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

El paraíso chacahuense: un viaje al mundo de vida de jóvenes en el espacio turístico

ALICIA MUÑOZ RAY RODOLFO MONDRAGON RIOS ERIN INGRID JANE ESTRADA LUGO ANTONIO SALDIVAR MORENO (2023, [Artículo])

"Desde una perspectiva fenoménica, se hace un acercamiento al mundo de vida de jóvenes en el espacio turístico de Chacahua, Oaxaca, México. Se reflexiona sobre la vida juvenil, la construcción de las personas jóvenes como sujetos sociales y los significados y configuraciones que implica el que habiten en estos espacios de forma cotidiana. La narrativa comienza con una mirada al contexto social comunitario en el que se sitúa y se describe a Hannia y Agustín, quienes dan rostro al proceso social juvenil para adentrarnos, con ellos, en las reflexiones sobre la interacción con la alteridad, la manera en que perciben y viven su territorio, las transformaciones a partir del crecimiento turístico de esta comunidad y cómo esto reconfigura su mundo de vida".

Fenomenología. Subjetividad. Turismo. Territorio. Interacciones sociales. CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA SOCIOLOGÍA DE LOS ASENTAMIENTOS HUMANOS ESTUDIOS DE COMUNIDAD ESTUDIOS DE COMUNIDAD

Preparation and characterization of strongly sulfonated acid block and random copolymer membranes for acetic acid esterification with 2-Propanol

Verónica Rosiles González Ronan Le Lagadec ARELLY PAULINA VARGUEZ CATZIM María Isabel de los Dolores Loría Bastarrachea Abigail Gonzalez Diaz EMANUEL HERNANDEZ NUÑEZ Manuel de Jesús Aguilar Vega MARIA ORTENCIA GONZALEZ DIAZ (2022, [Artículo])

In this paper, we report the synthesis of block and random copolymers of 2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid (AMPS) and methyl methacrylate (MMA), with different AMPS feed ratios. These solution-processable copolymers with strongly sulfonated acid groups resulted in membranes with tunable ion exchange (IEC) and water absorption capacities. AFM images confirmed the microphase separation of PAMPS-b-PMMA-1:1 block copolymer membrane, annealed under the appropriate conditions. The resulting copolymers from the random combination of a 1:1 molar ratio of AMPS and MMA monomers are effective at enhancing the esterification conversion of acetic acid, when compared with a reaction catalyzed by PAMPS-b-PMMA block copolymers and the previously studied catalytic membranes. With the PAMPS-co-PMMA-1:1 membrane, the esterification reaction using acetic acid achieved 85% isopropyl acetate. These results are closely correlated with the increase in IEC (2.63 mmol H+ g−1 ) and the relationship between weight loss (20.3%) and swelling degree (68%) in 2-propanol. © 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.

BLOCK COPOLYMERS RANDOM COPOLYMERS CATALYTIC MEMBRANES ESTERIFICATION ISOPROPYL ACETATE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

“Mi Alma Es Judía” : reconfiguración de las identidades religiosas en la Región Cotija

Víctor Manuel Zepeda-Torres (2024, [Tesis de maestría])

Ante el debilitamiento de las instituciones religiosas como intermediarias en las creencias populares, este trabajo aborda el proceso de la reconfiguración de la identidad religiosa. Tomando como base el método de la religión vivida, se da cuenta de cinco casos de católicos que se convierten al judaísmo en la Región Cotija, una zona semi rural de Michoacán mayoritariamente católica. Resalta las particularidades de las motivaciones, justificaciones, recursos, narrativas, formas de comprender y practicar el judaísmo. Enfatiza el papel de la virtualidad en la construcción de una comunidad que va más allá de las tradicionales sinagogas.

Judaísmo Filosofía y Religión CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA SOCIOLOGÍA DE LOS ASENTAMIENTOS HUMANOS ESTUDIOS DE COMUNIDAD ESTUDIOS DE COMUNIDAD

A Comparison of Multi-Label Text Classification Models in Research Articles Labeled With Sustainable Development Goals

Roberto Carlos Morales-Hernández Joaquín Gutiérrez Jaguey David Becerra-Alonso (2022, [Artículo])

"The classification of scientific articles aligned to Sustainable Development Goals is crucial for research institutions and universities when assessing their influence in these areas. Machine learning enables the implementation of massive text data classification tasks. The objective of this study is to apply Natural Language Processing techniques to articles from peer-reviewed journals to facilitate their classification according to the 17 Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda. This article compares the performance of multi-label text classification models based on a proposed framework with datasets of different characteristics. The results show that the combination of Label Powerset (a transformation method) with Support Vector Machine (a classification algorithm) can achieve an accuracy of up to 87% for an imbalanced dataset, 83% for a dataset with the same number of instances per label, and even 91% for a multiclass dataset."

Classification algorithm, multi-label text classification, problem transformation method, scientific articles, sustainable development goals, text classification INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES LENGUAJES ALGORÍTMICOS LENGUAJES ALGORÍTMICOS

Reconocimiento continuo de la Lengua de Señas Mexicana

Continuous recognition of Mexican Sign Language

Ricardo Fernando Morfín Chávez (2023, [Tesis de maestría])

La Lengua de Señas Mexicana (LSM) es la lengua utilizada por la comunidad Sorda en México, y, a menudo, subestimada y pasada por alto por la comunidad oyente, lo que resulta en la exclusión sistemática de las personas Sordas en diversos aspectos de la vida. Sin embargo, la tecnología puede desempeñar un papel fundamental en acercar a la comunidad Sorda con la comunidad oyente, promoviendo una mayor inclusión y comprensión entre ambas. El objetivo principal de este trabajo es diseñar, implementar y evaluar un sistema de reconocimiento continuo de señas estáticas en LSM mediante, visión por computadora y técnicas de aprendizaje máquina. Se establecieron objetivos específicos, que incluyen la generación de un conjunto de datos de señas estáticas, pertenecientes al alfabeto manual de la LSM, el diseño de un modelo de reconocimiento, y la evaluación del sistema, tanto en la modalidad aislada como en la continua. La metodología involucra dos evaluaciones distintas. La primera se enfoca en el reconocimiento de señas estáticas en el dominio aislado, para ello se capturaron datos de 20 participantes realizando movimientos de la mano en múltiples ángulos. Se evaluaron diversas técnicas de aprendizaje automático, destacando que el enfoque basado en Máquinas de Soporte Vectorial (SVM) obtuvo los mejores resultados (F1-Score promedio del 0.91). La segunda evaluación se concentra en el reconocimiento continuo de señas estáticas, con datos recopilados de seis participantes con diferentes niveles de competencia en LSM, logrando un rendimiento sólido con errores cercanos al 7 %. Además, se evaluó la viabilidad del sistema en aplicaciones de tiempo real, demostrando un excelente desempeño (velocidad promedio de procesamiento de 45 cuadros por segundo). A pesar de los logros alcanzados, es importante reconocer que este proyecto se centró en el reconocimiento continuo de señas estáticas en LSM. Queda pendiente, como un desafío interesante, la exploración del reconocimiento continuo de señas dinámicas en LSM para futuras investigaciones. Se considera esencial explorar enfoques orientados a la escalabilidad y aplicaciones en tiempo real en investigaciones posteriores.

This study focuses on the continuous recognition of static signs in Mexican Sign Language (Lengua de Señas Mexicana (LSM)), the language used by the Deaf community in Mexico. Despite its significance, LSM is often underestimated and overlooked, leading to the systematic exclusion of Deaf individuals in various aspects of life. The primary objective of this work is to design, implement, and evaluate a continuous static sign recognition system in LSM using computer vision and machine learning techniques. Specific goals were established, including the creation of a dataset of static signs belonging to the manual alphabet of LSM, the design of a recognition model, and the evaluation of the system in both isolated and continuous modes. The methodology involves two distinct evaluations. The first one focuses on the recognition of static signs in the isolated domain, for which data from 20 participants performing hand movements at various angles were collected. Various machine learning techniques were evaluated, with the Máquinas de Soporte Vectorial (SVM)-based approach achieving the best results (average F1-Score of 0.91). The second evaluation centers on the continuous recognition of static signs, using data collected from six participants with varying levels of competence in LSM, achieving robust performance with errors close to 7 %. Furthermore, the feasibility of the system in real-time applications was assessed, demonstrating excellent performance (average processing speed of 45 frames per second). Despite the achievements, it is important to recognize that this project focused on continuous recognition of static signs in LSM. It remains an interesting challenge to explore the continuous recognition of dynamic signs in LSM for future research. It is considered essential to explore scalability-oriented approaches and real-time applications in subsequent investigations.

Lengua de Señas Mexicana (LSM), visión por computadora, aprendizaje automático, alfabeto manual de la LSM, reconocimiento automático de señas estáticas, reconocimiento aislado de señas, reconocimiento continuo de señas, aplicacion Mexican Sign Language (LSM), computer vision, machine learning, LSM manual alpahbet, automatic recognition of static signs, isolated sign recognition, continuous sign recognition, real-time aplications INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES ENSEÑANZA CON AYUDA DE ORDENADOR ENSEÑANZA CON AYUDA DE ORDENADOR

Comparison of Different Classifiers and the Majority Voting Rule for the Detection of Plum Fruits in Garden Conditions.

Razieh Pourdarbani Sajad Sabzi Mario Hernández Hernández José Luis Hernández-Hernández Ginés García_Mateos Davood Kalantari José Miguel Molina Martínez (2019, [Artículo])

Color segmentation is one of the most thoroughly studied problems in agricultural applications of remote image capture systems, since it is the key step in several different tasks, such as crop harvesting, site specific spraying, and targeted disease control under natural light. This paper studies and compares five methods to segment plum fruit images under ambient conditions at 12 different light intensities, and an ensemble method combining them. In these methods, several color features in different color spaces are first extracted for each pixel, and then the most e

ective features are selected using a hybrid approach of artificial neural networks and the cultural algorithm (ANN-CA). The features selected among the 38 defined channels were the b* channel of L*a*b*, and the color purity index, C*, from L*C*h. Next, fruit/background segmentation is performed using five classifiers: artificial neural network-imperialist competitive algorithm (ANN-ICA); hybrid artificial neural network-harmony search (ANN-HS); support vector machines (SVM); k nearest neighbors (kNN); and linear discriminant analysis (LDA). In the ensemble method, the final class for each pixel is determined using the majority voting method. The experiments showed that the correct classification rate for the majority voting method excluding LDA was 98.59%, outperforming the results of the constituent methods.

remote sensing in agriculture artificial neural network hybridization environmental conditions majority voting plum segmentation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Análisis a escala atómica de interfases magnéticas con aplicaciones en espintrónica

Atomic scale analysis of magnetic interfases with spintronics applications

Rocio González Díaz (2023, [Tesis de maestría])

La espintrónica es un área de la nanociencia que tiene por cometido el estudio y manipulación del espín de los electrones para el desarrollo y mejoramiento de dispositivos electrónicos. De manera particular, se ha orientado a la búsqueda de materiales para la fabricación de memorias magnéticas de acceso aleatorio (MRAM), diseñadas a partir de uniones túnel magnéticas (MTJ). Dichas uniones son heteroestructuras construidas a partir de un material aislante en cuya capa superior e inferior se dispone un compuesto ferromagnético. Una de las características de estos dispositivos es que presentan una anisotropía magnética perpendicular (PMA) y un efecto de torque por transferencia de espín (STT). Recientemente, un estudio experimental señala que la heteroestructura B2-CoAl/L10-MnAl es un candidato idóneo para la fabricación de MRAM, pues presenta PMA y STT. Sin embargo, en el trabajo experimental no se reporta un análisis de la estabilidad termodinámica de la heteroestructura. Dicho lo anterior, en este trabajo se hizo un estudio de la estabilidad termodinámica y estructural de B2-CoAl/L10-MnAl usando la teoría del funcional de la densidad (DFT). Se propusieron diferentes modelos de interfaz CoAl/MnAl y se determinó a través de un análisis energético cuál es la interfaz más estable. Los resultados obtenidos indican que la interfaz más estable sucede entre la última capa de Al del CoAl y la primera capa de Mn del MnAl. Además, se comprobó un efecto PMA en la heteroestructura B2-CoAl/L10-MnAl y se determinó que este comportamiento se origina esencialmente debido a la naturaleza ferromagnética de MnAl, pues CoAl no presenta características ferromagnéticas.

Spintronics is nanoscience area whose aim is the study and manipulation of electrons spin to development and improvement of electronic devices. In a particular way, the spintronics has focused to search of new materials to fabrication of magnetic random-access memory (MRAM), which are designed from devices call magnetic tunnel junctions (MTJ). This devices are heterostructures built from an insulating material with a ferromagnetic compound on top and bottom layers and characterized by the perpendicular magnetic anisotropy and spin-transfer torque (STT) effects prensent on it. Recently, an experimental study indicates the B2-CoAl/L10-MnAl heterostructure is a suitable candidate for the fabrication of MRAM based on MTJ devices. Nevertheless, the thermodynamic stability of the heteroestructure is not reported in the experimental work. Therefore, in this work a study of the thermodynamic and structural stability of B2-CoAl/L10-MnAl was performed using density functional theory (DFT). Different CoAl/MnAl interface models were proposed and the most stable interface was determined by an energy analysis. The results obtained, indicate that the most stable interface occurs between the last Al layer of CoAl and the first Mn layer of MnAl. In addition, a PMA effect in the B2-CoAl/L10-MnAl heterostructure was demonstrated and it was determined that this behaviour is essentially due to the ferromagnetic nature of MnAl, since CoAl does not present ferromagnetic characteristics.

simulaciones computacionales, interfases magnéticas, estabilidad termodinámica computational simulation, magnetic interfaces, termodinamic stability INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

LA VULNERABILIDAD BAJO EL EFECTO LUPA DE LA NIÑEZ INDÍGENA NAHUA MIGRANTE DE GUERRERO EN CAMPOS AGRÍCOLAS DE JALISCO (MÉXICO)

RODOLFO ANTONIO SAN JUAN SAN JUAN (2021, [Tesis de doctorado])

"El objetivo general de la presente tesis es mostrar las diferentes formas en que los niños jornaleros migrantes del Alto Balsas, Guerrero construyen una visión propia sobre la vulnerabilidad social a través de sus nociones locales basadas en su cotidianidad y la reproducción de sus valores culturales dentro del campamento La Media Luna, en el municipio de Autlán, Jalisco, lugar de atracción de familias jornaleras que se dedican al corte de caña."

Niños -- Guerrero Niños -- Emigración e inmigración -- México Nahuas -- Guerrero Indios de México -- Agricultura Agricultura -- Jalisco CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

Casinos: un análisis del encuentro de juego

LUIS ALBERTO HERNANDEZ CERON (2023, [Artículo])

"El análisis del casino como establecimiento social en México suele ser escaso y se enfoca, de manera regular, en el problema de la ludopatía; pero si ésta tiene que ver en gran medida con los casinos, ¿por qué no estudiarlos primero? Este documento es fruto de una investigación de campo en dos casinos de la ciudad de Pachuca, Hidalgo, y parte de la pregunta: ¿cómo es el ordenamiento social básico del casino? El objetivo es reducir el tipo de organización llamada interaccional a patrones que pudiesen clasificar y describir los encuentros de juego. La observación participante no sistemática naturalista fue la metodología utilizada para entrar en los casinos como jugador y observar lo que ahí sucede. Los resultados apuntaron al rol y el marco totémico como dos patrones clave de organización social".

Casinos. Encuentro de juegos. Situación de acción de azar. Rol. Maquinación. CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA SOCIOLOGÍA DE LOS ASENTAMIENTOS HUMANOS SOCIOLOGÍA URBANA SOCIOLOGÍA URBANA