Preparación de nanomateriales termosensibles a base de MPEG/PEG-b-PNIPAM y ferritas de hafnio cargados con curcumina y evaluación de su potencial aplicación como agentes específicos de liberación controlada

Juan Carlos Romero Cabello (2022, [Tesis de maestría])

En esta tesis se sintetizaron copolímeros de bloques anfífilos compuestos por un bloque hidrófilo de poli(oxialquileno), como el polietilenglicol (PEG) o el metil polietilenglicol (MPEG) y un bloque termosensible de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM). La síntesis se llevó a cabo mediante la técnica de polimerización radicálica controlada denominada ATRP. Estos copolímeros están clasificados como materiales biocompatibles y biodegradables por lo que el propósito de este trabajo es utilizarlos como sistemas de liberación de fármacos. El homopolímero de bloque termosensible (PNIPAM) experimenta una temperatura de solución crítica baja (LSCT), cercana a la temperatura corporal (37oC), lo que permite su uso en aplicaciones biomédicas. El copolímero de bloque anfífilo MPEG/PEG-b-PNIPAM se funcionalizó al final de la cadena del polímero con azida de sodio (NaN3) para obtener MPEG/PEG-b-PNIPAM-N3 que luego se hizo reaccionar con 3- etinil piridina a través de una reacción de "química click” formando un grupo triazol terminal. Estos copolímeros se obtuvieron con rendimientos mayores al 90%. Las nanopartículas de ferritas de hafnio (Hf0.4Fe2.6O4) se prepararon por coprecipitación química inversa en NH4OH a partir de una solución acuosa de FeCl3-6H2O, FeCl2-4H2O y HfCl4. Posterior a ello se preparó un compósito de MPEG/PEG-b-PNIPAM-NPs mediante la mezcla física de las nanopartículas magnéticas de ferrita de hafnio (Hf0.4Fe2.6O4) y el el copolímero de bloque anfifílico MPEG/PEG-b-PNIPAM. Ambos materiales mostraron un comportamiento superparamagnético. Los copolímeros de MPEG/PEG-b-PNIPAM presentaron una temperatura de solución más baja (LCST) en el rango de 34-38 °C, que los hace ideales para su uso en aplicaciones biomédicas. Además, estos copolímeros mostraron que pueden cargar curcumina y liberarla después a una temperatura de 40 °C.

Maestría en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Seguimiento al impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos en un módulo de riego

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO (2013, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto fue monitorear y analizar las variables relacionadas con la medición del impacto del cambio climático en la salinidad del suelo en un módulo de riego. El resultado final fue un documento sobre el impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos en un distrito de riego y un video sobre seguimiento del impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos.

Distritos de riego Suelos salitrosos Cambio climático Impacto ambiental Informes de proyectos Sonora CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Drenaje parcelario y sistemas de bombeo con energía alternativa para mitigar y controlar el ensalitramiento en suelos agrícolas

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO (2014, [Documento de trabajo])

Se presentan las actividades realizadas para establecer una parcela piloto equipada con drenaje y sistemas de bombeo con energía eólica o solar, así como medir y analizar las variables relacionadas con la evolución de la salinidad y los efectos del drenaje en el mejoramiento del suelo y la producción agrícola.

Distritos de riego Suelos salitrosos Drenaje parcelario Energía solar Energía eólica Informes de proyectos Navojoa, Sonora Etchojoa, Sonora Huatabampo, Sonora CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Facile synthesis of a TiO2-Al2O3-GnPs compound and its application in the photocatalytic degradation of Diuron

Alina De J. Zurita Yduarte Diana J. Gallegos Hernández URIEL ALEJANDRO SIERRA GOMEZ GLADIS JUDITH LABRADA DELGADO SALVADOR FERNANDEZ TAVIZON Pedro Jesús Herrera Franco SRINIVAS GODAVARTHI JOSE GILBERTO TORRES TORRES ADRIAN CERVANTES URIBE CLAUDIA GUADALUPE ESPINOSA GONZALEZ (2022, [Artículo])

"New ternary materials TiO2-Al2O3-GnPs (TAG) were prepared by using an innocuous sol-gel method with a slight modification for the addition of graphene nanoplatelets (GnPs), under room temperature and atmospheric pressure. The materials TiO2-Al2O3-GnPs were prepared with variations of concentration between 0.05 and 1 wt % of GnPs. In this study, we analyzed the physicochemical properties by X-ray diffraction (XRD) and UV-Vis spectroscopy, textural properties by N2 physisorption, morphology by scanning and transmission electron microscopy (SEM, TEM) and a chemical species analysis was carried out by X-ray photoelectron spectroscopic (XPS). The photocatalytic activity of each material was evaluated in the degradation of a model molecule, Diuron, a carcinogenic and cytotoxic herbicide used in farm fields. To determine reaction selectivity and mineralization degree, the photocatalytic reaction was monitored by using UV-Vis spectroscopy and total organic carbon (TOC). In samples with higher GnPs’ concentration, a good enough specific surface area of up to 379 m2/g was observed, and reduced band gap energy (2.8 eV) with respect to TiO2 and mixed oxide (3.2 and 3.1 eV respectively), was obtained. These resulting properties were the key indicator so that the materials could be applied as photocatalysts. In the photocatalytic activity determination, TAG-0.75 was the sample that showed the best results with respect to the mixed oxide; the highest photocatalytic conversion, the reduced average life time, and increased mineralization and reaction selectivity."

Graphene nanoplatelets Mixed oxides Sol-gel Photocatalytic degradation BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Estudio de las heterouniones p-n de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O para la producción de hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua.

Jorge Luis Domínguez Arvizu (2022, [Tesis de doctorado])

A la fecha, la síntesis de materiales activos bajo luz visible para la producción de

hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua, es uno de los retos en la

fotocatálisis con potencial para futuras aplicaciones como los reactores fotocatalíticos con

energía solar o celdas foto electroquímicas. De esta manera, la síntesis de heterouniones es una

alternativa para mejorar las propiedades electrónicas de los materiales semiconductores con la

finalidad de obtener mayores producciones de hidrógeno con luz solar en comparación con los

materiales en fase pura. En el presente trabajo de tesis, se llevó a cabo la generación de

heterouniones de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O mediante el método de impregnación variando

la proporción en masa del Cu2O desde 25 al 75 %, mientras que los materiales prístinos CoFe2O4

y NiFe2O4 fueron sintetizados con el método de Pechini y el Cu2O mediante la reacción de

Benedict. Los materiales prístinos y las heterouniones fueron caracterizadas por las técnicas de

XRD, TGA, MEB, MET, BET, XPS, UPS y UV-Vis. Se midieron los portadores de carga de

todos los materiales mediante efecto Hall y sus coeficientes de absorción y dispersión mediante

espectroscopia UV-Visible y un modelo denominado modelo de seis flujos. Finalmente, la

actividad fotocatalítica para la producción de hidrógeno se evaluó mediante cromatografía de

gases por un periodo de 8 horas y se tomó una lectura final a las 24 horas encontrando que las

heterouniones mejoraron su actividad fotocatalítica considerablemente con respecto de los

materiales prístinos y que los portadores de carga y el coeficiente de absorción de los materiales

está directamente relacionado con la producción de hidrógeno.

hidrógeno separación fotocatalítica BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA OTRAS ESPECIALIDADES QUÍMICAS OTRAS OTRAS

Materiales Porosos por Impresión 3D a base de Mezclas de PLA/PHB e Híbridos de Hidroxiapatita-Ag-ZnO, Dirigidos hacia su Aplicación en Andamios Óseos

Katia Dafne Daniela Martínez López (2022, [Tesis de maestría])

1. RESUMEN Se reporta el desarrollo de materiales porosos por 3D a base de mezclas de PLA/PHB e híbridos de hidroxiapatita-Ag-ZnO (HAp-Ag-ZnO), dirigidos hacia su aplicación como andamios óseos. Primero, se desarrolló un procedimiento novedoso para síntesis in situ de nanopartículas de Ag (Ag-NPs) y ZnO (ZnO-NPs) sobre HAp; En esta etapa del proyecto se evaluaron diferentes proporciones de los precursores Ag-ZnO/HAp a fin de controlar la morfología, distribución y relación entre las Ag-NPs, ZnO-NPs y la HAp. Las propiedades cristalográficas y morfológicas se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Las interacciones químicas entre los componentes de los nanohíbridos de HAp-Ag-ZnO se estudiaron mediante espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS). Se formularon en fundido mezclas de PLA/PHB (75:25 m/m) y nanohíbridos de HAp-Ag-ZnO (1% m/m con respecto a la mezcla PLA/PHB), y se manufacturaron filamentos de 1.75 mm de diámetro, aptos para su uso en impresión 3D. Adicionalmente se obtuvieron filamentos de PLA/PHB y de PLA/PHB e HAp (1 % m/m), para fines comparativos. Se evaluaron las propiedades mecánicas de especímenes obtenidos por impresión 3D, ante cargas de compresión a fin de determinar el efecto de la incorporación de los nanohíbridos de HAp-Ag-ZnO. Finalmente, se manufacturaron prototipos porotos por impresión 3D y se evaluó su capacidad de inhibición bacteriana contra E. coli y S. aureus. Estos prototipos se sometieron a un tratamiento superficial con plasma de argón, a fin de exponer las nanopartículas híbridas. La síntesis in situ desarrollada en marco de esta tesis dio lugar a material híbrido constituido por HAp (tamaño promedio de ~40 nm) con Ag-NPs y ZnO-NPs depositadas aleatoriamente. Las Ag-NPs exhibieron una estructura cúbica centrada en las caras mientras que las ZnO-NPs estuvo presente en su fase Wurtzita. El análisis cristalográfico y por XPS sugiere que existe un dopado con átomos de Zn y Ag en la estructura de la HAp. Las propiedades mecánicas a compresión de la mezcla PLA/PHB no sufrieron disminución con la incorporación de los nanohíbridos de HAp- Ag-ZnO.

El módulo elástico alcanzado en los materiales porosos coincide con el del hueso trabecular/esponjoso, lo cual es deseable para su uso en andamios óseos. Se obtuvo una inhibición antibacteriana del 90% para E. Coli y 30% para S. aureus, la cual incrementó en ambos casos hasta un 100 % después del tratamiento con plasma de argón. Los resultados indican que los materiales desarrollados en este trabajo tienen un gran potencial para la ingeniería de tejidos óseos.

Maestría en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Modelado y optimización de la conductividad térmica, conductividad eléctrica y propiedades de tensión de compuestos de HDPE-partículas de carbono medianteherramientas de inteligencia artificial

Edgar Miguel García Carrillo (2022, [Otro, Trabajo de grado, doctorado])

En el diseño de compuestos poliméricos, es de gran interés poder predecir y optimizar sus propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas, antes de su fabricación, con el fin de reducir el trabajo experimental y de obtener materiales con mejor desempeño para diversas aplicaciones. Sin embargo, esta tarea es complicada debido al comportamiento complejo y no lineal de las propiedades de los compuestos. En este trabajo se desarrollaron redes neuronales artificiales (RNA) como modelos de predicción con el objetivo de aproximar la conductividad térmica, la conductividad eléctrica y las propiedades de tensión de compuestos de polietileno de alta densidad (HDPE) adicionados con partículas de carbono (PC). En la implementación de estos modelos se utilizaron datos obtenidos experimentalmente. Los compuestos fueron preparados mediante mezclado en fundido, utilizando cuatro tipos de partículas de carbono de distinta geometría a diferentes concentraciones. Las RNA de tipo perceptrón multicapa (MLP), entrenadas mediante el algoritmo Levenberg-Marquardt y con una sola capa oculta mostraron el mejor desempeño predictivo. Los modelos de RNA mostraron una buena correlación entre los datos experimentales y simulados, lo cual está evidenciado por factores de correlaciones superiores a 0.97 en los datos de prueba. Además, los modelos de predicción de la conductividad térmica y del módulo elástico basados en RNA se ajustaron en mayor medida a los datos experimentales en comparación con modelos analíticos reportados en la literatura. También, se determinó el impacto relativo de cada variable de entrada sobre las propiedades de los compuestos, a través del tratamiento de los pesos sinápticos de las RNA mediante el método connection weight. Las ecuaciones derivadas de las RNA se utilizaron como funciones de ajuste de un algoritmo genético multi- objetivo (MOGA) con el fin de optimizar los parámetros de diseño que permiten maximizar la conductividad térmica y el módulo elástico, así como minimizar la conductividad eléctrica de los compuestos. Como resultado de la optimización, se obtuvo un conjunto de soluciones óptimas que pertenecen a la frontera de Pareto. Una prueba de conformidad se llevó a cabo para validar la capacidad de optimización del método de algoritmos genéticos.

Finalmente, este modelo podría ser adaptado para su aplicación en otras propiedades de compuestos, así como en un intervalo de variables extendido.

Doctorado en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Development of Multifunctional Polymeric Catalyst and their Application In Polyester Recycling (Desarrollo de Catalizadores Poliméricos Multifuncionales y su Aplicación en la Depolimerización de Poliésteres)

VICTOR DANIEL LECHUGA ISLAS (2022, [Otro, Trabajo de grado, doctorado])

This thesis was conducted at the Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA, Mexico), and the Laboratory of Organic and Macromolecular Chemistry (IOMC), Friedrich Schiller University Jena (FSUJ, Germany), both institutions are gratefully acknowledged.

This project would not have been possible without the support of many people. I am foremost grateful to my supervisors: Dr. Carlos Guerrero Sánchez for his outstanding ideas, guides, help, and prolific supervision during this project, and Dr. Ramiro Guerrero Santos for his constructive comments and vision to strive toward excellent research. I had a great time during this project. Thank you for all the confidence you entrusted me with.

I also would like to acknowledge the Department of Macromolecular Chemistry and Nanomaterials at CIQA, a special thanks to M.S. Hortensia Maldonado T., and B.S. Judith Cabello R., for their helpful assistance during the beginning of this project. Thanks also to the people who helped me with all the administration work at the Coordinación de Posgrado at CIQA, including Dr. Leticia Larios, M.S. Aída E. García, and Nancy Espinosa.

I thank Prof. Dr. Ulrich S. Schubert and his group for giving me the opportunity to do part of my PhD thesis at the Friedrich Schiller University Jena (FSUJ), Germany. It was a special pleasure for me to work and collaborate in the group.

I am also grateful to my committee: Dr. Dámaso Navarro, Dr. Ramón Díaz, and Dr. Ricardo Acosta for fruitful discussions, valuable suggestions, and expert advice to enrich this work. I hope I have learned and applied several of your teachings here and in future projects.

Moreover, I am also grateful to the always supportive staff at CIQA and FSUJ. Special thanks to Dr. Jesus Lara and Steffi Stumpf for their assistance with SEM analysis, Carolin Kellner for cytotoxicity studies, Renzo Paulus for his assistance with thermal

studies, Sandra Köhn for EA measurements, Katja Gattung and Ulrike Kaiser for all the paperwork in Jena, Dr. Grit Festag for SEC measurements, Dr. Johannes C. Brendel, Dr. Ivo Nischang for AUC measurements and great collaboration, and Dr. Jürgen Vitz for his kind support during my stay in Jena.

For the good times and collaboration, I also wish to thank my colleagues and friends at CIQA and FSUJ. A special thanks to Alicia de San Luis, Carolina Ventura, César Muñoz, Claude St. Thomas, Ilya Anufriev, Jens Ulbrich, Julien Alex, Luana Vieira, Marco De Jesus, Miguel Carrillo, Roberto Yañez, Paulina Lugo, Paul Klemm and to all who directly or indirectly have lent their hand in this venture. Thank you, muchas gracias, danke schön!

I am especially grateful to my family for providing me with unfailing support and continuous help throughout my years of study. This accomplishment would not have been possible without them. I wish to express my deepest gratitude to Melisa Trejo, her love, dedication, and encouragement have sustained and uplifted me to continue with this and our wonderful life project. Thank you!

And of course, I wish to express my gratitude for financial support to the Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) and the Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) through the research grant: Bi-nationally supervised Doctoral Degrees / Cotutelle.

Doctorado en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Estudio de la incorporación de arcilla de paligorskita, recubierta con poliurea en estructuras núcleo, coraza, y su efecto sobre las propiedades fisicomecánicas y de inflamabilidad en sistema PLA/EVA

Gerardo Pozos Sánchez (2022, [Tesis de maestría])

En el presente trabajo se discute el efecto de la paligorskita (PLG) en conjunto con el polifosfato de amonio (APP) (sistema retardante a la flama (SRF)) ambos recubiertos con poliurea, mediante su morfología y sus propiedades mecánicas, térmicas y antiflama, cuando se incorpora a una matriz polimérica de PLA/EVA. Como primera etapa se realizó el lavado de la paligorskita seguido de la modificación química de su superficie con el agente de acoplamiento 3- (Glicidiloxipropil) trimetoxisilano –GPTMS, esto para que la hidrofobicidad de la PLG no fuera un impedimento para recubrirla con poliurea. Seguido de eso se generó un diseño de experimentos en el cual se bosquejo lo siguiente: 4 formulaciones donde se variaron la concentración de PLG modificada con silano y APP y 4 formulaciones donde se varió la concentración de PLG sin modificar y APP, la variación de la PLG modificada y sin modificar fue de un 6% y 9%, mientras que la variación del APP es de un 3% y 4%. A las 8 formulaciones descritas previamente se les realizó la metodología de microencapsulación.

Se utilizó FTIR para poder comprobar la modificación de la PLG y la formación de la poliurea, seguido de la caracterización mediante SEM donde se observó el recubrimiento de las partículas de la PLG ya sea modificada y sin modificar junto con las de APP, después realizó el mezclado de PLA/EVA con cada una de las formulaciones propuestas, seguido a eso se realizó una inspección visual para notar la variación de color seguido de SEM para observar si hubo dispersión del SRF.

Se realizó la evaluación de las propiedades mecánicas mediante DMA donde se observó que las formulaciones [9plgM&4APP]E y [9plgS&4APP]E presentaron un aumento de su módulo de almacenamiento y en la prueba de tensión elongación, se observó que la rigidez de ambos se modificó a valores mayores comparados con PLA/EVA, culminando con el análisis del comportamiento a la flama donde [9plgM&4APP]E no presentó velocidad de quemado y se comprueba con el pico de velocidad de liberación de calor (pHRR) donde esta misma mostró una disminución de pHRR de un 36.30%.

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Contribuciones al conocimiento de la ecotoxicología y química ambiental en México

YOLANDA PICA GRANADOS (2012, [Libro])

Tabla de contenido: Ecotoxicología -- Monitoreo ambiental -- Evaluación de riesgo --Química ambiental --Biomarcadores.

El contenido refleja una creciente tendencia hacia la apertura y diversificación de las aplicaciones metodológicas en diversas líneas de la investigación desde diversos enfoques, contribuyendo al desarrollo de la ecotoxicología y química ambiental .

Ecotoxicología -- Monitoreo ambiental -- Evaluación de riesgo --Química ambiental --Biomarcadores.

Ecotoxicología Química ambiental INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA