Técnicas avanzadas para la restauración de arrecifes de coral

En la actualidad, los arrecifes de coral, ecosistemas productivos de gran vulnerabilidad, se encuentran en un estado de degradación continua por factores tanto de carácter antropogénico como natural. Consecuentemente se han desarrollado diversas metodologías de conservación y restauración de las cuales destaca el uso de técnicas electroquímicas. Dicha técnica consiste en el depósito electroasistido de carbonatos de calcio sobre soportes de acero inoxidable (u otro material conductor) que sumergido en el agua de mar y por la aplicación de una corriente de reducción genera un depósito mineral sobre el soporte metálico. En primer lugar, se han estudiado diversos sustratos conductores, tanto metálicos como carbonosos mediante técnicas voltamperométricas en las que se ha podido apreciar la efectividad de cada uno de ellos para la precipitación de minerales. Si se aplica una intensidad de corriente en la electrolisis de agua de mar se produce una reacción de reducción electroquímica en el electrodo sumergido que actúa como cátodo que induce un cambio de los parámetros químicos del agua: el pH, alcalinidad, concentración de calcio y magnesio, etc. A la vez, en la superficie del cátodo se promueve la formación y crecimiento de un depósito mineral. Este se ha analizado mediante diversas técnicas de microscopía, microanálisis y difracción de rayos X y los resultados muestran como la aplicación de distintas densidades de corriente durante las electrólisis tienen la capacidad de modular, las características morfológicas, atómicas y cristalográficas de los depósitos. La composición mineralógica del compuesto agregado en el electrodo consta de Mg(OH)2 y CaCO3. Las estructuras cristalinas de tales especies corresponden a la forma brucita, con una textura lisa e homogénea y aragonito con hábito botroidal. Densidades de corriente aplicadas por encima de 1 mA/cm2 generan depósitos con más de un 93% de presencia de brucita además de presentar una cristalografía más amorfa y un progresivo descenso de la eficiencia del proceso con un elevado gasto energético. En cambio, se ha comprobado que es posible modular las características del depósito a obtener con densidades de corriente comprendidas entre 0.01 y 1 mA/cm2, obteniendo una composición del depósito con cantidades de aragonito, textura y morfología óptimas para una futura aplicación con corales.

Artefatos funerários como fontes para a história de ofícios urbanos artesanais

Este artigo descreve o uso de artefatos funerários na reconstituição histórica do processo de trabalho em marmorarias instaladas no município de São Carlos (São Paulo, Brasil), no período 1890-1950. Observação direta e registro fotográfico de artefatos funerários, exame de ferramentas de trabalho e utilização de fontes orais permitiram a reconstituição do processo de trabalho. A composição química de fragmentos de artefatos funerários foi determinada por Difração de Raios X e Microscopia Eletrônica de Varredura, evidenciando matérias-primas e sua combinação e uso no processo de trabalho. Considerando-se as etapas produtivas da indústria de rochas ornamentais (extração, serragem e beneficiamento final), os artefatos funerários indicam que as marmorarias inseriam-se na etapa de beneficiamento final. As marmorarias integravam os setores de base técnica artesanal da indústria brasileira, apresentando: baixo grau de concentração de capital e de operários; predomínio da habilidade do ofício especializado; separação pouco nítida entre trabalhadores e instrumentos de trabalho; identificação do trabalhador com o produto. Artefatos de mármore e granito eram destinados a brasileiros de segmentos sociais abastados, durante o início da imigração na cidade de São Carlos (final do século XIX). A partir de 1920, italianos incorporam-se a clientela dos marmoristas, indicando a mobilidade social do imigrante na cidade.

Mejoramiento de insecticidas de banda verde por incorporación en ciclodextrinas, co-cristales y niosomas

La aplicación de agroquímicos para proteger granos y vegetales es una parte importante de los procedimientos corrientes en el manejo integrado de plagas ya que 20- 40% de la producción mundial potencial se pierde cada año por plagas, malezas y enfermedades. La necesidad de modificar la naturaleza química de los pesticidas para hacerlos más amigables con el ambiente llevó al desarrollo de un gran número de pesticidas clasificados como de banda verde, menos tóxicos, menos contaminantes y más selectivos que los tradicionales. Entre ellos se incluyen los insecticidas reguladores de crecimiento (IGR) seleccionados para este proyecto. Sin embargo, como compuestos orgánicos, tienen baja solubilidad acuosa lo que usualmente requiere de la formulación para su uso agrícola con otros vehículos como aceites o solventes que son contaminantes. Las regulaciones internacionales son cada vez mas estrictas en cuanto al uso de pesticidas por lo que es muy importante el desarrollo de tecnologías apropiadas para la utilización de compuestos de banda verde en los cultivos de la región. Nuestra propuesta se enfoca en generar formas alternativas (‘paquetes moleculares’ multi-componentes) de estos IGR que tengan mayor solubilidad acuosa que los compuestos no tratados, posibilitando su formulación en medio acuoso ambientalmente amigable. Las rutas elegidas comprenden la inclusión de los IGR dentro de sistemas nanoestructurados como la cavidad de ciclodextrinas (CDs), su incorporación en co-cristales y el encapsulado en niosomas. Las CDs son moléculas cíclicas biodegradables y no-tóxicas, formadas por unidades de glucosa. Los niosomas son vesículas microscópicas con un corazón acuoso encerrado por una membrana de surfactantes no iónicos que forman estructuras bicapa cerradas. Los co-cristales resultan de la interacción entre un compuesto y un co-formador con una estructura complementaria con el primero que permite la formación de enlaces puente H entre ambos. Los tres procesos involucran interacciones ‘suaves’ entre el IGR y la otra especie, dejando intacta la integridad biológica del insecticida. Se espera así obtener una diversidad de sistemas para diferentes opciones de formulación. Se eligieron IGR derivados de benzoilfenilurea (BPU), dibenzoilhidracinas (DBH) e isopreno, clasificados como clase U (unlikely to present acute hazard in normal use) por la OMS que tienen relativamente baja toxicidad para humanos y otros mamíferos, alta selectividad para insectos y muy poca solubilidad acuosa. Luego del aislamiento de las nuevas construcciones moleculares, se establecerán los efectos sobre las propiedades fisicoquímicas de los IGR. Se efectuarán estudios en estado sólido y en solución. Los complejos sólidos en CDs preparados por distintos métodos se examinarán por FTIR y RMN en estado sólido, microscopía FTIR, difracción de Rayos X de polvo y monocristales, TGA, DSC y microscopía ‘hot stage’. Por RMN, dicroísmo circular inducido y titulación calorimétrica isotérmica se estudiarán aspectos termodinámicos y estructurales de la inclusión en solución. El efecto sobre la solubilidad y estabilidad química de los IGR se investigará midiendo, respectivamente, las velocidades de disolución de los complejos y las velocidades de degradación de los IGR en presencia y ausencia de CDs. Para la obtención de co-cristales se usarán moléculas co-formadoras ‘GRAS’ (generally regarded as safe) elegidas en base a la complementariedad de sus grupos funcionales capaces de formar enlaces de H con los de los IGR. Las medidas de los puntos de fusión y velocidad de disolución son parámetros importantes para determinar su eventual utilidad. Los niosomas se prepararán en presencia de los IGR por distintas técnicas usando los surfactantes no iónicos y no tóxicos Tween 20 y 80, Span 20 y 80 y Brij-35. Se analizarán el tamaño y morfología de los agregados por microscopía de transmisión electrónica y se determinará la estabilidad en el tiempo de los niosomas por UV-vis.

Estudios experimentales y teóricos de materiales y su optimización para uso como electrodos de baterías de ión-litio.

El presente proyecto se enmarca en el contexto del desarrollo de vectores de energía, particularmente aquellos destinados a almacenar la energía captada desde fuentes alternativas y sustentables, como son las energías eólica y solar, entre otras. Uno de los vectores de energía actualmente más importante lo constituyen las baterías de ión-Litio, las que por sus características de pequeño tamaño, alta densidad de energía y potencia, y larga ciclabilidad, son ampliamente utilizadas para alimentar todos los dispositivos electrónicos de pequeño tamaño (teléfonos móviles, notebooks, etc.). Este tipo de batería es, hasta el momento, la única que puede satisfacer la demanda de voltaje e intensidad de corriente, junto con bajo peso y volumen, del motor de un vehículo eléctrico, por lo que se espera un gran crecimiento de su demanda cuando comience la consolidación del mercado de este tipo de vehículos. Sin embargo, esto sólo será posible con importantes mejoras en los materiales activos que componen ambos electrodos, ánodo y cátodo, y/o con el desarrollo de nuevos materiales activos, que incrementen aun más la densidad de energía almacenada en dichas batería. En la Universidad Nacional de Córdoba hemos constituido un grupo de trabajo abocado a la investigación y desarrollo de materiales activos para ser utilizados como electrodos en este tipo de baterías, un área de investigación que concentra cada vez más la atención de científicos y tecnólogos en todo el mundo, particularmente, de países líderes del sector de electrónica y automotriz. Entre los objetivos del proyecto se pueden mencionar la intención de desarrollar capacidades científicas y técnicas en aspectos de investigación básica y tecnológica de sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía, mediante la instalación de un laboratorio de síntesis, caracterización, investigación y ensayo de materiales activos para electrodos de baterías de ión-Litio. Específicamente, se llevará adelante la preparación y estudio electroquímico de materiales de ánodo en base a diferentes tipos de carbonos, de diferentes compuestos de titanatos de metales alcalinos, y de materiales de cátodo en base a diferentes tipos de compuestos de espinelas de fosfato de M-Litio, donde M puede ser Fe, Mn, Ni, Co o mezclas, y el ensayo posterior de celdas prototipo. La metodología de trabajo a aplicar es la del estado-del-arte a nivel mundial, que consiste en las etapas de síntesis, caracterización y estudio de funcionamiento de diferentes tipos de materiales activos para electrodos (ánodo o cátodo) de baterías de ión-Litio. Los procesos de síntesis comprenderán métodos por vía seca desde precursores adecuados (tratamientos térmicos) o por vía húmeda (hidrotermal, sol-gel). La caracterización física, química, estructural y morfológica abarcará la aplicación de técnicas de análisis de área específica y porosidad por método BET, microscopías SEM y TEM, análisis químico EDX, difracción de rayos X, espectroscopías XPS y Raman, y RMN, entre otras. Los estudios electroquímicos se llevarán a cabo utilizando técnicas potenciodinámicas, de multipulsos de potencial, galvanostáticas a diferentes densidades de corriente, espectroscopía de impedancia electroquímica y de ciclados de carga/descarga. Con la ejecución del proyecto se espera obtener materiales activos para electrodos de baterías de ión-Litio que cumplan con características tales como: alta capacidad de carga, adecuada densidad de potencia, alto grado de ciclabilidad, alto grado de seguridad, alta resistencia al envejecimiento, tanto estático como dinámico, y bajo costo del material. Teniendo en cuenta la inminente crisis en la producción mundial de combustibles fósiles líquidos, la necesidad de mudar la tecnología de vehículos actuales a la de vehículos eléctricos, y la disponibilidad nacional de recursos minerales de litio, la importancia del proyecto es directa para avanzar hacia un desarrollo tecnológico regional propio e independiente.

Programas de tertulia política en Twitter: un modelo neurocomunicativo de análisis del discurso

En este trabajo aplicamos a la red social Twitter un modelo de análisis del discurso político y mediático desarrollado en publicaciones previas, que permite hacer compatible el estudio de los datos discursivos con propuestas explicativas surgidas a propósito de la comunicación política (neurocomunicación) y de la comunicación digital (la red como quinto estado, convergencia, inteligencia colectiva). Asumimos que hay categorías del encuadre discursivo (frame) que pueden ser tratadas como indicadores de habilidades cognitivas y comunicativas. Analizamos estas categorías agrupándolas en tres dimensiones fundamentales: la intencional (ilocutividad del tuit, encuadre interpretativo de las etiquetas), referencial (temas, protagonistas), e interactiva (alineamiento estructural, predictibilidad; marcas de intertextualidad y dialogismo; afiliación partidista). El corpus consta de 4116 tuits: 3000 tuits pertenecientes a los programas Al Rojo Vivo (La Sexta: A3 Media), Las Mañanas Cuatro (Cuatro: Mediaset) y Los Desayunos de TVE (RTVE), 1116 tuits de seguidores de los programas, que corresponden a 45 tuits de cada programa. Los resultados confirman que el modelo permite establecer diferentes perfiles de subjetividad política en las cuentas de Twitter.

Influencia del polimorfismo del receptor de andrógenos en la masa ósea, masa muscular y condición física en niños y niñas

Programa de doctorado: Actividad Física, Salud y Rendimiento Deportivo

Desarrollo de un protocolo para la aplicación del método de Rietveld y del estándar interno en la caracterización de materiales cerámicos con contenido de amorfos

La técnica de difracción de rayos X de muestras en polvo se ha convertido en una de las herramientas más útiles en el ámbito internacional para el análisis mineralógico cuantitativo de materiales -- Con base en esta técnica se han desarrollado diversos métodos con los cuales no solo es posible obtener información cualitativa y cuantitativa de las fases cristalinas en un material, sino también del contenido de amorfos si el material es semicristalino -- Los métodos de este tipo más difundidos son el método de cuantificación de fases de Rietveld y el método del estándar interno de cuantificación del contenido de amorfos -- En el método de Rietveld se modela todo el perfil de difracción observado a partir de parámetros estructurales de las fases constituyentes, lo que permite refinar parámetros de naturaleza instrumental y cristalográfica, se compara el difractograma calculado y el observado, se reducen las diferencias a través del método de mínimos cuadrados y se obtiene a partir de esto los resultados cuantitativos -- En el método del estándar interno se obtiene un estimativo del contenido de amorfos mezclando con la muestra una cantidad conocida de un estándar interno apropiado y con base en esto, se corrige el contenido de fases en la mezcla cuantificado por el método de Rietveld -- El trabajo consistió en el estudio y evaluación del método de Rietveld y del estándar interno, para lo cual se indagó acerca del efecto en el contenido de amorfos cuantificado al variar el tipo de estándar interno utilizado y su cantidad añadida -- Se estudiaron los factores de distorsión relacionados con la orientación preferencial, la microabsorción y el efecto en los resultados del tipo de parámetros refinados en el modelamiento del perfil de difracción, con el objeto de proponer un protocolo validado de cuantificación del contenido de amorfos en materiales cerámicos con base en los métodos de Rietveld y del estándar interno usando el programa X'Pert High Score Plus® v3.0e de PANalytical®, así como de aplicarlo en la caracterización de ciertos materiales seleccionados

Diseño de un sistema fotovoltaico para Carurú Vaupés

Tesis (Ingeniero Eléctrico). -- Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Eléctrica, 2014

Dickkopf1 (DKK1), metabolismo óseo y enfermedad ateroesclerótica en pacientes con diabetes mellitus tipo 2

Objetivos: La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) se asocia a un incremento del riesgo de fracturas y de enfermedades cardiovasculares. Los objetivos de nuestro estudio fueron evaluar los niveles séricos de Dickkopf-1 (DKK1) en una cohorte de pacientes con DM2 y analizar su relación con el metabolismo óseo y la enfermedad ateroesclerótica (EA). Pacientes y métodos: Se estudiaron 126 sujetos: 72 pacientes con DM2 (edad media de 58,2±6 años) y 54 sujetos no diabéticos (edad media de 55,4±7 años). Se midió DKK1 mediante ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA, Biomedica Gruppe), se determinó la densidad mineral ósea (DMO) mediante absorciometría dual de rayos X (DXA), se registró la presencia de EA (enfermedad cerebrovascular, enfermedad arterial periférica, cardiopatía isquémica) y se evaluó el grosor de la íntima-media (GIM, ultrasonografía doppler) y la calcificación aórtica (radiología simple). Resultados: No se encontraron diferencias significativas en DKK1 entre diabéticos y no diabéticos. Las concentraciones séricas de DKK1 fueron significativamente mayores en las mujeres de la muestra total (24,3±15,2 vs. 19,6±10,2 pmol/L, p=0,046) y del grupo DM2 (27,5±17,2 vs. 19,8±8,9 pmol/L, p=0,025). Hubo una correlación positiva entre DKK1 y DMO lumbar en la muestra total (r=0,183, p=0,048). Sin embargo, no se encontraron diferencias en función del diagnóstico de osteoporosis o presencia de fracturas vertebrales morfométricas. Los valores de DKK1 fueron significativamente mayores en los pacientes con DM2 y EA (26,4±14,5 pmol/L vs. 19,1±11,6 pmol/L, p=0,026) y también en pacientes con GIM anormal (26,4±15,1 pmol/L vs. 19,8±11,3 pmol/L, p=0,038). En el análisis de la curva ROC para evaluar la utilidad de DKK1 como un marcador de alto riesgo de EA, el área bajo la curva fue de 0,667 (intervalo de confianza -IC- del 95%: 0,538-0,795; p=0,016). Una concentración de 17,3 pmol/L o superior mostró una sensibilidad del 71,4% y una especificidad del 60% para identificar un mayor riesgo de EA. Conclusiones: Los niveles circulantes DKK1 son más altos en los diabéticos con EA y se asocian con un GIM patológico. Por tanto, consideramos que DKK1 puede estar implicado en la enfermedad vascular de los pacientes con DM2.

Celdas de pilas de oxidó solido, avance en el procesado de materiales

Póster presentado en el XIV Congreso Nacional de Materiales (CNMAT) en Gijón (España), del 8 al 10 de Junio de 2016

Preparación y caracterización de biomateriales híbridos de hidroxiapatito con fosfonato (2-Hidroxi fosfonoacetato)

El hidroxiapatito es el biomineral de los tejidos duros de los mamíferos y por ello ha sido ampliamente estudiado como biomaterial en cementos óseos, recubrimientos de metales implantables y scaffold en ingeniería de tejidos. En este trabajo, se estudia un proceso síntesis y caracterización de un derivado de este material, donde el ion fosfonato: 2- hidroxifosfonoacetato sustituye parcialmente al ion fosfato [1-10%]. El proceso de síntesis de hidroxiapatito consiste en dos etapas: (1) una reacción a 100ºC entre el ácido fosfórico (añadido lentamente) y una mezcla de hidróxido de calcio + 2-hidroxifosfonoacetato de calcio (Relación Ca/P=1.67). (2) un tratamiento térmico de los sólidos obtenidos en (1) a 150ºC. Los productos finales se han caracterizado mediante análisis químico, análisis termogravimétrico, difracción de rayos-X con análisis de Rietveld, microscopía SEM y determinación de la superficie específica y porosidad. En las fases cristalinas, el grado de pureza de los hidroxiapatitos oscila entre 91-100%. Todos presentan estructura monoclínica, en contraste con la estructura hexagonal que habitualmente se obtiene aplicando métodos de síntesis similares. Esta variación se atribuye a la presencia de fosfonato. El contenido de éste también influye en la morfología y en la porosidad de los materiales, siendo las muestras con más fosfonato las más porosas. Los materiales, al menos aquellos con una cantidad menor o igual 5% de fosfonato, muestran una biocompatibilidad similar a un material de hidroxiapatito de referencia.

Síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados con potencial aplicación como un sensor de glucosa

El presente proyecto se llevó a cabo con el fin de contribuir al desarrollo de nuevos materiales para ser implementados en dispositivos para el sensado de glucosa no ezimaticos, en este trabajo se realizaron diversos estudios sobre desarrollo de nanofibras de carbón decoradas con nanoestructuras de ZnO y CuO, en el que según reportes realizados por diversos investigadores tanto el ZnO como el CuO han presentado excelentes resultados para ser implementados en sensores de glucosa no enzimáticos gracias a las propiedades físicas y químicas que estos presentan, además que las nanofibras presentan alta porosidad, buena conducción y pueden funcionalizarse fácilmente por lo que es ampliamente utilizada como sustrato para depósito de nanoestructuras de semiconductores. Las nanofibras de carbón fueron obtenidas mediante la técnica de electrohilado utilizando como materia prima poliacrilonitrilo y posteriormente fueron sometidas a una calcinación en una atmosfera inerte. Las nanofibras de carbón fueron pre-tratadas para el depósito y crecimiento de las nanoestructuras de ZnO y CuO en donde se utilizó síntesis por hidrotermal para crecimiento de los semiconductores. La caracterización morfológica y estructural se lleco a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Microcopia Electrónica de Transmisión (TEM), la composición química y cristalográfica de los materiales se determinó por medios de Espectroscopia de Infrarrojo de Transformada de Furier (FTIR), Espectroscopia de Energía Dispersiva de rayos X (EDXS), Difracción de Rayos X (DRX), así mismo se llevó a cabo el Análisis Térmico Diferencial y Análisis Térmico Gravimétrico simultáneamente, finalmente los materiales fueron caracterizados electroquímicamente por Voltamperometría Cíclica (CV) para conocer si este material podría tener potencial aplicación en sensores de glucosa no enzimático. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las óptimas condiciones para obtención de las NFCs utilizando PAN como precursor mediante la técnica de electrohilado, además se consiguió determinar las condiciones para una carbonización controlada en una atmosfera de airenitrógeno. Así mismo se determinaron las condiciones óptimas para la producción de nanoestructuras de ZnO/CuO mediante el sembrado y crecimiento de nanopartículas sobre las NFCs. La diversidad en la morfología y la cantidad de material en la superficie de las nanofibras son de gran importancia en la eficiencia del material ya que ésta se ve perjudicada cuando se tiene pobres cantidades depositadas. Por otro lado, el ZnO no presenta sensibilidad por sí sólo, ante la presencia de la glucosa, del mismo modo el CuO presentó la misma incapacidad de detección. El uso de CuO como catalizador en el ZnO ha demostrado que el electrodo modificado de NFCs/ZnO-CuO presenta propiedades para oxidar la glucosa, en comparación a los de NFCs/ZnO y NFCs/CuO los cueles no presentaron ninguna actividad de oxidación para esta. Lo que permitió tener una idea que al depositar estos dos materiales depositados en el mismo sustrato, la eficiencia de éstos incrementa, lo cual podría contribuir a investigaciones futuras para estos materiales.

Preparación y caracterización de películas delgadas de Cu3BiS3 con potencial aplicación en celdas solares

Propósito y Método de Estudio: El despliegue a gran escala de la energía fotovoltaica se está convirtiendo cada vez en un aspecto más importante. Las tecnologías actuales que utilizan elementos raros como el indio y el galio es improbable que sean capaces de satisfacer la creciente demanda de celdas solares de película delgada. Las películas de Cu3BiS3 formadas por depósito por baño químico exhiben alta absorbancia óptica en la región visible y una conductividad de tipo “p”. Contribuciones y Conclusiones: Se depositaron películas delgadas de Cu3BiS3 sobre sustratos de vidrio por el método de CBD aplicando tratamiento térmico durante 1.5 h a vacío a capas de Bi2S3-CuS. Los espesores logrados fueron desde 170 nm hasta 450 nm. El análisis por difracción de rayos X confirmó la formación del material Cu3BiS3. Las películas con espesor de 170 nm presentan bajos %T y %R, estos porcentajes disminuyen al aumentar el espesor de la película a 450 nm. Se obtuvieron valores de Eg = 1.65 y 1.0 eV para las películas de 170 y 450 nm, respectivamente. Así mismo fue calculada la conductividad del material obteniendo valores de 2.58 y 1.01 (Ω-cm)-1. Se logró la incorporación del material Cu3BiS3 en estructuras de celdas solares obteniendo adherencia sobre las capas anteriores. Las celdas solares desarrolladas presentaron valores de Jsc= 0.26 y 0.02 (mA/cm2) y V = 130 y 1.45 mV para las películas de 170 y 450 nm respectivamente.

Quantitative phase Analisis: A comparative study of Mo and Cu strictly monochromatic radiations

A comparison of the Rietveld quantitative phase analyses (RQPA) obtained using Cu-Kα1, Mo-Kα1, and synchrotron strictly monochromatic radiations is presented. The main aim is to test a simple hypothesis: high energy Mo-radiation, combined with high resolution laboratory X-ray powder diffraction optics, could yield more accurate RQPA, for challenging samples, than well-established Cu-radiation procedure(s). In order to do so, three set of mixtures with increasing amounts of a given phase (spiking-method) were prepared and the corresponding RQPA results have been evaluated. Firstly, a series of crystalline inorganic phase mixtures with increasing amounts of an analyte was studied in order to determine if Mo-Kα1 methodology is as robust as the well-established Cu-Kα1 one. Secondly, a series of crystalline organic phase mixtures with increasing amounts of an organic compound was analyzed. This type of mixture can result in transparency problems in reflection and inhomogeneous loading in narrow capillaries for transmission studies. Finally, a third series with variable amorphous content was studied. Limit of detection in Cu-patterns, ~0.2 wt%, are slightly lower than those derived from Mo-patterns, ~0.3 wt%, for similar recording times and limit of quantification for a well crystallized inorganic phase using laboratory powder diffraction was established ~0.10 wt%. However, the accuracy was comprised as relative errors were ~100%. Contents higher than 1.0 wt% yielded analyses with relative errors lower than 20%. From the obtained results it is inferred that RQPA from Mo-Kα1 radiation have slightly better accuracies than those obtained from Cu-Kα1. This behavior has been established with the calibration graphics obtained through the spiking method and also from Kullback-Leibler distance statistic studies. We explain this outcome, in spite of the lower diffraction power for Mo-radiation (compared to Cu-radiation), due to the larger volume tested with Mo, also because higher energy minimize pattern systematic errors and the microabsorption effect.

The use of mo and cu monochromatic radiations for quantitative phase analysis: study of the accuracy

Cement hydration is a very complex process in which crystalline phases are dissolving in water and after supersaturation hydrated crystalline and amorphous phases precipitate. Great efforts are being made to develop analytical tools to accurately quantify these processes and X-ray Powder Diffraction (XRPD) combined with Rietveld methodology is a suitable tool to quantify these complex mixtures and their time evolutions. However, some problems/drawbacks should be overcome to fully apply it to cement pastes characterization in order to get accurate phase analyses. In order to tackle this issue, a comparison of the Rietveld quantitative phase analyses (RQPA) obtained using Cu-Kα1, Mo-Kα1, and synchrotron strictly monochromatic radiations of three set of mixtures with increasing amounts of a given phase (spiking-method) is presented. The main aim is to test a simple hypothesis: high energy Mo-radiation, combined with high resolution laboratory X-ray powder diffraction optics, could yield more accurate RQPA, for challenging samples, than well-established Cu-radiation procedure(s). Firstly, a series of crystalline inorganic phase mixtures with increasing amounts of an analyte was studied in order to determine if Mo-Kα1 methodology is as robust as the well-established Cu-Kα1 one. Secondly, a series of crystalline organic phase mixtures with increasing amounts of an organic compound was analyzed. This type of mixture can result in transparency problems in reflection and inhomogeneous loading in narrow capillaries for transmission studies. Finally, a third series with variable amorphous content was studied. Limit of detection in Cu-patterns, ~0.2 wt%, are slightly lower than those derived from Mo-patterns, ~0.3 wt%, for similar recording times and limit of quantification for a well crystallized inorganic phase using laboratory powder diffraction was established ~0.10 wt%. From the obtained results it is inferred that RQPA from Mo-Kα1 radiation have slightly better accuracies than those obtained from Cu-Kα1. The results obtained in the previous comparison have been taken into account to obtain accurate RQPA, including the amorphous component with internal standard methodology, of hydrating cement pastes. The final goal of this second study was understanding the early-stage hydration mechanisms of a variety of cementing systems (Ordinary Portland Cement or Belite Alite Ye’elimite cement) as a function of water content, superplasticizer additives and type and content of sulfate source. In order to do so, X-ray powder diffraction data were taken in-situ with the humidity chamber coupled to the Mo-Kα1 powder diffractometer. Some results of this ongoing investigation will be reported and discussed.