Aplicaciones del láser Nd:YAG en odontologia

El láser de Nd:YAG está compuesto por un granate de itrio y aluminio, contaminado por neodimio. Emite a una longitud de onda de 1064 nm, en el infrarrojo cercano. A diferencia de otros láseres, el láser de Nd:YAG, puede transmitirse a través de fibra óptica, lo cual permite una fácil aplicación de este tipo de energía en espacios anatómicos bucodentarios de difícil acceso. Este hecho, asociado al potente efecto bactericida que produce esta longitud de onda, lo convierten en una herramienta ideal en los tratamientos endodóncicos y periodontales, en los que puede mejorar los resultados obtenidos con las técnicas convencionales. También se utiliza en ciertos tratamientos de Cirugía Bucal, principalmente para las exéresis de lesiones de tejidos blandos.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Development of laser-fired contacts for amorphous silicon layers obtained by Hot-Wire CVD

In this work we study aluminium laser-fired contacts for intrinsic amorphous silicon layers deposited by Hot-Wire CVD. This structure could be used as an alternative low temperature back contact for rear passivated heterojunction solar cells. An infrared Nd:YAG laser (1064 nm) has been used to locally fire the aluminium through the thin amorphous silicon layers. Under optimized laser firing parameters, very low specific contact resistances (ρc ∼ 10 mΩ cm2) have been obtained on 2.8 Ω cm p-type c-Si wafers. This investigation focuses on maintaining the passivation quality of the interface without an excessive increase in the series resistance of the device.

Hydroxyapatite coatings grown by pulsed laser deposition with a beam of 355 nm wavelength

Calcium phosphate coatings, obtained at different deposition rates by pulsed laser deposition with a Nd:YAG laser beam of 355-nm wavelength, were studied. The deposition rate was changed from 0.043 to 1.16 /shot by modification of only the ablated area, maintaining the local fluence constant to perform the ablation process in similar local conditions. Characterization of the coatings was performed by scanning electron microscopy, x-ray diffractometry, and infrared, micro-Raman, and x-ray photoelectron spectroscopy. The coatings showed a compact surface morphology formed by glassy gains with some droplets on them. Only hydroxyapatite (HA) and alpha-tricalcium phosphate (alpha-TCP) peaks were found in the x-ray diffractograms. The relative content of alpha TCP diminished with decreasing deposition rates, and only HA peaks were found for the lowest rate. The origin of alpha TCP is discussed.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Design of surface forces apparatus for tribology studies combined with nonlinear optical spectroscopy

We describe the design, calibration, and performance of surface forces apparatus with the capability of illumination of the contact interface for spectroscopic investigation using optical techniques. The apparatus can be placed in the path of a Nd-YAG laser for studies of the linear response or the second harmonic and sum-frequency generation from a material confined between the two surfaces. In addition to the standard fringes of equal chromatic order technique, which we have digitized for accurate and fast analysis, the distance of separation can be measured with a fiber-optic interferometer during spectroscopic measurements (2 Å resolution and 10 ms response time). The sample approach is accomplished through application of a motor drive, piezoelectric actuator, or electromagnetic lever deflection for variable degrees of range, sensitivity, and response time. To demonstrate the operation of the instrument, the stepwise expulsion of discrete layers of octamethylcyclotetrasiloxane from the contact is shown. Lateral forces may also be studied by using piezoelectric bimorphs to induce and direct the motion of one surface.

Utilización de otros láseres en odontología: Argón, Nd:YAP y Ho:YAG

Las ventajas que la incorporación del láser ha proporcionado a la Odontología abarcan todos los ámbitos. Así, los láseres de Argón, de Nd:YAP y de Ho:YAG, tienen aplicaciones muy concretas y de gran interés tanto en el campo de la terapéutica dental como en la especialida de cirugía bucal. Las aplicaciones principales del láser de Argón se centran en la polimerización de los materiales de restauración, en la endodoncia y dentro del ámbito de la cirugía bucal, en el corte de tejidos blandos, principalmente para la exéresis de lesiones vasculares y pigmentadas. El láser de Nd:YAP se utiliza principalmente en el campo de la endodoncia y la periodoncia, y el láser de Ho:YAG se emplea en cirugía periapical y en la cirugía artroscópica de la articulación temporomandibular.

Efficiency and environmental regulation: a 'complex situation'

Production of desirable outputs is often accompanied by undesirable by products that have damaging effects on the environment, and whose disposal is frequently regulated by public authorities. In this paper, we compute directional technology distance functions under particular assumptions concerning disposability of bads in order to test for the existence of what we call ‘complex situations’, where the biggest producer is not the greatest polluter. Furthermore, we show that how in such situations, environmental regulation could achieve an effective reduction in the aggregate level of bad outputs without reducing the production of good outputs. Finally, we illustrate our methodology with an empirical application to a sample of Spanish tile ceramic producers.

Metodología de diseño de filtros CRF/SCF basada en modelos de resonadores BAW acoplados acústicamente

La creixent utilització de sistemes de comunicacions mòbils ha impulsat la demanda de filtres passabanda miniaturitzats d'elevades prestacions operant en el rang de freqüències de microones. Els Film Bulk Acoustic Resonators (FBAR) estan esdevenint la principal alternativa als filtres basats en ressonadors Surface Acoustic Wave (SAW) o als basats en ressonadors ceràmics. Els Stacked Crystal Filters (SCF) i els Coupled Resonator Filters (CRF) són configuracions FBAR que permeten assolir una excel·lent atenuació en la banda de refús. Aquest treball presenta un innovador circuit equivalent elèctric que modela el CRF. Llavors, es desenvolupa una metodologia de síntesi de filtres per al SCF i per al CRF utilitzant els seus circuits equivalents elèctrics. La metodologia de disseny presentada permet obtenir les dimensions de l'estructura del filtre acústic partint de les especificacions del filtre i de les restriccions pròpies de la tecnologia. S'han implementat diferents respostes de Chebyshev per a sistemes de comunicacions reals per tal de validar el procediment de disseny dels filtres obtenint els resultats esperats.

Una arqueometria del canvi tecnològic: producció i consum d'àmfores durant el canvi d'era en la zona nord de la costa catalana

L’objectiu de la recerca és definir un marc teòric i metodològic per a l’estudi del canvi tecnològic en Arqueologia. Aquest model posa èmfasi en caracteritzar els compromisos que configuren una tecnologia i avaluar-los en funció dels factors de situació —tècnics, econòmics, polítics, socials i ideològics. S’ha aplicat aquest model a un cas d’estudi concret: la producció d’àmfores romanes durant el canvi d’Era en la província Tarraconensis. L’estudi tecnològic dels envasos s’ha realitzat mitjançant diverses tècniques analítiques: Fluorescència de raigs X (FRX), Difracció de raigs X (DRX), Microscòpia òptica (MO) i Microscòpia electrònica de rastreig (MER). Les dades obtingudes permeten, a més, establir els grups de referència per a cada centre productor d’àmfores i, així, identificar la provinença dels individus recuperats en els centres consumidors. Donat que les àmfores en estudi són artefactes dissenyats específicament per a ser estibats en una nau i servir com a envàs de transport, l’estudi inclou la caracterització de les propietats mecàniques de resistència a la fractura i de tenacitat. En aquest sentit, i per primera vegada, s’ha aplicat l’Anàlisi d’Elements Finits (AEF) per a conèixer el comportament dels diferents dissenys d’àmfora en ésser sotmesos a diverses forces d’ús. L’AEF permet simular per ordinador les activitats en què les àmfores haurien participat durant el seu ús i avaluar-ne el seu comportament tècnic. Els resultats mostren una gran adequació entre les formulacions teòriques i el programa analític implementat per a aquest estudi. Respecte el cas d’estudi, els resultats mostren una gran variabilitat en les eleccions tecnològiques preses pels ceramistes de diferents tallers, però també al llarg del període de funcionament d’un mateix taller. L’aplicació del model ha permès proposar una explicació al canvi de disseny de les àmfores romanes.

Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

Caracteritació de models funcionals d'àmfores romanes mitjançant Finite Element Analysis

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Laboratory of Archaeometry del National Centre of Scientific Research “Demokritos” d’Atenes, Grècia, entre juny i setembre 2006. Aquest estudi s’emmarca dins d’un context més ampli d’estudi del canvi tecnològic que es documenta en la producció d’àmfores de tipologia romana durant els segles I aC i I dC en els territoris costaners de Catalunya. Una part d’aquest estudi contempla el càlcul de les propietats mecàniques d’aquestes àmfores i la seva avaluació en funció de la tipologia amforal, a partir de l’Anàlisi d’Elements Finits (AEF). L’AEF és una aproximació numèrica que té el seu origen en les ciències d’enginyeria i que ha estat emprada per estimar el comportament mecànic d’un model en termes, per exemple, de deformació i estrès. Així, un objecte, o millor dit el seu model, es dividit en sub-dominis anomenats elements finits, als quals se’ls atribueixen les propietats mecàniques del material en estudi. Aquests elements finits estan connectats formant una xarxa amb constriccions que pot ser definida. En el cas d’aplicar una força determinada a un model, el comportament de l’objecte pot ser estimat mitjançant el conjunt d’equacions lineals que defineixen el rendiment dels elements finits, proporcionant una bona aproximació per a la descripció de la deformació estructural. Així, aquesta simulació per ordinador suposa una important eina per entendre la funcionalitat de ceràmiques arqueològiques. Aquest procediment representa un model quantitatiu per predir el trencament de l’objecte ceràmic quan aquest és sotmès a diferents condicions de pressió. Aquest model ha estat aplicat a diferents tipologies amforals. Els resultats preliminars mostren diferències significatives entre la tipologia pre-romana i les tipologies romanes, així com entre els mateixos dissenys amforals romans, d’importants implicacions arqueològiques.

Els isòtops radiogènics(Sr i Nd) en diferents contextes geodinàmics: Illes Canaries i Vesuvi. Preparació i anàlisi de mostres mitjançant la tècnica analítica TIMS

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada l’ Osservatorio Vesuviano (Nàpols, Italia) entre novembre del 2006 i març del 2007. Un dels objectius principals de l’estada ha estat conèixer la tècnica analítica Thermal Ionisation Mass Spectrometry (TIMS ) per l’anàlisi d’isòtops radiogènics (Sr i Nd). Aquesta estada ha permès aprendre tant la part de preparació de les mostres, com la part d’utilització i programació de l’instrument. Inicialment en el projecte es va programar l’anàlisi dels isòtops radiogènics en laves i xenòlits de l’illa de Gran Canaria (Illes Canàries) amb l’objectiu de modelar geoquímicament el mantell terrestre sota les illes Canàries. Finalment, i a part de les mostres inicials de Gran Canaria, es van incloure mostres del volcà Vesuvi per tal de concloure un projecte iniciat el 2003 amb el Professor Giovanni Orsi i la Professora Lucia Civetta. L’estudi dels isòtops radiogènics en contextes geodinàmics tant diferents ha permès comparar la variació dels isòtops radiogènics de Sr i Nd que existeix entre volcanisme d’ intraplaca (Illes Canàries) i volcanisme en zones convergents (Vesuvi).

Estudi de la reductibilitat de catalitzadors basats en cobalt i el seu comportament en la reacció de desplaçament de gas d'aigua de CO

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la universitat d'Udine, Itàlia, entre setembre i desembre del 2006.S'han caracteritzat mitjançant la reducció a temperatura programada i tests catalítics catalitzadors en pols basats en cobalt i supostats en òxid de zinc i monòlits ceràmics funcionaliltzats també amb cobalt i òxid de zinc. L'addició de promotors (manganès, crom i ferro ) als catalitzadors en pols, preparats per impregnació i precipitació, no afecta significativament ni la temperatura a la qual té lloc la reducció ni al percentatge global de reducció. En els cicles de reducció-oxidació sí que s'observen diferències entre el primer perfil de reducció i els següents, especialment en el cas de la mostra que té ferro com a promotor, on les diferències s'accentuen en cicles successius (fins al quart). S'ha evaluat l'activitat d'aquests catalitzadors en la reacció de desplaçament de gas d'aigua, obtenint uns resultats satisfactoris. Finalment s'han realitzat reduccions a temperatura programada i tests catalítics en la reacció de desplaçament de gas d'aigua amb monòlits funcionalitzats amb cobalt i òxid de zinc (en cap d'ells s'ha introduït promotors). El nivell de conversió assolit és menor que en el cas de catalitzadors en pols, fet que s'associa a la geometria d'aquests sistemes catalítics, però la relació CH4/CO2 és més favorable que en els catalitzadors en pols, el que els converteix en sistemes molt selectius.

Estudi de tecnologies a través de ressonadors acoblats per a la síntesi de filtres

Aquest treball és un estudi de viabilitat sobre una tecnologia, actualment molt desenvolupada i de baix cost, per a la implementació de circuits de microones anomenada LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic), i que permet, entre altres coses, la implementació i miniaturització dels dissenys de circuits de RF i microones gràcies als processos de fabricació i als materials que empra. S’ha comparat aquesta tecnologia, que està a l’abast de la UAB ja que s’utilitza en el departament de química, amb la tecnologia utilitzada en el departament d’electrònica de la UAB, i que es basa en un substrat anomenat Rogers3010. Les característiques electromagnètiques d’uns i altres materials, i les limitacions tecnològiques i de fabricació d’ambdues tecnologies han sigut la base d’aquest estudi.