Probing the Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction Reactivity of Immobilized Multicopper Oxidase CueO

The bioelectrocatalytic (oxygen reduction reaction, ORR) properties of the multicopper oxidase CueO immobilized on gold electrodes were investigated. Macroscopic electrochemical techniques were combined with in situ scanning tunneling microscopy (STM) and surface-enhanced Raman spectroscopy at the ensemble and at the single-molecule level. Self-assembled monolayer of mercaptopropionic acid, cysteamine, and p-aminothiophenol were chosen as redox mediators. The highest ORR activity was observed for the protein attached to amino-terminated adlayers. In situ STM experiments revealed that the presence of oxygen causes distinct structure and electronic changes in the metallic centers of the enzyme, which determine the rate of intramolecular electron transfer and, consequently, affect the rate of electron tunneling through the protein. Complementary Raman spectroscopy experiments provided access for monitoring structural changes in the redox state of the type 1 copper center of the immobilized enzyme during the CueO-catalyzed oxygen reduction cycle. These results unequivocally demonstrate the existence of a direct electronic communication between the electrode substrate and the type 1 copper center.

Coordinación para el seguimiento de la titulación Máster en Prevención de Riesgos Laborales

La titulación de postgrado Máster en Prevención de Riesgos Laborales se implantó en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante en el curso 2011/12. El profesorado con docencia asignada en la titulación participó durante el curso 2012/13 en el proyecto para la coordinación de las asignaturas del Máster en Prevención de Riesgos Laborales. En el marco creado por los nuevos estudios de Postgrado, dentro del EEES, el proyecto tenía como objetivo principal la coordinación de las asignaturas y la mejora de la calidad docente. La implantación de la titulación generó un esfuerzo considerable por parte de los coordinadores y docentes implicados, que adaptaron su planificación y metodología al nuevo marco del EEES. El diseño de las asignaturas del Máster ha incorporado la metodología, el cronograma del temario y la evaluación durante todas las semanas del semestre. En este sentido se tuvieron que solucionar diferentes problemas: compatibilizar horarios de los docentes, evitar solapamientos entre asignaturas y verificar la información completa de cada asignatura. El proyecto de coordinación ha resultado un instrumento útil para la interacción y coordinación entre los profesores/as con participación docente en el Máster.

Realización de un congreso online para fomentar la participación y aprendizaje en reuniones científicas

Los congresos científicos son una herramienta tan valiosa como infrautilizada en el aprendizaje para estudiantes de tercer ciclo y es que, desgraciadamente, éstos no son aprovechados al máximo puesto que las intervenciones en las que los estudiantes plantean dudas o preguntas son prácticamente nulas. Con el objetivo de fomentar la participación de los estudiantes en los congresos científicos, se ha organizado y realizado un congreso online para estudiantes de máster y doctorado en el programa interuniversitario "Electroquímica. Ciencia y Tecnología", empleando la herramienta Moodle. En este congreso, los alumnos han presentado comunicaciones científicas en formato póster y se han llevado a cabo discusiones científicas sobre estas contribuciones. Para fomentar la participación de los alumnos, se han otorgado certificados de participación y premios al estudiante más participativo y al mejor póster. El congreso ha sido evaluado por parte de los participantes mediante una encuesta, con el fin de obtener un feedback para una posible próxima edición del congreso.

Nuevos materiales didácticos para descubrir los aspectos más cotidianos de la Electroquímica

A pesar del amplio abanico de aplicaciones que posee la electroquímica, con importantes repercusiones en muchos aspectos de la vida cotidiana, los egresados de química de las universidades españolas poseen en general un notable desconocimiento de esta materia. Con objeto de hacer más atractivo el aprendizaje de esta parte de la química, al tiempo que se revelan algunas de sus aplicaciones menos conocidas, se han preparado nuevos materiales didácticos. En ellos se describen de manera divulgativa algunas de las aplicaciones más importantes de la electroquímica, como son las baterías, síntesis de aluminio, o su uso en biosensores. Los nuevos materiales se han suministrado al alumnado del primer curso del grado de química de la Universidad de Alicante y se ha pedido su opinión a través de una encuesta. En general la recepción ha sido buena, aunque la respuesta de los estudiantes ha sido algo escasa. Para dar mayor difusión, se está creando una página web con estos mismos contenidos. Esta página web se ha puesto a disposición de los alumnos de la asignatura Electroquímica de 4º curso de la licenciatura (plan a extinguir) de Química y de nuevo se pedirá su opinión a través de un formulario web.

Experiencias en la tutorización de enseñanzas técnicas

El PAT en la Escuela Politécnica está abierto a todos aquellos tutores que deseen formar parte del plan y también a todos los alumnos, que, voluntariamente pueden marcar la opción de participar en el plan en la matrícula, y también a aquellos que, a pesar de no marcar la opción en la matrícula, finalmente han decidido seguir el plan de acción tutorial. Esta característica de participación e inscripción voluntaria permite que el trabajo se realice más satisfactoriamente tanto por parte de tutores como por parte de los alumnos, puesto que han decidido seguir el plan por ello mismos y no como una imposición. Con este trabajo nos proponemos presentar nuestras experiencias en el desarrollo de la tutorización de nuestros estudiantes así como la evolución en el desarrollo de la tutorización por pares.

Red de seguimiento del grado en Geología (Facultad de Ciencias, UA)

Con el comienzo del cuarto y último curso del grado en Geología en el año académico 2013-14 y en el marco del programa de Redes de Investigación en Docencia Universitaria de la Universidad de Alicante, en la Facultad de Ciencias se ha constituido una red de trabajo formada por los profesores coordinadores de semestre del Grado en Geología, que tiene como principal objetivo favorecer, tanto el buen funcionamiento del título, como la gestión interna del seguimiento del mismo. Se persigue pues detectar posibles deficiencias en la implementación del título, proponiendo recomendaciones y sugerencias de mejora, así como evidenciar los progresos del título en el desarrollo del Sistema de Garantía Interno de Calidad (SGIC), tanto en lo relativo a la revisión de la aplicación del plan de estudios, como a la propuesta de acciones para mejorar su diseño e implantación. El método de trabajo se ha basado en reuniones en las que los miembros de la red han planteado y debatido los parámetros e indicadores de seguimiento de la red.

Hydrothermal Carbons from Hemicellulose-Derived Aqueous Hydrolysis Products as Electrode Materials for Supercapacitors

Acid pretreatment of lignocellulosic biomass, required for bioethanol production, generates large amounts of by-products, such as lignin and hydrolyzed hemicellulose fractions, which have found so far very limited applications. In this work, we demonstrate how the recovered hemicellulose hydrolysis products can be effectively utilized as a precursor for the synthesis of functional carbon materials through hydrothermal carbonization (HTC). The morphology and chemical structure of the synthesized HTC carbons are thoroughly characterized to highlight their similarities with glucose-derived HTC carbons. Furthermore, two routes for introducing porosity within the HTC carbon structure are presented: i) silica nanoparticle hard-templating, which is shown to be a viable method for the synthesis of carbonaceous hollow spheres; and ii) KOH chemical activation. The synthesized activated carbons (ACs) show an extremely high porosity (pore volume≈1.0 cm3 g−1) mostly composed of micropores (90 % of total pore volume). Because of their favorable textural properties, the ACs are further tested as electrodes for supercapacitors, yielding very promising results (300 F g−1 at 250 mA g−1) and confirming the high suitability of KOH-activated HTC carbons derived from spruce and corncob hydrolysis products as materials for electric double layer supercapacitors.

SERS Active Surface in Two Steps, Patterning and Metallization

Robust and reproducible metallized nano/microstructured surfaces of polymeric surfaces have been successfully prepared by direct laser interference patterning (DLIP) of commercial polymeric films followed by sputtering of metallic thin films. The SERS spectra for 2-thioaniline adsorbed on a structured polycarbonate surfaces covered with a gold or platinum film showed a ca. three order of magnitude enhancement over a flat surface with the same metal film. The method here reported is suitable for mass production of substrates for SERS since large areas (several cm2) can be structured in ca. 1–5 s.

Electroadsorption of arsenic from natural water in granular activated carbon

The adsorption and electroadsorption of arsenic from a natural water has been studied in a filter-press electrochemical cell using a commercial granular activated carbon as adsorbent and Pt/Ti and graphite as electrodes. A significant reduction of the arsenic concentration is achieved when current is imposed between the electrodes, especially when the activated carbon was located in the vicinity of the anode. This enhancement can be explained in terms of the presence of electrostatic interactions between the polarized carbon surface and the arsenic ions, and changes in the distribution of most stable species of arsenic in solution due to As(III) to As(V) oxidation. In summary, electrochemical adsorption on a filter-press cell can be used for enhancement the arsenic remediation with activated carbon in the treatment of a real groundwater.

Interaction of water with methanesulfonic acid on Pt single crystal electrodes

The electrochemical behavior of methanesulfonic acid on platinum single crystal electrode surfaces is investigated by cyclic voltammetry and infrared spectroscopy measurements. The results are compared with the voltammetric profiles of perchloric and trifluoromethanesulfonic acids. The differences are interpreted in terms of the effect of the anion on the structure of water. No adsorbed species are detected by infrared spectroscopy.

A "Know-How vs. Know-What" Approach in the Teaching-Learning of Competences in Physical Chemistry

The methodological approach a teacher uses in the competence teaching-learning process determines the way students learn. Knowledge can be acquired from a series of perspectives, mainly: “know-what” (concept), where facts and descriptions of (natural or social) phenomena are pursued; “know-how” (procedure), where methods and procedures for their application are described; and “know-why” (competence), where general principles and laws that explain both the facts and their applications are sought. As all the three cases are interconnected, the boundaries between them are not fully clear and their application uses shared elements. In any case, the depth of student’s acquired competences will be directly affected by the teaching-learning perspective, traditionally aiming to a “know-why” approach for full competence acquisition. In this work, we discuss a suitable teaching-learning methodology for evaluating whether a “know-how”, “know-what” or combined approach seems better for enhancing competence learning in students. We exemplify the method using a selection of formative activities from the Physical Chemistry area in the Grades of Chemistry and Chemical Engineering.

Un nuevo enfoque didáctico para acercar la Electroquímica al alumnado a través de experiencias cotidianas

La electroquímica es una parte importante de la química, incluida en la mayoría de los temarios de diversas ciencias experimentales. Las reacciones químicas con transferencia de electrones aparecen en numerosas situaciones de la vida cotidiana y constituyen un aspecto muy importante en las reacciones biológicas. A pesar de su importancia, la electroquímica suele ser percibida por los estudiantes con dificultad pues incluye conceptos algo abstractos, como el de potencial eléctrico, que combinados con los propios conceptos de química, tienden a desconcertar al alumno. El objetivo del presente trabajo de investigación docente es la elaboración de un portafolio de ejemplos en los que aparece la electroquímica en el ámbito cotidiano. El uso de baterías y acumuladores es ampliamente conocido. Sin embargo, es menos conocido el papel de la electroquímica en síntesis de gran importancia industrial como la del cloro, el aluminio o el nylon. La electroquímica aparece también entre los principios de funcionamiento de diversos biosensores, como los sistemas de control de alcoholemia o glucosa en sangre. Los ejemplos seleccionados servirán para introducir diversos aspectos de la electroquímica, pretendiendo despertar el interés por esta parte de la ciencia.

Congreso online: nueva herramienta para fomentar el aprendizaje

Los congresos científicos son una herramienta valiosa en el aprendizaje para estudiantes de tercer ciclo. Sin embargo, no son aprovechados al máximo con esta finalidad, puesto que las intervenciones por parte de los estudiantes, en cuanto a plantear cuestiones se refiere, son prácticamente nulas. Con el objetivo de fomentar la participación de los estudiantes de tercer ciclo en los congresos científicos, se presenta una propuesta de congreso online para estudiantes de doctorado en el programa interuniversitario `Electroquímica. Ciencia y Tecnología`, empleando la herramienta Moodle. Este congreso consiste en dar a conocer, de forma visible y con formato de pósters, comunicaciones científicas de los estudiantes, quienes deben hacer preguntas acerca de las mismas y responder a las realizadas sobre su contribución. Además, y siempre con la finalidad de fomentar la participación en forma de preguntas y discusiones científicas, se otorgarán premios tales como al estudiante más participativo y al mejor póster, para lo que se evaluará la defensa del póster por parte del estudiante.

Disposable electrochromic polyaniline sensor based on a redox response using a conventional camera: A first approach to handheld analysis

We present a disposable optical sensor for Ascorbic Acid (AA). It uses a polyaniline based electrochromic sensing film that undergoes a color change when exposed to solutions of ascorbic acid at pH 3.0. The color is monitored by a conventional digital camera working with the hue (H) color coordinate. The electrochromic film was deposited on an Indium Tin Oxide (ITO) electrode by cyclic voltammetry and then characterized by atomic force microscopy, electrochemical and spectroscopic techniques. An estimation of the initial rate of H, as ΔH/Δt, is used as the analytical parameter and resulted in the following logarithmic relationship: ΔH/Δt = 0.029 log[AA] + 0.14, with a limit of detection of 17 μM. The relative standard deviation when using the same membrane 5 times was 7.4% for the blank, and 2.6% (for n = 3) on exposure to ascorbic acid in 160 μM concentration. The sensor is disposable and its applicability to pharmaceutical analysis was demonstrated. This configuration can be extended for future handheld configurations.

Assessment of Competences in the Physical Chemistry Area: Use of the Department Teaching Portfolio

Competences have become a standard learning outcome in present university education within the European Higher Education Area (EHEA). In this regard, updated tools for their assessment have turned out essential in this new teaching-learning paradigm. Among them, one of the most promising tools is the “learner´s portfolio”, which is based on the gathering and evaluation of a range of evidences from the student, which provides a wider and more realistic view of his/her competence acquisition. Its appropriate use as a formative (continuous) assessment instrument allows a deeper appraisal of student´s learning, provided it does not end up as another summative (final) evaluation tool. In this contribution we propose the use of the portfolio as a unifying assessment tool within a university department (Physical Chemistry), exemplifying how the portfolio could yield both personalized student reports and averaged area reports on competence acquisition. A proposed stepwise protocol is given to organize the individual competence reports and estimate the global competence level following a bottom-up approach (i.e. ranging from the class group, subject, grade, and academic course).