARNEVALI FERNANDEZ CONCHA GUSTAVO ADOLFO ROMERO GONZALEZ José Luis Tapia Muñoz Ivón Mercedes Ramírez Morillo CLAUDIA JANETH RAMIREZ DIAZ William Rolando Cetzal Ix RODRIGO STEFANO DUNO KATYA JEANNETH ROMERO SOLER (2022, [Artículo])

Publicar una especie nueva para la ciencia es siempre una tarea interesante y retadora, sobre todo en los tiempos modernos, donde la comunidad de sistemáticos de plantas y las revistas científicas exigen investigaciones de biología comparada más completas, integrando diferentes fuentes de evidencia (morfológica y molecular), más allá de una simple descripción morfológica. Esta historia comenzó hace más de 15 años y terminó este año, cuando Gonolobus caamali Carnevali & R. Duno (Apocynaceae), fue descrita como una nueva especie para la ciencia. Presentamos aquí algunos detalles de esta especie.

ASCLEPIADOIDEAE EXTINCION MEXICO NOVEDAD TAXONOMICA YUCATAN BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) TAXONOMÍA VEGETAL TAXONOMÍA VEGETAL

Nuevo registro de Buchwaldoboletus acaulis (Boletaceae) para México

SILVIA CAPPELLO GARCIA MANUEL ANTONIO GARCIA GARCIA CARLOS ERNESTO GONZALEZ CHICAS (2023, [Artículo])

Se reporta por primera vez en México el hongo Buchwaldoboletus acaulis, especie lignícola que solamente se conocía para las Antillas en la Isla de la Martinica. Esta información contribuye al conocimiento sobre la funga tropical de México.

AGARICOMYCETES DISTRIBUCION HONGO LIGNICOLA TAXONOMIA TABASCO BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) TAXONOMÍA VEGETAL TAXONOMÍA VEGETAL

¿El que pega primero pega dos veces? Una mirada a las plantas pioneras en los bosques tropicales

Irving Saenz Pedroza CARMEN ZEPEDA GOMEZ (2023, [Artículo])

Las plantas pioneras son aquellas que inician el desarrollo de una comunidad, en sitios donde muy pocas especies pueden ser exitosas. En este ensayo nos enfocaremos en las especies de plantas pioneras de bosques tropicales, tanto secos como húmedos, para conocer algunas de las características que les permiten colonizar y establecerse de manera exitosa en ecosistemas tan disímiles. En los bosques húmedos el establecimiento de especies pioneras ocurre en condiciones benignas, donde la luz y el agua son abundantes; mientras que en los bosques secos ocurre en un ambiente sumamente caliente y seco que solo algunas especies pueden tolerar.

ECOLOGIA RASGOS FUNCIONALES REGENERACION RESTAURACION SUCESION ECOLOGICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Dime qué comes y te diré quién eres: la dieta de las plantas carnívoras

RODRIGO STEFANO DUNO Lilia Lorena Can Itza (2023, [Artículo])

El mundo de las plantas carnívoras es fascinante; este heterogéneo grupo de plantas con flores se ha estudiado desde todo punto de vista. Algunos científicos se han dedicado a la sistemática, otros a la anatomía y otros a la ecología, en particular a la interacción planta-animal. Sin duda, es uno de los grupos de plantas que más atención reciben ¿Sabes de qué se alimentan?

CARNIVORIA DROSERACEAE LENTIBULARIACEAE NEPENTHACEAE SARRACENIACEAE BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL