Síntesis y caracterización de biocarbones obtenidos a partir del Eichhornia crassipes y dopados con heteroátomos de nitrógeno

MONICA GUADALUPE RUIZ SALAZAR (2024, [Tesis de maestría])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA ENERGÍA ENERGÍA

Remoción de Cd y Zn de una corriente acuosa de una empresa minera usando humedales artificiales

Cadmium and zinc removal from a mining reprocessing aqueous stream using artificial wetlands

VIANEY RUIZ LÓPEZ MARIA DEL REFUGIO GONZALEZ SANDOVAL JOSE ANTONIO BARRERA GODINEZ GABRIELA ELEONORA MOELLER CHAVEZ MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS MARIA DEL CARMEN DURAN DOMINGUEZ (2010, [Artículo])

Los metales provenientes de diferentes procesos industriales presentes en efluentes pueden contaminar el medio ambiente causando daños como la muerte de flora y fauna, y/o enfermedades en los seres humanos. En la actualidad, varias investigaciones se han enfocado a encontrar un tratamiento eficiente para este tipo de contaminantes, sin embargo, sigue sin solucionarse el problema. Entre las opciones estudiadas se mencionan los humedales artificiales, los cuales se ha comprobado que son eficientes en la remoción de metales y otros contaminantes presentes en las aguas residuales de diversas industrias. Por ello, esta investigación se centró en probar la eficiencia de remoción de Cd y Zn contenidos en un agua residual de una industria minera, utilizando sistemas a escala de laboratorio que simulan un humedal artificial. Se utilizaron ocho reactores de PVC empacados con escoria volcánica (tezontle). Se adaptaron plantas acuáticas o hidrofitas (Typha latifolia) a las condiciones de laboratorio y se realizó el seguimiento analítico del proceso de remoción de metales, cuantificando las concentraciones de cadmio y zinc en los efluentes, así como también realizando la medición de pH y DQOsoluble. Los resultados obtenidos muestran valores de remoción del orden del 90% en los sistemas con plantas y del 40% en los sistemas sin plantas, para ambos metales.

Minería Contaminación del agua Humedales artificiales Remoción de contaminantes INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio de biomarcadores metabólicos en la piel relacionados con el envejecimiento en una población del noroeste de México

Study of metabolic biomarkers in the skin related to aging in a population from northwest Mexico

JHORDAN OJEDA GONZALEZ (2023, [Tesis de maestría])

La piel, siendo el órgano más grande, es fácilmente accesible para la obtención de muestras no invasivas. Esto convierte a la piel en una valiosa fuente de datos biológicos para la evaluación del estado de salud de los individuos. Sin embargo, la edad desempeña un papel central en casi todos los procesos humanos, y si no se tiene en cuenta adecuadamente, podría introducir sesgos al evaluar la condición de la piel. Por lo tanto, comprender cómo la edad afecta el metabolismo de la piel es crucial para crear perfiles del tipo y abundancia de metabolitos en diferentes etapas del desarrollo humano. Este estudio tuvo como objetivo identificar las diferencias metabólicas en la piel entre sujetos mexicanos de diferentes grupos de edad. Para lograrlo, se recolectaron muestras superficiales de piel (obtenidas mediante hisopos de algodón) de 75 pacientes con edades comprendidas entre 3 y 74 años. Los datos metabolómicos se obtuvieron a través de cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS2), mientras que la identificación de metabolitos y los análisis estadísticos se realizaron utilizando programas informáticos exhaustivos y complementarios (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, entre otros). Después de un extenso uso de herramientas quimioinformáticas, se identificaron de manera putativa 2,193 metabolitos (peptídicos y no peptídicos) de diversas clases químicas, como ácidos carboxílicos y sus derivados, acilos grasos, benceno y sus derivados sustituidos, compuestos organooxigenados, entre otros. Algunos metabolitos se cree que son sintetizados por bacterias. A través de un análisis de regresión logística con ajuste de covariables, identificamos varios metabolitos asociados positiva y negativamente con la edad, algunos de los cuales eran específicos para cada género. Los hallazgos de este trabajo incluyen la identificación de potenciales biomarcadores del envejecimiento como ciclo(Leu-Pro), destiobiotina, entre muchos otros, y también se proponen las principales clases químicas afectadas, como son azoles, diazinas y polipéptidos. En general, hemos contribuido a iluminar el panorama químico de la piel humana en una población mexicana, sugiriendo metabolitos que podrían funcionar potencialmente como biomarcadores de envejecimiento y enfermedades. No obstante, para validar nuestros hallazgos, se requieren estudios más amplios con grupos étnicos diversos y tamaños de muestra más grandes.

The skin, being the largest organ, is readily accessible for non-invasive sampling, making it a valuable source of biological data that could facilitate the assessment of individuals health status. However, age exerts a central role in nearly all human processes, and if not appropriately accounted for, it could introduce biases when assessing skin condition. Therefore, understanding how age affects skin metabolism is crucial for creating profiles of the types and abundances of metabolites across different stages of human development. This study aimed to uncover metabolic differences in the skin among Mexican subjects of different age groups. To achieve this, surface skin samples (collected via cotton swabs) were gathered from 75 patients spanning ages 3 to 74. Metabolomic data was obtained through liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS2), while metabolite identification and statistical analyses were performed using comprehensive yet complementary software (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, among others). After an exhaustive use of comprehensive chemoinformatic tools, a total of 2,529 metabolites (peptidic and non-peptidic) were putatively identified covering diverse chemical classes, such as carboxylic acids and derivatives, fatty acyls, benzene and substituted derivatives, organooxygen compounds, among others. Some metabolites are thought to be synthesized by bacteria. Through logistic regression analysis and covariate adjustment, we identified several metabolites positively and negatively associated with age, some of which were gender specific. The findings of this study include the identification of potential aging biomarkers such as cyclo(Leu-Pro), dethiobiotin, among many others, and the proposal of the major affected chemical classes, including azoles, diazines, and polypeptides. Overall, we have contributed to illuminating the chemical landscape of human skin within a Mexican population, hinting at metabolites that could potentially function as aging and disease biomarkers. Nonetheless, to validate our findings, broader studies involving diverse ethnic groups and larger sample sizes are required.

Metabolómica, Espectrometría-de-masas, Quimioinformática, Envejecimiento-de-la-piel, Biomarcadores Metabolomics, Mass-Spectrometry, Chemoinformatics, Skin-aging, Biomarkers BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Multiple approaches to understanding the taxonomic status of an enigmatic new scorpion species of the genus Tityus (Buthidae) from the biogeographic island of Paraje Tres Cerros (Argentina)

Andres Alejandro Ojanguren Affilastro (2017, [Artículo])

Tityus curupi n. sp., belonging to the bolivianus complex, is described from the biogeographically distinct area of Paraje Tres Cerros in north-eastern Argentina. We also present a molecular species delimitation analysis between Tityus curupi n. sp. and its sister species Tityus uruguayensis Borelli 1901 to confirm species integrity. Furthermore, a cytogenetic analysis is presented for these two species which contain different multivalent associations in meiosis, as a consequence of chromosome rearrangements, and the highest chromosome numbers in the genus. © 2017 Ojanguren-Affilastro et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

Argentina, chromosome analysis, chromosome rearrangement, genus, human, meiosis, sister, species, anatomy and histology, animal, Argentina, chemistry, chromosome, classification, ecosystem, fluorescence in situ hybridization, genetics, geography, isl BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA DE INSECTOS (ENTOMOLOGÍA) BIOLOGÍA DE INSECTOS (ENTOMOLOGÍA)

Vibrometría sin contacto de alta sensibilidad y especificidad basada en amplificación lock-in: aplicación a la detección acústica de fallos en rodamientos de motores de inducción

María del Rosario Bautista Morales (2022, [Tesis de doctorado])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA ENERGÍA ENERGÍA

Escalamiento de una celda de combustible microbiana para la generación de electricidad y tratamiento de agua residual doméstica en una casa habitación

ORLANDO GARCIA RODRIGUEZ (2012, [Tesis de maestría])

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA ENERGÍA ENERGÍA

Síntesis y caracterización de bio eslatómeros reforzados con biocomponentes hacia el remplazo de fuentes no renovables pensando en alternativas sustentables

Gabriel Cisneros Gómez (2022, [Tesis de maestría])

Se sintetizó polifarneseno (PFa) a partir del monómero trans-β-Farneseno vía polimerización en emulsión utilizando una formulación de solución buffer de bicarbonato de sodio (NaHCO3), tensoactivo SDS (Disulfato de sodio) y un iniciador de persulfato de amonio (APS) en medio acuoso obteniendo altas conversiones y altos pesos moleculares. Por otro lado, se sintetizaron diferentes matrices de copolímeros de polibutadieno con polifarneseno (PB-PFa) a distintas composiciones PB/PFa: 100/0, 65/35. Los hules obtenidos fueron caracterizados con diferentes técnicas como: cromatografía por permeación en gel (GPC) para la determinación del peso molecular promedio y la dispersidad (Ð), resonancia magnética nuclear (RMN) de protón 1H y carbono 13C para la determinar la microestructura dada por los isómeros cis-1,4 y trans-1,4 y la adición 3,4. Para la obtención de las nanofibras de celulosa (NFC) modificadas fueron oxidadas vía TEMPO. Posteriormente, las nanofibras oxidadas se hicieron reaccionar con cada uno de los surfactantes seleccionados Bromuro de hexadecyltrimethylamonio (HDTAB), Bromuro de didodecyldimethylamonio (DDMAB), Cloruro de trimethylphenylamonio (TPACl) obteniendo nanofibras modificadas. La modificación superficial se caracterizó utilizando la técnica de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) discriminando los grupos funcionales característicos y espectroscopia foto electrónica de rayos X (XPS). Al final, se obtuvieron nanocompuestos formados de una matriz politerpénica a diferentes concentraciones de nanofibra de celulosa NFC-1942 (1%, 2%, 3% y 5% p/p) llevándose a cabo la caracterización de los nanocompuestos finales, tanto mecánica como térmica. Posteriormente, fue incorporado un 3 % p/p de las nanofibras de celulosa al homopolímero de PB, así como al copolímero de Polibutadieno-Polifarneseno y se le realizaron pruebas de desempeño mecánicas a las probetas hechas de estos nanocompositos.

Maestría en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Materiales porosos Osteogénicos y Antibacteriales a base de PEEK/Nanohíbridos de Hidroxiapatita-Óxido de Zinc por Impresion 3D con uso de Potencial en Implantes Dentales

Susana Alejandro Rodríguez Alvarado (2022, [Tesis de maestría])

En este estudio se reporta el desarrollo de materiales porosos a base de poli (éter-éter-cetona) (PEEK) con nanohíbridos (NH) de hidroxiapatita-ZnO (HAp-ZnO), fabricados mediante impresión 3D, direccionados a su uso potencial como implantes dentales.

Primero se llevaron a cabo experimentos exploratorios para la síntesis de los NH de HAp- ZnO, en donde se evaluó el efecto de la concentración de los precursores, el método de adición (en agitación mecánica o asistida por ultrasonido) y el método de síntesis (sonoquímica o asistida por microondas). Los nanohíbridos se caracterizaron por microscopía electrónica de transmisión (TEM) y difracción de rayos X (DRX), para seleccionar aquel que exhibiera las señales características de los planos cristalográficos de la HAp y el ZnO, así como una distribución uniforme del ZnO en la superficie de la HAp. El nanohíbrido seleccionado se caracterizó por espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) para identificar las interacciones entre el ZnO e HAp.

Posteriormente se obtuvieron tres nanocompuestos a base de PEEK: i) PEEK cargado con 1 % (m/m) de HAp, al que se le denominó PEEK/HAp, ii) PEEK cargado con 1 % (m/m) del nanohíbrido de HAp-ZnO (PEEK/nanohíbrido) y iii) PEEK cargado con 1 % (m/m) de una mezcla física de HAp y ZnO, con una proporción de HAp:ZnO igual al del nanohíbrido, al que se identificó como PEEK/Mezcla. Los nanocompuestos obtenidos se caracterizaron térmicamente por calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Con los nanocompuestos se manufacturaron filamentos de 1.75 mm de diámetro para su uso en impresión de 3D de los prototipos porosos. La caracterización de estos prototipos consistió en análisis fisicoquímico, termomecánico, antibacterial y de bioactividad.

De los experimentos exploratorios para la síntesis de ZnO sobre HAp, se seleccionó el nanohíbrido que se obtuvo mediante la adición de los precursores del ZnO asistido por ultrasonido, seguido de la síntesis por microondas, al ser el único que exhibió una distribución uniforme del ZnO en la superficie de la HAp. En este nanohíbrido la HAp era de ~70 nm de diámetro con nanopartículas de ZnO de ~4.4 nm. Los resultados de la caracterización por DRX indicaron que el ZnO sintetizado sobre la HAp está en la fase wurtzita, y su síntesis no indujo cambios evidentes en la estructura cristalina de la HAp. Sin embargo, los cambios en las energías de enlace en las orbitales Ca 2p, P 2p y O 1s de la HAp- ZnO con respecto a la HAp, sugieren que existen interacciones entre la HAp y el ZnO.

Los nanocompuestos de PEEK/HAp y PEEK/nanohíbrido no presentaron cambios significativos en su cristalinidad con respecto al del PEEK prístino, mientras que el nanocompuesto PEEK/Mezcla física de HAp-ZnO, exhibió un aumento en la cristalinidad.

El análisis mecánico dinámico (DMA) indicó que todos los nanocompuestos no exhibieron cambios significativos en la Tg con respecto al PEEK prístino. En lo que respecta al módulo de almacenamiento (E’), se encontró que la adición d la HAp y de la mezcla física de HAp- ZnO incrementaron ligeramente E’, ~9% y 13% respectivamente. Por su parte el nanocompuesto PEEK/nanohíbrido exhibió un E’=1.13 GPa, similar al del hueso esponjoso (0.75-3 GPa) y ~60% mayor que el del PEEK prístino. Los ensayos de actividad antibacteriana indicaron que los prototipos porosos de PEEK/nanohíbrido exhibieron un mayor porcentaje de inhibición (93% a las 2 h y 100% a las 24 h) que el PEEK/mezcla (50% a las 2h y 97% a las 24 h). Mientras que la prueba de bioactividad sugiere que el uso del nanohíbrido provoca un buen crecimiento de apatita en la superficie de los prototipos porosos.

Con estos resultados se concluye que los prototipos obtenidos por impresión 3D del nanocompuesto PEEK/nanohíbrido presentó las mejores propiedades mecánicas, antibacterianas y bioactivas, y por consiguiente lo posicionan con un buen candidato para su uso en implantes dentales.

Maestría en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

DESARROLLO Y EVALUACIÓN DE FIBRAS POLIMÉRICAS BICOMPONENTES DE NYLON-6 REFORZADAS CON NANOTUBOS DE CARBONO FUNCIONALIZADOS MEDIANTE ENERGÍA DE ULTRASONIDO

ELIZABETH LARA MONTIEL (2022, [Tesis de doctorado])

Las fibras de Nylon convencionales presentan propiedades que les han otorgado un lugar privilegiado en su aplicación en el área textil. Sin embargo, con el continuo avance de la tecnología se requieren fibras que cumplan con requerimientos cada vez más específicos para su aplicación como textiles especializados o técnicos y abastecer así los crecientes mercados industriales, entre ellos, el automotriz, aeroespacial, etc. Una manera de otorgarle nuevas características a una fibra polimérica es mediante el empleo de un material que le confiera sus propiedades o funcionalidad. A diferencia de las fibras convencionales, las fibras bicomponente están constituidas por dos tipos de materiales o polímeros, que pueden estar distribuidos en diferentes configuraciones, dando como resultados fibras con propiedades diversas. La tecnología de hilado bicomponente en fundido o “bicomponent melt spinning” en inglés, ha establecido un importante interés en la industria de la fibra sintética debido a sus posibles aplicaciones en el desarrollo de fibras innovadoras [1]. La posibilidad de unir dos materiales poliméricos de características diferentes en un mismo filamento permite obtener fibras que contengan o compartan propiedades de ambos polímeros e incluso propiedades totalmente nuevas [2]. Al coextruir fibras poliméricas, es necesario considerar el efecto que genera la interfase de los componentes y su comportamiento, ya sea para lograr una interfase uniforme con una buena adhesión entre ellos [3], o para favorecer la incompatibilidad entre fases si lo que se busca es la separación de ellas en la fibra formada. Una forma de obtener fibra bicomponente con adhesión de interfase uniforme, es mediante el uso de la misma matriz polimérica en ambos componentes, con la diferencia de que uno de los componentes contenga un material que modifique sus propiedades según se requiera, es decir, empleando un compuesto polimérico. El uso de nanopartículas que se incorporan en los polímeros para formar nanocompuestos puede actuar como refuerzos para mejorar propiedades o incorporar nuevas propiedades al material. Ya se han empleado nanocompuestos para la obtención de fibras bicomponente con interesantes efectos en sus propiedades finales [4].

Sin embargo, al haber una amplia gama de posibilidades de procesado de fibras en cuanto a su conformación y componentes, se desconoce con mayor detalle el efecto de factores como la funcionalización de nanopartículas en el nanocompuesto, cantidad de carga, velocidad de estirado en fibras que permita aportar información al respecto del comportamiento final de las fibras bicomponente. Por otro lado, una de las complicaciones al momento de preparar nanocompuestos es la interacción entre la matriz y la nanopartícula [5], la cual generalmente no es buena. La falta de homogeneidad en la dispersión de las partículas dentro de una matriz polimérica es muy común al emplear partículas de carbono. Los nanotubos de carbono cuentan con excelentes propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas, lo que los hace ser un agente de refuerzo ideal, sin embargo, debido a las fuerzas de Van der Waals que actúan entre ellos tienden a formar aglomerados [6] que afectan su dispersión. Una manera de mejorar su interacción es modificar la superficie de los nanotubos de carbono con moléculas o grupos que los hagan afines a la matriz polimérica, con lo cual se logra obtener una dispersión más homogénea y, por lo tanto, una mejor transferencia de esfuerzos y propiedades a la matriz polimérica. El uso de métodos alternos para llevar a cabo procesos químicos como la funcionalización de nanopartículas que involucren la química verde, como lo es el uso de energía por plasma, microondas o ultrasonido es parte de la responsabilidad con el cuidado al medio ambiente que se tiene en la actualidad, ya que de esta forma se fomenta la disminución de tiempos de reacción, cantidades de reactivos y empleo de disolventes tóxicos y/o altamente contaminantes. La presente investigación tuvo como finalidad el desarrollo y evaluación de propiedades mecánicas en fibras bicomponente a partir de Nylon-6 virgen y nanocompuesto polimérico de Nylon-6 con nanotubos de carbono al 0.1 y 1% en peso, que se obtuvo mediante mezclado en fundido. Los nanotubos de carbono previamente fueron modificados superficialmente mediante el empleo energía de ultrasonido para propiciar una mejor compatibilidad y dispersión en la matriz polimérica.

Se empleo durante el hilado en fundido de las fibras la configuración bicomponente tipo núcleo-coraza (core-sheath) para optimizar el uso del nanocompuesto en la zona interna de la fibra y mantener el Nylon-6 puro en el exterior. Durante el desarrollo del proyecto, se hizo uso de procesos fáciles de escalar y ambientalmente amigables, al prescindir de disolventes dañinos durante la modificación y purificación de los MWCNTs, durante la formación del nanocompuesto polimérico y durante la generación de la fibra.

Doctorado en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Synthesis of triazole-functionalized porous polymers using click reactions (Síntesis de polímeros porosos funcionalizados con grupos triazol mediante reacciones tipo click)

MELISA TREJO MALDONADO (2022, [Tesis de doctorado])

This dissertation aimed to investigate the synthesis of poly(styrene)-block-poly(lactic acid) (PS-b-PLA) copolymers with triazole derivatives as a junction between blocks. The synthetic pathway towards the obtention of these copolymers comprised the synthesis of a benzylic initiator that is active in an Atomic Transfer Radical Polymerization (ATRP) to obtain a polystyrene (PS) precursor, a Ring Opening Polymerization (ROP) to obtain a polylactic acid (PLA) precursor, and a ‘click’ chemistry coupling of their end functional groups, the synthesized copolymers were used as templates for the preparation of thin films. Self-assembly behavior of these films was studied by Solvent Vapor Annealing (SVA), Thermal Annealing (TA) and Hydrolysis of the as-spun substrates and monitored their morphological changes by means of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) techniques. Self-assembly via SVA and TA proved to be strongly dependent on the pretreatment of the substrates. The as-spun substrates exhibited the formation of pores on the surface, which is in good agreement with the cylinder morphology that is usually expected for these systems. It was concluded that as- spun films can be a good alternative to form an ordered pattern at a nanoscale to form a triazole functionalized porous polystyrene matrix after selectively removing the PLA microdomains. The newly functionalized porous matrix can be applied as templates for the preparation of nanomaterials or in the energy storage field in electronics.

Doctorado en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA