Experimental and computational study on the synthesis and characterization of self-assembling meso/macroporous materials in highly concentrated emulsions

Report for the scientific sojourn carried out at Massachusetts General Hospital Cancer Center-Harvard Medical School, Estats Units, from 2010 to 2011. The project aims to study the aggregation behavior of amphiphilic molecules in the continuous phase of highly concentrated emulsions, which can be used as templates for the synthesis of meso/macroporous materials. At this stage of the project, we have investigated the self-assembly of diblock and triblock surfactants under the effect of a confined geometry being surrounded by the droplets of the dispersed phase. These droplets limit the growth of the aggregates, deeply modify their orientation and hence alter their spatial arrangement as compared to the self-assembly taking place far enough from any boundary surface, that is in the bulk. By performing Monte Carlo simulations, we have showed that the interface between the dispersed and continuous phases as well as its shape has a significant impact on the structural order of the resulting aggregates and hence on the potential applications of highly concentrated emulsions as reaction media, drug delivery systems, or templates for meso/macroporous materials. Due to the combined effect of symmetry breaking and morphological frustration, very intriguing structures, such as square columnar liquid crystals, twisted X-shaped aggregates, and helical phases of cylindrical aggregates, never observed in the bulk for the same model surfactant, have been found. The presence of other more conventional structures, such as micelles and cubic and hexagonal liquid crystals, formed at low and high amphiphilic concentrations, respectively, further enhance the interest on this already rich aggregation behavior.

Síntesi i propietats de vidres metàl•lics massissos i materials nanocomposites basats en Fe per aplicacions com a materials magnètics tous

Estudi realitzat a partir d’una estada a l’ Institut für Komplexe Materialien, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, entre 2010 i 2011. S'ha explorat l'efecte de les condicions i influència dels elements d'aleació en la capacitat de formació de vidre, l'estructura i les propietats tèrmiques i magnètiques de vidres metàl•lics massissos i materials nanocristal•lins en base Fe. La producció d'aquests materials en forma de cintes de unes 20 micres de gruix ha estat àmpliament estudiada i s'ha vist que presenten unes propietats excel•lents com a materials magnètics tous. El propòsit general d'aquest projecte era l'obtenció de composicions òptimes amb alta capacitat de formar vidre i amb excel•lents propietats magnètiques com a materials magnètics tous combinat amb bones propietats mecàniques. El projecte prenia com a punt de partida l'aliatge [FeCoBSi]96Nb4 ja que és el que presenta millor capacitat de formar vidre i presenta una alta imantació de saturació i baix camp coercitiu. S'ha fet un estudi dels factors fonamentals que intervenen en la formació de l'estat vitri. La composició abans esmentada ha estat variada amb l'addició d'altres elements per estudiar com afecten aquests nous elements a les propietats, la formació de vidre i l'estructura dels aliatges resultants amb l'objectiu de millorar-ne les propietats magnètiques i la capacitat de formació de vidre. Entre altres s'ha usat el Zr, Mo, Y i el Gd per millorar la formació de vidre; i el Co i el Ni per millorar les propietats magnètiques a alta temperatura. S'han estudiat les relacions entre la capacitat de formació de vidre i la seva estabilitat tèrmica, la resistència a la cristal•lització i la estructura de l'aliatge resultant després del procés de solidificació. Per aquest estudi s'han determinat els mecanismes que controlen la transformació i la seva cinètica així com les fases que es formen durant el tractament tèrmic permetent la formulació de models predictius.

Metodologia del treball en neologia: criteris, materials i processos

L'Observatori de Neologia, dirigit per la Dra. M. Teresa Cabré, neix com a grup de recerca l'any 1988 a la Universitat de Barcelona i des de 1994 s'incorpora com a projecte a l'Institut Universitari de Lingüística Aplicada de la Universitat Pompeu Fabra. L'Observatori de Neologia analitza el fenomen de l'aparició de paraules noves o neologismes en l'ús, tant pel que fa al català com al castellà. Actualment compta amb una base de dades de més de 82.000 ocurrències per al català i de més de 60.000 ocurrències per al castellà procedents de textos escrits i orals de mitjans de comunicació.Aquest volum recull la metodologia establerta des de l’inici del projecte pels membres fundadors de l’Observatori de Neologia - tot i que revisada i actualitzada al llarg dels anys. Aquesta metodologia guia tots els treballs de detecció, selecció, tractament i emmagatzemament de les dades que es duen a terme a l’Observatori.

Possibles materials amb destinació a obres portuàries a la Costa Brava (Girona)

The metodology used in the research of materials destinated to port constructions in the Costa Brava is described. This metodology follows a set of work steps. The first three allow to do a selection of the stone quarries that exist in the zone. The other steps consists in studing the materials and the characteristics of the chosen quarries and the zones closed to them, as to order them according to their utility in port constmctions. Finally, the main results obtained are explained

Síntesi de nous catecols amb aplicació en materials funcionals bioinspirats

Els catecols (compostos aromàtics amb dos hidroxils veïnals) són una unitat estructural present en la naturalesa de formes molt diverses. En el present treball es sintetitza el catecol amb una cadena alquílica saturada de 32 carbonis. L’objectiu és mimetitzar el comportament de les proteïnes segregades pels musclos que formen els filaments pels quals aquest mol·lusc pot adherir-se sobre diverses superfícies de manera hidrofòbica permanent i que li permet mantenir-se adherit tot i estar submergit en l’aigua del mar. Aquesta síntesi es realitza gràcies a l’obtenció d’un valuós intermedi tipus sal de fosfoni que permet introduïr la cadena hidrocarbonada a l’esquelet catecol.

Treball de selecció de materials

L’objectiu principal de l’activitat és desenvolupar l’aprenentatge autònom mitjançant eldesenvolupament d’un treball en grup relacionat amb l’àmbit dels materials.

Bateries de qüestions bàsiques de materials

Fomentar l’estudi i l’aprenentatge autònom de continguts bàsics de les assignatures troncals de materials (Fonaments de Ciència dels Materials, Tecnologia dels Materials i Materials Aeroespacials), de les titulacions d’Enginyeria Industrial i Enginyeria Aeronàutica.

Influence of average size and interface passivation on the spectral emission of Si nanocrystals embedded in SiO2

The correlation between the structural (average size and density) and optoelectronic properties [band gap and photoluminescence (PL)] of Si nanocrystals embedded in SiO2 is among the essential factors in understanding their emission mechanism. This correlation has been difficult to establish in the past due to the lack of reliable methods for measuring the size distribution of nanocrystals from electron microscopy, mainly because of the insufficient contrast between Si and SiO2. With this aim, we have recently developed a successful method for imaging Si nanocrystals in SiO2 matrices. This is done by using high-resolution electron microscopy in conjunction with conventional electron microscopy in dark field conditions. Then, by varying the time of annealing in a large time scale we have been able to track the nucleation, pure growth, and ripening stages of the nanocrystal population. The nucleation and pure growth stages are almost completed after a few minutes of annealing time at 1100°C in N2 and afterward the ensemble undergoes an asymptotic ripening process. In contrast, the PL intensity steadily increases and reaches saturation after 3-4 h of annealing at 1100°C. Forming gas postannealing considerably enhances the PL intensity but only for samples annealed previously in less time than that needed for PL saturation. The effects of forming gas are reversible and do not modify the spectral shape of the PL emission. The PL intensity shows at all times an inverse correlation with the amount of Pb paramagnetic centers at the Si-SiO2 nanocrystal-matrix interfaces, which have been measured by electron spin resonance. Consequently, the Pb centers or other centers associated with them are interfacial nonradiative channels for recombination and the emission yield largely depends on the interface passivation. We have correlated as well the average size of the nanocrystals with their optical band gap and PL emission energy. The band gap and emission energy shift to the blue as the nanocrystal size shrinks, in agreement with models based on quantum confinement. As a main result, we have found that the Stokes shift is independent of the average size of nanocrystals and has a constant value of 0.26±0.03 eV, which is almost twice the energy of the Si¿O vibration. This finding suggests that among the possible channels for radiative recombination, the dominant one for Si nanocrystals embedded in SiO2 is a fundamental transition spatially located at the Si¿SiO2 interface with the assistance of a local Si-O vibration.

CLIL Materials in Chemistry and English: Iodometric Titrations

Content and Language Integrated Learning (CLIL)Materials in Chemistry and English following the principles of CLIL / Content-based Instruction and Task-based Learning

Feedback control of unstable cellular solidification fronts

We present a feedback control scheme to stabilize unstable cellular patterns during the directional solidification of a binary alloy. The scheme is based on local heating of cell tips which protrude ahead of the mean position of all tips in the array. The feasibility of this scheme is demonstrated using phase-field simulations and, experimentally, using a real-time image processing algorithm, to track cell tips, coupled with a movable laser spot array device to heat the tips locally. We demonstrate, both numerically and experimentally, that spacings well below the threshold for a period-doubling instability can be stabilized. As predicted by the numerical calculations, cellular arrays become stable with uniform spacing through the feedback control which is maintained with minimal heating.

La pintura mural romànica: estudi de la tècnica i anàlisi dels materials

Els objectius de partida d’aquesta recerca han estat l’estudi de les tècniques i dels materials dela pintura mural medieval a Catalunya, tot i establint paraŀlelismes amb el coneixement que ensaporten els tractats tècnics d’època medieval. S’ha revisat també l’estat actual del coneixement sobre les tècniques d’alguns conjunts de pintura mural aragonesos i d’àmbit europeu.

Un conjunt de materials d'època tardo-republicana de la ciutat romana de Pollentia (Alcúdia, Mallorca)

El pou D 18, situat a la part sud-oest de la zona coneguda del forum de Pollentia, fou amortitzat en el segon quart del segle 1 a.C. EIs materials que formaven part del farciment constitueixen un conjunt tancat representatiu sobretot deIs tipus ceramics locals i d'importació utilitzats en aquesta epoca. El volum principal d'importacions correspon als productes italics, seguits a gran distancia pels materials púnics, iberics i egeus.

Materials lítics prehistòrics de la Cerdanya

Mitjançant la intervenció d'Oriol Mercadal, responsable del Museu Cerda de Puigcerda, han arribat a les nostres mans tres eines lítiques treballades per 1'home, procedents d'un jaciment cereta. La nostra intenció és tan soIs publicar els materials i reflexionar arran de la possible cronologia d'aquestes eines per paral-lels amb altres materials semblants i propers geograficament parlant.

Arquitectura domèstica al Bronze Final i Primera Edat del Ferro a Catalunya: habitacions construïdes amb materials duradors: estat de la qüestió

El present treball es proposa l'estudi fonnal de I'habitat construtt amb materials duradors a Catalunya durant el Bronze Final i la Primera Edat del Ferro, i se centra en l'aninisi dels materials i tecniques de construcció emprats, així com en l' estructura de la casa (planta, dimensions, superfície). Els elements definidors d'aquests habitacles en els períodes estudiats consisteixen en l'ús sistematic de la pedra i la terra com a materials de construcció i la disposició d'habitacions de planta rectangular compartint parets mitgeres, amb poca compartimentació interna i pocs agenc¡:aments al seu interior (llar, forn, banquetes). Les dimensions maximes d'aquestes habitacions no superen, per nonna general, els 20 metres quadrats. La unifonnitat d'aquestes construccions, unida a la poca compartimentació de l'espai, suggereix que ens trobem davant una arquitectura poc especialitzada, que podria correspondre a una societat amb una organització socio-política poc complexa.