Preparació, estudi estructural i aplicabilitat de derivats de Poli-(4R)-hidroxi-L-prolina a la separació d’enantiòmers per tècniques cromatogràfiques o relacionades

La separació d’enantiòmers (isòmers òptics) és molt important en molts diversos camps, com les síntesis quirals, biologia, i en el camp de la farmacologia especialment. És per això, que es fa necessari de disposar de tècniques i mètodes analítics ràpids, fiables i sensibles per a la separació d’enantiòmers. La present tesi s’emmarca en el camp de la separació d’enantiòmers, concretament en la preparació de fases estacionàries quirals per al seu ús en cromatografia liquida. En aquest sentit, s’ha desenvolupat la síntesi i caracterització de molècules polimèriques quirals derivades de l’aminoàcid L-prolina que incorporades en matrius de gel de sílice poden constituïr columnes quirals per a la separació d’enantiòmers per cromatografia liquida. S’han estudiat les característiques enantioselectives d’aquests nous materials en la separació de molècules quirals, trobant-se ésser satisfactòriament enantioselectius. L’interès que suscita l’obtenció d’enantiòmers a gran escala fa que la recerca s’orienti a la recerca de materials amb elevada capacitat de càrrega, és a dir, que puguin donar lloc a la separació d’elevades quantitats d’enantiòmers. Amb aquesta finalitat s’han dut a terme assaigs de capacitat de càrrega, que han posat de manifest la possible aplicació d’aquests materials a la separació preparativa d’enantiòmers. També s’ha parat especial atenció a l’estudi de les característiques de la matriu de gel de sílice, assajant-se altres materials de sílice més porosos i que permeten així treballar amb fluxos més elevats tot reduint-ne el temps d’anàlisi i els costos associats a la separació preparativa d’enantiòmers. L'estudi conformacional d'aquests nous selectors també ha estat contemplat per tal d'explicar l'enantioselectivitat específica que s'observa en certs dissolvents orgànics en els qual es duu a terme la separació dels enantiòmers.

Elaboració de membranes de fibra buida modificades amb nanopartícules metàl·liques per aplicacions catalítiques

Investigación producida a partir de una estancia en la Université Paul Sabatier, Toulouse III - CNRS, entre 2007 y 2009. Durante los últimos años la investigación centrada en nuevos materiales de tamaño nanoscòpico (nanopartículas, quantum dots, nanotubos de carbono,...) ha experimentado un crecimiento considerable debido a las especiales propiedades de los "nanoobjetos" con respecto a magnetismo, catálisis, conductividad eléctrica, etc ... Sin embargo, hoy en día todavía existen pocas aplicaciones de las nanopartículas en temas medioambientales. Uno de los motivos de esta situación es la posible toxicidad de los nanoobjetos, pero existe también una dificultad tecnológica dado que las nanopartículas tienden a agregarse y es muy difícil manipularlas sin que pierdan sus propiedades especiales. Así, aunque la preparación de materiales catalíticos nanoestructurados es muy interesante, es necesario definir nuevas estrategias para prepararlos. Este proyecto de investigación tiene como objetivo principal la preparación de nuevas membranas catalíticas con nanopartículas metálicas en el interior para aplicaciones de tratamiento de agua. La innovación principal de este proyecto consiste en que las nanopartículas no son introducidas en la matriz polimérica una vez preformadas sino que se hacen crecer en el interior de la matriz polimérica mediante una síntesis intermatricial. El único requisito es que la matriz polimérica contenga grupos funcionales capaces de interaccionar con los precursores de las nanopartículas. Una vez finalizado el proyecto se puede afirmar que se han logrado parte de los objetivos planteados inicialmente. Concreamente ha quedado demostrado que se pueden sintetizar nanopartículas metálicas de metales nobles (platino y paladio) en membranas de fibra hueca de micro- y ultrafiltración siguiendo dos metodologías diferentes: modificación fotoquímica de polímeros y deposición de multicapas de polielectrolitos. Los nuevos materiales son efectivos en la catálisis de reducción de un compuesto modelo (4-nitrofenol con borohidruro de sodio) y, en general, los resultados han sido satisfactorios. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que el uso de un reactivo que genera hidrógeno gas en contacto con la solución acuosa dificulta enormemente la implementación de la reacción catalítica al ser el medio de la membrana una matriz porosa. Así, como conclusión principal se puede decir que se han encontrado las limitaciones de esta aproximación y se sugieren dos posibilidades de continuidad: la utilización de las membranas sintetizadas en contactores gas-líquido o bien el estudio y optimización del sistema de membrana en configuración de membranas planas, un objetivo más asequible dada su menor complejidad. Esta investigación se ha realizado en el seno del “Laboratoire de Génie Chimique” de Toulouse y del Departamento de Química de la Michigan State University y ha sido posible gracias a un proyecto financiado por la “Agence National pour la Recherce” y al programa PERMEANT entre el CNRS y la NSF.

Production of nanometric particles in radio frequency glow discharges in mixtures of silane and methane

The formation of silicon particles in rf glow discharges has attracted attention due to their effect as a contaminant during film deposition or etching. However, silicon and silicon alloy powders produced by plasma¿enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are promising new materials for sintering ceramics, for making nanoscale filters, or for supporting catalytic surfaces. Common characteristics of these powders are their high purity and the easy control of their stoichiometry through the composition of the precursor gas mixture. Plasma parameters also influence their structure. Nanometric powders of silicon¿carbon alloys exhibiting microstructural properties such as large hydrogen content and high surface/volume ratio have been produced in a PECVD reactor using mixtures of silane and methane at low pressure (-1 Torr) and low frequency square¿wave modulated rf power (13.56 MHz). The a¿Si1¿xCx:H powders were obtained from different precursor gas mixtures, from R=0.05 to R=9, where R=[SiH4]/([SiH4]+[CH4]). The structure of the a¿Si1¿xCx:H powder was analyzed by several techniques. The particles appeared agglomerated, with a wide size distribution between 5 and 100 nm. The silane/methane gas mixture determined the vibrational features of these powders in the infrared. Silicon-hydrogen groups were present for every gas composition, whereas carbon¿hydrogen and silicon¿carbon bonds appeared in methane¿rich mixtures (R-0.6). The thermal desorption of hydrogen revealed two main evolutions at about 375 and 660¿°C that were ascribed to hydrogen bonded to silicon and carbon, respectively. The estimated hydrogen atom concentration in the sample was about 50%.

Advanced optical microscopies for materials: new trends

This article summarizes the new trends of Optical Microscopy applied to Materials, with examples of applications that illustrate the capabilities of thetechnique.

Applications of optically active metallacycles: new useful materials for the determination of the enantiomeric excess of Lewis bases and as resolving agents for monodentate phosphines

Es descriu la síntesi de nous compostos ciclopal·ladats derivats d'imines i amines primàries, òpticament actius, així com les seves aplicacions per a la determinació de l'excés enantiomèric i per a la resolució de bases de Lewis. També es comenta la síntesi i resolució de noves fosfines P-quirals, així com la seva aplicació a processos de catàlisi asimètrica. A més, es descriu la preparació d'algunes fosfines secundàries quirals i s'estudia la seva estabilitat configuracional.

Exploring new criteria to design materials for online education

Peer-reviewed

Preparació i caracterització de materials mesoporosos en sistemes tensioactius

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universitat Nacional de Yokohama des de maig fins a mitjans de juny del 2006. S'ha estudiat el comportament fàssic i la preparació de sílica mesoporosa pels nous tensioactius fluorats d'estructura C8F17SO2(C3H7)N(C2H4O)nH (abreujat C8F17(EO)n. El tensioactiu C8F17(EO)n forma micel•les allargades i cristalls líquids en aigua, i per tant pot ser adequat per a la preparació de materials mesoporosos. Sílica mesoestructurada es va preparar pel mètode de precipitació per autoagregació cooperativa. Un estudi sistemàtic es va realitzar, investigant la influència de les concentracions de tensioactiu i precursor (TEOS), l’efecte del pH i de la longitud de cadena de poliòxid d’etilè. Els materials es van caracteritzar per raigs X a angle petit (SAXS), sorció de nitrògen i TEM. Els materials obtinguts presenten diàmetres de por petits i parets de por gruixudes. A més, aquests materials posseeixen altes superfícies específiques, que s’han obtingut emprant concentracions de tensioactiu petites, produint parets de por robustes sense microporositat significativa. La superfície específica es manté durant el procés de calcinació, malgrat un petit encongiment degut a l’entrecreuament de la sílica. Els materials de sílica obtinguts han mostrat ser significativament més robustos que altres materials similars descrits a la bibliografia, com la sílica MCM-41.

Link between microstructure and properties in new metallurgical concepts for very low loss non-oriented electrical steel

The influence of chemistry and soaking temperature (maximal temperature of the continuous annealing) on the final properties of non-oriented electrical steels has been studied. With this objective two different studies have been performed. First the Mn, Ni and Cr content of a low loss electrical steel composition has been modified. An intermediate content and a high content of each element has been added in order to study the influence of this components on the magnetic looses, grain size and texture. Secondly the influence of the soaking temperature on magnetic properties, grain size and oxidation in four grades of non-oriented electrical steels (Steel A, B, C and D) was studied.

Perspectives on the green construction of the new European Energy Policy

The EU has been one of the main actors involved in the construction process of an international climate change regime, adopting it as an identity sign in the international arena. This activism has reverted in the European political agenda and in the one of its Members States. Therefore, climate change has become a driver for the EU growing participation in energy policy and for its governance evolution. In this context, much attention has been paid to the climate and energy policies integration agreed after the 2007 spring European Council. Apparently, this decision meant a decisive step towards the incorporation of the environmental variable in the energy policy-making. Moreover, the Action Plan [2007-2009] “Energy Policy for Europe” outlined priority actions in a variety of energy-related areas, implying the new European Energy Policy commencement. Against this background, there is still much left to understand about its formulation and its further development. Rooted on the Environmental Policy Integration approach, this paper traces the increasing proximity between environment and energy policies in order to understand the green contribution to the European Energy Policy construction.

Estudi del comportament de materials nanoestructurats en el tractament d'aigües contaminades amb arsènic

El SPION (Super Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles) ha estat estudiat com un nou adsorbent per eliminar l’arsènic d’aigües contaminades. Les condicions òptimes de treball es van assolir per un pH de 3,6 i per concentracions inferiors als 100ppm. No es van trobar interferències significatives produïdes pels cations Cu, Ni i Zn en l’adsorció de l’As, sent el fosfat l’anió que més interfereix. Una esponja de cel·lulosa s’ha utilitzat com a suport del SPION, per disminuir les agregacions de les nanopartícules en suspensió i per proporcionar una material adequat per l’adsorció en continu, experiment amb columnes. Així, es va obtenir un augment de la capacitat d’adsorció del SPION per l’As(V), mentre que per l’As(III) continua sent baixa, per tant s’augmenta la selectivitat per l’As(V). Les interferències aniòniques afecten d’igual manera a l’adsorció de l’As(III) i l’As(V) quan l’adsorció és en continu o en discontinu. Els cations metàl·lics no interfereixen en l’adsorció de l’arsènic, a excepció del coure que és adsorbit i porta a la disminució de l’adsorció d’arsènic.

Disseny i elaboració de materials d'educació ambiental per a Mexicali (Baixa Califòrnia, Mèxic)

El present treball aporta el disseny d'un nou material d'educació ambiental (EA) adequat a l'alumnat de la ciutat de Mexicali, capital de la Baixa Califòrnia (Mèxic), que s'ajusti a les necessitats d'aquesta tenint en compte els escassos recursos de personal tècnic i econòmics de que disposa la ONG Desarrollo Integral Comunitario de Mexicali A.C. Al finalitzar el projecte, després d'un ampli treball de recerca documental i de camp, s'ha elaborat un material didàctic d'EA pels nivells educatius de primària, secundària i preparatòria (l'equivalent al batxillerat més el 4t d'ESO) adequat al context de la zona.

New insights on the crystalline forms in binary systems of n-alkanes: Characterization of the solid ordered phases in the phase diagram tricosane + pentacosane

X-ray diffraction analyses of the pure components n-tricosane and n-pentacosane and of their binary mixed samples have enabled us to characterize the crystalline phases observed at low temperature. On the contrary to what was announced in literature on the structural behavior of mixed samples in odd-odd binary systems with D n = 2, the three domains are not all orthorhombic. This work has enabled us to show that two of the domains are, in fact, monoclinic, (Aa, Z = 4) and the other one is orthorhombic (Pca21, Z = 4). The conclusions drawn in this work can be easily transposed to other binary systems of n-alkanes.

High-Temperature magnetic ordering in a new organic magnet

Magnetization, heat capacity, and neutron diffraction experiments on the beta-phase of the dithiadiazolyl radical, p-NC.C6F4.CNSSN., provide conclusive evidence that this system exhibits noncollinear antiferromagnetism at 35.5 K, an unprecedented temperature for an organic radical. On the basis of magnetization and powder neutron diffraction results, coupled with theoretical calculations of the spin distribution within the molecule, a magnetic structure for this compound is proposed in which the interactions propagate through S . . .N contacts.

The Upper Oligocene of Montgat (Catalan Coastal Ranges, Spain): new age constraints to the western Mediterranean Basin opening

The Oligocene deposits of Montgat are integrated in a small outcrop made up of Cenozoic and Mesozoic rocks located in the Garraf-Montnegre horst, close to the major Barcelona fault. The Oligocene of Montgat consists of detrital sediments of continental origin mainly deposited in alluvial fan environments; these deposits are folded and affected by thrusts and strike-slip faults. They can be divided in two lithostratigraphic units separated by a minor southwest-directed thrust: (i) the Turó de Montgat Unit composed of litharenites and lithorudites with high contents of quartz, feldspar, plutonic and limestone rock fragments; and (ii) the Pla de la Concòrdia Unit composed of calcilitharenites and calcilithorudites with high contents of dolosparite and dolomicrite rock fragments. The petrological composition of both units indicates that sediments were derived from the erosion of Triassic (Buntsandstein, Muschelkalk and Keuper facies), Jurassic and Lower Cretaceous rocks (Barremian to Aptian in age). Stratigraphic and petrological data suggest that these units correspond to two coalescent alluvial fans with a source area located northwestwards in the adjoining Collserola and Montnegre inner areas. Micromammal fossils (Archaeomys sp.) found in a mudstone layer of the Pla de la Concòrdia Unit assign a Chattian age (Late Oligocene) to the studied materials. Thus, the Montgat deposits are the youngest dated deposits affected by the contractional deformation that led to the development of the Catalan Intraplate Chain. Taking into account that the oldest syn-rift deposits in the Catalan Coastal Ranges are Aquitanian in age, this allows to precise that the change from a compressive to an extensional regime in this area took place during latest Oligocene-earliest Aquitanian times. This age indicates that the onset of crustal extension related to the opening of the western Mediterranean Basin started in southern France during latest Eocene-early Oligocene and propagated southwestward, affecting the Catalan Coastal Ranges and the northeastern part of the Valencia trough during the latest Chattian-earliest Aquitanian times.

The Upper Oligocene of Montgat (Catalan Coastal Ranges, Spain): new age constraints to the western Mediterranean Basin opening

The Oligocene deposits of Montgat are integrated in a small outcrop made up of Cenozoic and Mesozoic rocks located in the Garraf-Montnegre horst, close to the major Barcelona fault. The Oligocene of Montgat consists of detrital sediments of continental origin mainly deposited in alluvial fan environments; these deposits are folded and affected by thrusts and strike-slip faults. They can be divided in two lithostratigraphic units separated by a minor southwest-directed thrust: (i) the Turó de Montgat Unit composed of litharenites and lithorudites with high contents of quartz, feldspar, plutonic and limestone rock fragments; and (ii) the Pla de la Concòrdia Unit composed of calcilitharenites and calcilithorudites with high contents of dolosparite and dolomicrite rock fragments. The petrological composition of both units indicates that sediments were derived from the erosion of Triassic (Buntsandstein, Muschelkalk and Keuper facies), Jurassic and Lower Cretaceous rocks (Barremian to Aptian in age). Stratigraphic and petrological data suggest that these units correspond to two coalescent alluvial fans with a source area located northwestwards in the adjoining Collserola and Montnegre inner areas. Micromammal fossils (Archaeomys sp.) found in a mudstone layer of the Pla de la Concòrdia Unit assign a Chattian age (Late Oligocene) to the studied materials. Thus, the Montgat deposits are the youngest dated deposits affected by the contractional deformation that led to the development of the Catalan Intraplate Chain. Taking into account that the oldest syn-rift deposits in the Catalan Coastal Ranges are Aquitanian in age, this allows to precise that the change from a compressive to an extensional regime in this area took place during latest Oligocene-earliest Aquitanian times. This age indicates that the onset of crustal extension related to the opening of the western Mediterranean Basin started in southern France during latest Eocene-early Oligocene and propagated southwestward, affecting the Catalan Coastal Ranges and the northeastern part of the Valencia trough during the latest Chattian-earliest Aquitanian times.