Efectes de la post-descàrrega del plasma en teixits de llana i poliamida6

Els teixits de llana presenten l’inconvenient de feltrar (encongir) degut a la presència d’escates i a les característiques hidrofòbiques de la seva superfície. Els tractaments amb plasma (gas ionitzat) són una alternativa ecològica als tractaments tradicionals d’anti feltratge de la llana. També són una innovació en el camp de les fibres sintètiques ja que incrementen la hidrofìlia i/o la rugositat. Malgrat les seves avantatges, l’elevat cost de la maquinària de plasma de baixa temperatura existent per a la indústria tèxtil ha frenat la seva aplicació. Basant-se en estudis preliminars, s’ha avaluat l’efecte de la post-descàrrega del plasma sobre l’encongiment dels teixits de llana, així com els seus efectes en la modificació de la morfologia superficial de llana i poliamida 6.

Nanoparticles in SiH4-Ar plasma: Modelling and comparison with experimental data

Experimental and theoretical investigations for growth of silicon nanoparticles (4 to 14 nm) in radio frequency discharge were carried out. Growth processes were performed with gas mixtures of SiH4 and Ar in a plasma chemical reactor at low pressure. A distinctive feature of presented kinetic model of generation and growth of nanoparticles (compared to our earlier model) is its ability to investigate small"critical" dimensions of clusters, determining the rate of particle production and taking into account the influence of SiH2 and Si2Hm dimer radicals. The experiments in the present study were extended to high pressure (≥20 Pa) and discharge power (≥40 W). Model calculations were compared to experimental measurements, investigating the dimension of silicon nanoparticles as a function of time, discharge power, gas mixture, total pressure, and gas flow.

Atomic structure of the nanocrystalline Si particles appearing in nanostructured Si thin films produced in low-temperature radiofrequency plasmas

Nanostructured Si thin films, also referred as polymorphous, were grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The term "polymorphous" is used to define silicon material that consists of a two-phase mixture of amorphous and ordered Si. The plasma conditions were set to obtain Si thin films from the simultaneous deposition of radical and ordered nanoparticles. Here, a careful analysis by electron transmission microscopy and electron diffraction is reported with the aim to clarify the specific atomic structure of the nanocrystalline particles embedded in the films. Whatever the plasma conditions, the electron diffraction images always revealed the existence of a well-defined crystalline structure different from the diamondlike structure of Si. The formation of nanocrystallinelike films at low temperature is discussed. A Si face-cubic-centered structure is demonstrated here in nanocrystalline particles produced in low-pressure silane plasma at room temperature.

Characterization of nano-oxide layers fabricated by ion beam oxidation

In this paper, a remote O2 ion source is used for the formation of nano-oxide layers. The oxidation efficiency was measured in CoFe-oxide films, and a decrease of the oxide layer with the pan angle and the oxidation pressure is observed. For the same oxidation pressure, the oxidation efficiency depends on the O2 content in the Ar-O2 plasma. These results were applied in optimizing the fabrication of Al2O3 barrier for tunnel junctions. This method was also used to fabricate junctions with Fe-oxide layers inserted at the Al2O3-CoFe interface. TEM and magnetization data indicate that after anneal at 385°C, a homogeneous ferromagnetic Fe-oxide layer (Fe3O4?) is formed.

Dietary modulation of plasma antioxidant deficiencies: effect of mediterranean diet

Estudi elaborat a partir d’una estada al National Research Institute for Food and Nutrition, Itàlia, des de novembre del 2006 fins a febrer del 2007. La capacitat antioxidant total (TAC) en plasma pot ser un bon biomarcador del estat antioxidant dels humans. Prenent les mostres de dos projectes diferents de recerca s’ha mesurat la TAC mitjançant el FRAP (ferric reductant antioxidant potencial) i el TRAP (total radical-trapping antioxidant parameter ). D’una banda el PREDIMED, és un estudi prospectiu aleatoritzat i controlat, amb una cohort d’ individus sense patología vascular coneguda, però amb un alt risc de patir-la. En aquest es valora la utilitat d’una intervenció dietética del tipus mediterrània en la prevenció primària de la malaltia cardiovascular. L’altre és el de biodisponibilitat en humans dels metabòlits dels polifenols presents en els solubles de cacau, un estudi crònic (28 dies) on es vol mesurar la influència de la llet en l’absorció dels polifenols del cacau, en voluntaris amb elevat risc de sofrir patologia cardiovascular.

Aplicació de la termoquimiolisi - cromatografia de gasos - espectrometria de masses a l'estudi de la matèria orgànica del sòl

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Université de Poitiers, França, entre 2007 i 2009. El treball s'ha centrat en dues activitats bàsiques. El treball realitzat s’ha centrat en dues activitats bàsiques. D’una banda, la posada a punt d'un protocol de fraccionament de la matèria orgànica del sòl, per extraccions successives amb solvents alcalins després d'una seqüència de pretractaments al sòl: cap pretractament, atac amb àcid (per destruir els carbonats), atac amb ditionit (per reduir els òxids de Fe i Al i facilitar l'extracció de la matèria orgànica associada a aquests compostos). El protocol dóna una visió de conjunt de la situació de la matèria orgànica del sòl, combinant aspectes físics (protecció, precipitació, oclusió per carbonats) i químics (grau d'humificació). D’altra banda, l'aprenentatge de la tècnica de termoquimiolisi-cromatografia de gasos-espectrometria de masses. Aquest era l'objectiu de l'estada a Poitiers, al qual hem donat prioritat. Ens hem centrat en l'estudi de fraccions físiques (densimètriques) obtingudes en estudis anteriors sobre sòls forestals. Les fraccions considerades són: fracció lleugera (FL), tres fraccions ocluïdes (OC1, OC2 i OC3) i fracció densa (FD). L’aplicació de la termoquimiolisi permet de caracteritzar diversos grups de substàncies, de les quals ens hem centrat en alguns indicadors bioquímics: àcids grasos, alcohols, diàcids, productes fenòlics i altres productes aromàtics, derivats de carbohidrats. L’estudi de conjunt d’aquests productes indica que és a les fraccions ocluïdes (que solen ser minoritàries a tots els horitzons) on la matèria orgànica d’origen microbià és dominant, mentre que a les fraccions lleugera (FL) i densa (FD) la matèria orgànica d’origen vegetal sembla dominant. Es preveu aplicar aquesta tècnica a l’estudi de les fraccions obtingudes a la primera part del treball, actualment congelades i a l’espera de ser processades.

Estimació de les emissions de metà generades per fermentació entèrica a la ramaderia bovina a Catalunya, com a font de gasos d'efecte hivernacle (GEH)

L’emissió de GEH generats per processos relacionats amb l’activitat antropogènica ha provocat que la temperatura mitjana de la Terra augmenti, originant el que es coneix com escalfament global. Les possibles conseqüències negatives per al conjunt de la biosfera han portat a l’adopció d’acords internacionals que obliguen als diferents Estats a realitzar Inventaris Nacionals d’Emissions a l’Atmosfera. El CH4, que és exhalat o eructat com a resultat del procés de fermentació entèrica dels remugants, genera un impacte que ha de ser quantificat en els diferents inventaris. En aquest projecte s’ha realitzat l’estimació del CH4 generat per la fermentació entèrica dels bovins a Catalunya. Per aquest objectiu s’han utilitat les equacions explicitades a les directrius del Panel Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC), així com l’equació de Cambra, L. et al. (2008) per a la determinació del factor de conversió Ym. El resultat final rebaixa les quantitats inventariades tant per l’administració catalana com per l’espanyola.

Sistemes lidar (radar laser) d'ona contínua i baixa potència per a la detecció i mesura de concentració de gasos amb resolució espacial

The present project has performed the study and development of a new technique for the detection of gases with range resolution. This technique called FMCW-lidar is a technique that evolves from the FMCW-radar technique to be applied to lidar systems. Moreover, it takes advantage of the appearance of spectral absorption lines because of the interaction between light and gases to tune the light wavelength of a laser emitter with one of this spectral lines and then detects the backscattered light and analyzes it in order to obtain gas concentration measurements. The first part of the project consisted in the analysis of the WMS technique which is a technique for the in-situ measurement of gases. A complete theoretical analysis has been performed and some experiments have been carried out in order to test the technique and to validate its application to an FMCW-modulated system for the detection of gases. The second part of the project consisted in the analysis of the lidar FMCW technique for solid target detection and its extension to continuous media. The classical form of this technique has been analyzed for a distributed medium and a filtering effect has been found which prevents the accurate acquisition of the medium response. A modification of the technique has been proposed and a validation via simulations and some experiments has been carried on. After performing these tests, a novel system is proposed to be developed and tested in order to perform the indicated gas detection with range resolution.

Avaluació clínico-terapèutica de la infiltració de plasma ric en plaquetes en genolls osteoartrítics

Treball de recerca experimental, prospectiu sense grup control on s’han inclòs 30 pacients als quals s’ha realitzat tractament amb plasma ric en plaquetes (PRP) en genolls amb artrosi moderada per tal d’avaluar el possible benefici en quant a dolor i situació funcional, mitjançant la valoració de l’escala EVA y els tests funcionals SF-36 i KOOS amb controls al mes i tres mesos posteriors a la finalització del tractament.

Inventari de CO2 a l’àrea de Barcelona com exemple d’emissions de gasos amb efecte hivernacle: càlcul de les emissions amb les eines de SIG i publicació dels resultats amb software lliure

El present document és la memòria descriptiva dels treballs realitzats per Matthias Wozel durant el projecte final del Màster en Tecnologies de la Informació Geogràfica, 12ª edició, durant el transcurs del conveni de col·labració entre el Departament de Geografia i AUMA Consultores en medio ambiente y energía SL. El projecte final consisteix, en primer lloc, en l’elaboració d’un inventari d’emissions de CO2 causades per la combustió i per processos industrials per a l’àrea de Barcelona per l’any 2008. L’inventari diferencia les emissions segons els tipus d’activitat: trànsit, port, aeroport, focus industrials, singulars i centrals elèctriques i focus domèstics i comercials. A la segona part del projecte es publiquen els resultats de l’inventari a una aplicació web amb software lliure

Estudi de les càrregues ambientals del compostatge casolà. Simulació d'un sistema de compostatge domèstic i determinació d'emissions de gasos contaminants

Aquest treball s’enfoca cap l’anàlisi de les emissions de gasos amb un potencial impacte negatiu sobre l’entorn que es poden emetre a l’atmosfera durant el compostatge casolà com són el metà i l’òxid nitrós pel seu paper de gasos d’efecte hivernacle i l’amoníac, però sense oblidar el seguiment dels paràmetres del procés en si i la determinació de la qualitat del compost produït. Durant poc més de 6 mesos s’ha simulat un sistema de compostatge casolà tal i com podria donar‐se en un domicili particular i s’ha confirmat la seva eficàcia en la reducció en pes del residu tractat així com l’obtenció d’un producte final altament estable i d’una qualitat més que acceptable. Pel que fa a les emissions de gasos, les quantitats determinades no són menyspreables. L’experiment s’ha realitzat per triplicat. Les emissions són molt erràtiques i no s’han trobat patrons clars en la seva evolució durant el procés de compostatge més enllà d’una certa correlació entre les emissions d’amoníac i la diferència de temperatures entre l’ambient i l’interior dels compostadors. Cal destacat un elevat grau de biaix en la determinació d’emissions gasoses a petita escala, com és el cas del compostatge casolà. Finalment constatar que la generació de lixiviats en el compostatge domèstic pot ser important donat el contingut en aigua de la matèria orgànica tractada a nivell casolà i el limitat accés a material estructurant sec que es té per a compensar‐les.

Disseny i optimització de membranes compòsit amb xarxes metal•loorgàniques per a nanofiltració i separacions de gasos

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, entre 2007 i 2009. Aquest projecte descriu la síntesi i aplicació de nous tipus de membranes compòsit basades en xarxes metal•loorgàniques (MOFs). Aquestes es van seleccionar tenint en compte les seves propietats estructurals per tal de discriminar les espècies a separar en funció de la seva mida molecular. Les membranes obtingudes s'han aplicat satisfactòriament tant en separacions líquides, concretament en nanofiltració resistent a dissolvents (SRNF), i en separació de parells de gasos com CO2/CH4, CO2/N2 i H2/CO2. Els resultats obtinguts posen de manifest l'obtenció de membranes sense defectes i amb rendiments prometedors, en la majoria dels casos, amb permeabilitats i selectivitats superiors a membranes purament polimèriques. Tanmateix s'ha desenvolupat un nou equipament d'alt rendiment (HT) per a separacions de gasos que inclou un mòdul que permet realitzar 16 experiments simultàniament. Els resultats obtinguts amb el nou equip són comparables amb els obtinguts amb mòduls convencionals, i alhora presenten una millor reproduïbilitat. Finalment, s'ha establert un nou mètode per a obtenir membranes per a SRNF, que han estat aplicades en processos de separació de catalitzadors homogenis en dissolvents polars apròtics i s'han caracteritzat emprant la tècnica d'espectroscòpia d'annihilació de positrons, que ha permès establir per primer cop una relació entre les propietats estructurals de les membranes a nivell molecular i el seu rendiment en les aplicacions anteriors.

Mètodes de visualització i dinàmica de gasos relacionats amb l'escalat de cintes superconductores en planta prepilot

Ara ja fa un segle del descobriment de la superconductivitat. Aquest fenomen quàntic macroscòpic té aplicacions en el camp de la diagnosi mèdica per MRI (Magnetic Resonance Imaging), que permet obtenir imatges internes detallades del cos humà o en aplicacions científiques com el SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), amb el que es poden mesurar camps magnètics molt dèbils, amb límits de detecció fins a 10-15 T. Però les aplicacions dels superconductors no es limiten ni molt menys a aquests camps ja que s‟estan fent grans esforços per poder processar cintes superconductores a gran escala per tal de poder aplicar aquest fenomen a cables de conducció elèctrica, motors, generadors, transformadors, etc. Amb això s‟aconseguiria un increment notable de l‟eficiència energètica amb la consegüent disminució de l‟emissió de gasos d‟efecte hivernacle. En aquest projecte, realitzat al grup de Superconductivitat i Nanoestructuració a Gran Escala de l„ICMAB, s‟han fet diversos muntatges experimentals per tal de poder observar i entendre millor el procés de piròlisi d‟una solució precursora de YBCO en forma de capes primes a sobre de diferents substrats. Aquesta etapa és determinant per obtenir en el procés de creixement una capa texturada i d‟ alta densitat de corrent crítica (Jc). Per això s‟ha fet ús d‟un sistema que permet realitzar la piròlisi de forma relativament ràpida mentre s‟enregistra en vídeo l‟evolució de la capa. En totes les mostres pirolitzades s‟ha estudiat la qualitat, textura i morfologia superficial. També s‟ha intentat veure de forma qualitativa el comportament dinàmic dels gasos a dins d‟una cavitat cilíndrica, que és la geometria utilitzada fins ara per créixer cintes superconductores. Finalment s‟han dissenyat diferents tipus de bufadors per tal d‟introduir els gasos de forma transversal i no longitudinal dins del forn tubular durant el tractament tèrmic, fet que dóna lloc a un increment de la superfície superconductora homogènia. El projecte es distribueix en diferents parts. Inicialment es fa una introducció als superconductors d‟alta temperatura així com els mètodes de fabricació actuals de les cintes superconductores. Seguidament s‟expliquen els objectius que pretenem assolir. En un apartat posterior descrivim les tècniques experimentals utilitzades. Seguidament detallem tots els resultats obtinguts junt amb les seves caracteritzacions. Finalment estudiem el impacte ambiental que ha tingut la realització d‟aquest projecte. Detallem el cost del mateix en un pressupost. En tres annexes ampliem alguns subapartats que per manca d‟espai en el text principal no hem pogut desenvolupar.

Determinació d'hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs) en mostres de sòls per cromatografia de gasos acoblada a l'espectrometria de masses (GC/MS)

La importància dels Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (PAHs) com a contaminants ha estat sempre en debat. Des del moment en què no compleixen els requeriments de persistència, toxicitat i transport a llargues distàncies, no es consideren contaminants orgànics persistents (POPs). En conseqüència, no es troben inclosos dins la llista dels dirty dozen de la Convenció d’Estocolm sobre POPs. A més, ja que el seu alliberament no és intencionat, algunes veus han plantejat la possibilitat d’eliminar o reduir la quantitat d’aquests compostos a l’atmosfera i que arriben també, per deposició, al sòl, sediments, aigües, etc. Tanmateix, segons el Protocol firmat pel Comitè Estats Units-Europa (UNECE), els PAHs haurien d’haver estat inclosos a aquesta llista ja que són productes químics les emissions dels quals haurien de ser minimitzades o previngudes. És per això i l’interès pel medi ambient que dins el projecte Estudi de la influència de contaminants orgànics (BTEX i PAHs) en la mobilitat de metalls pesants en sòls, al qual es vol entendre quin és el mecanisme de transport dels metalls pesants en presència d’aquests contaminants, enfocat sobretot als marges de les carreteres per la combustió de gasolines i l’exhaust dels vehicles, que es justifica aquest treball de recerca. Aquest treball de recerca es basa en la posta a punt d’un mètode d’anàlisi de PAHs mitjançant la Cromatografia de Gasos acoblada a l’Espectrometria de Masses (GC/MS). Cadascun dels mètodes seguits estan reportats a la Environmental Protection Agency dels Estats Units (US EPA), però tot i així cal fer la optimització, realitzant o no, lleus modificacions d’aquests per ajustar-nos a les nostres necessitats específiques. En aquest treball de recerca s’exposen els diferents passos a realitzar un cop feta la presa de mostra fins l’expressió final dels resultats un cop identificats i quantificats els PAHs d’interès presents en una matriu de sòl. Això comprèn la seva extracció inicial mitjançant el Soxhlet, un cleanup posterior a partir tant de l’extracció en fase sòlida (SPE) amb una fase C18 com la cromatografia en columna utilitzant gel de sílice com a adsorbent. Finalment, s’han determinat els paràmetres influents en la separació, identificació i quantificació dels PAHs amb relació a la cromatografia de gasos i la seva detecció per espectrometria de masses.