Indocyanine Green Loaded Biocompatible Nanoparticles: Stabilisation of Indocyanine Green (ICG) Using Biocompatible Silica-Poly (&epsilon-Caprolactone) Grafted Nanocomposites

Indocyanine green (ICG) is a chemically labile compound which needs to be stabilized in aqueous media to be used in biomedical applications. In the present study, poly(ε-caprolactone) (PCL), a semi-crystalline polyester, was used to encapsulate and stabilize ICG in a hydrophobic environment. A hydrophobic and biocompatible nanocomposite was obtained by the process of encapsulating inorganic silica. ICG was embedded in the hydrophobic polymer coating by starting from a well-defined silica (Si) core of either 80 nm or 120 nm diameter, which served as a template for a ‘grafting from’ approach using ε-caprolactone. The obtained nanocomposite Si grafted PCL/ICG was based on silica nanoparticles grafted with PCL, in which ICG was adsorbed. The nanoparticles were characterized by IR spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The change in the surface charge and the colloidal stability of the nanoparticles was followed by zeta potential measurements. This approach of synthesizing nanocomposite-based ICG demonstrates a new route to stabilize ICG. We synthesized biocompatible nanoparticles containing a high ICG concentration and exhibiting excellent stability to aqueous decomposition.

Micro- and nanostructured polymer substrates for biomedical applications

Polymer implants are interesting alternatives to the contemporary load-bearing implants made from metals. Polyetheretherketone (PEEK), a well-established biomaterial for example, is not only iso-elastic to bone but also permits investigating the surrounding soft tissues using magnetic resonance imaging or computed tomography, which is particularly important for cancer patients. The commercially available PEEK bone implants, however, require costly coatings, which restricts their usage. As an alternative to coatings, plasma activation can be applied. The present paper shows the plasma-induced preparation of nanostructures on polymer films and on injection-molded micro-cantilever arrays and the associated chemical modifications of the surface. In vitro cell experiments indicate the suitability of the activation process. In addition, we show that microstructures such as micro-grooves 1 μm deep and 20 μm wide cause cell alignment. The combination of micro-injection molding, simultaneous microstructuring using inserts/bioreplica and plasma treatments permits the preparation of polymer implants with nature-analogue, anisotropic micro- and nanostructures.

An in vitro toxicity evaluation of gold-, PLLA- and PCL-coated silica nanoparticles in neuronal cells for nanoparticle-assisted laser-tissue soldering.

The uptake of silica (Si) and gold (Au) nanoparticles (NPs) engineered for laser-tissue soldering in the brain was investigated using microglial cells and undifferentiated and differentiated SH-SY5Y cells. It is not known what effects NPs elicit once entering the brain. Cellular uptake, cytotoxicity, apoptosis, and the potential induction of oxidative stress by means of depletion of glutathione levels were determined after NP exposure at concentrations of 10(3) and 10(9)NPs/ml. Au-, silica poly (ε-caprolactone) (Si-PCL-) and silica poly-L-lactide (Si-PLLA)-NPs were taken up by all cells investigated. Aggregates and single NPs were found in membrane-surrounded vacuoles and the cytoplasm, but not in the nucleus. Both NP concentrations investigated did not result in cytotoxicity or apoptosis, but reduced glutathione (GSH) levels predominantly at 6 and 24h, but not after 12 h of NP exposure in the microglial cells. NP exposure-induced GSH depletion was concentration-dependent in both cell lines. Si-PCL-NPs induced the strongest effect of GSH depletion followed by Si-PLLA-NPs and Au-NPs. NP size seems to be an important characteristic for this effect. Overall, Au-NPs are most promising for laser-assisted vascular soldering in the brain. Further studies are necessary to further evaluate possible effects of these NPs in neuronal cells.

Preparation and optimization of calcium fluoride particles for dental applications.

Fluorides are used in dental care due to their beneficial effect in tooth enamel de-/remineralization cycles. To achieve a desired constant supply of soluble fluorides in the oral cavity, different approaches have been followed. Here we present results on the preparation of CaF2 particles and their characterization with respect to a potential application as enamel associated fluoride releasing reservoirs. CaF2 particles were synthesized by precipitation from soluble NaF and CaCl2 salt solutions of defined concentrations and their morphology analyzed by scanning electron microscopy. CaF2 particles with defined sizes and shapes could be synthesized by adjusting the concentrations of the precursor salt solutions. Such particles interacted with enamel surfaces when applied at fluoride concentrations correlating to typical dental care products. Fluoride release from the synthesized CaF2 particles was observed to be largely influenced by the concentration of phosphate in the solution. Physiological solutions with phosphate concentration similar to saliva (3.5 mM) reduced the fluoride release from pure CaF2 particles by a factor of 10-20 × as compared to phosphate free buffer solutions. Fluoride release was even lower in human saliva. The fluoride release could be increased by the addition of phosphate in substoichiometric amounts during CaF2 particle synthesis. The presented results demonstrate that the morphology and fluoride release characteristics of CaF2 particles can be tuned and provide evidence of the suitability of synthetic CaF2 particles as enamel associated fluoride reservoirs.

El tóxico, la pereza y la felicidad

En occidente, el verdadero elogio del trabajo comienza con Hesíodo en Los trabajos y los días. Han transcurrido al menos dos siglos y ya han quedado a un lado los temas clásicos de Homero. El culto del heroísmo, la nobleza del coraje, la gloria en la batalla, la honra de morir en el combate, todavía están vigentes, por supuesto; pero la joven cultura griega ya se ha abierto camino, ha definido algunas de sus fronteras y ahora, Grecia exige de sus habitantes una vida de trabajo. El poema didáctico y campesino de Hesíodo viene a decir, después de Homero, que no sólo de heroísmo vive el hombre o, lo que es aún mejor, que elheroísmo no se encuentra únicamente en los ruidosos combates de los caballeros nobles frente a Troya. También es heroica la lucha tenaz y silenciosa de los trabajadores con la dura tierra. En este sentido, sitúa en lo más alto la estimación del trabajo. Se trata de la areté del trabajador y, su contraparte, la condena de la pereza: Por otra parte, la Odisea de Homero es una hermosa metáfora del retorno de la conciencia occidental sobre sí misma. Las aventuras de Odiseo son, en este sentido, las peligrosas tentaciones que pueden desviar al sujeto de su lógica. Y, como los héroes de todas las novelas que le siguieron, Odiseo se abandona una y otra vez a las aventuras; se deja llevar, se zambulle, se pierde en ellas para reencontrarse. Si se trata de las toxicomanías, la aventura que nos interesa es una de las primeras de la Odisea, el encuentro del héroe con los lotófagos, los comedores de la flor de loto. Aquellos que prueban ese 'florido manjar' están perdidos. Para Hegel, son los animales quienes están fijados a una repetición sin cambio. Puesto que no pueden hacer otra cosa con el objeto que consumirlo directamente, están condenados a lo mismo. La sabiduría humana, en cambio, se encuentra en rechazar la inmediatez; esto es lo que lo hace hombre: el hecho de poder inhibir ese movimiento, poder rechazar el consumo directo del objeto y hacerlo entrar en la dialéctica del intercambio. A diferencia de la joven cultura griega, nuestra época de vieja cultura frita se inclina, cada vez más, por el consumo y, cada vez menos, por la ciudadanía. Cada vez más consumidores y menos ciudadanos, que son tiempos oscuros los nuestros y la felicidad se encuentra en una lata de gaseosa y no en el ágora discutiendo una política pública y mucho menos laborando la tierra. Hoy, más que antes, la cultura exige de nosotros el consumo, y su atontamiento, que hay que comprar un nuevo tacho de basura aunque el viejo tacho, todavía funcione! Es por eso que las toxicomanías se ofrecen como el símbolo privilegiado de nuestra época. En ellas, se lleva hasta las últimas consecuencias un rasgo común de nuestro siglo: el consumo. El toxicómano, desde este punto de vista, es un verdadero fundamentalista del mercado: se ha tomado muy en serio el slogan de que la felicidad se encuentra en los objetos que podemos incorporar. Sean lavarropas automáticos, detergentes biodegradables, pieles de zorros, cocaína o diacepam, solo se trata de ampliar el número de consumidores. Más allá del trabajo, cada vez más alienado de nuestra globalización, pero también más allá de la pereza del consumo directo y tosco de los objetos que la cultura de hoy nos propone, la obra freudiana pareciera disponer de ciertas claves para pensar la felicidad

Incorporación de nuevas tierras durante el período de conformación del agro moderno en la Argentina : el Territorio de Los Andes, primeras décadas del siglo XX

En 1900 el gobierno argentino creó el Territorio de Los Andes, el último de los diez que existieron en el país, en terrenos ganados a Chile después de una década de disputas diplomáticas, como un corolario de la Guerra del Pacífico. El nuevo territorio se distribuía en su totalidad en zonas montañosas y hasta el momento de su incorporación existía en el país un casi total desconocimiento sobre sus particularidades. A través de las diferentes misiones oficiales y de investigaciones independientes, en la siguiente década y media se produjo conocimiento empírico que fue abonando a la idea de que el nuevo territorio tenía cifrado su destino en dos actividades extractivas: la minería del borato y el aprovechamiento de fibras de vicuñas y pieles de chinchillas. Pero el desarrollo de ambas actividades se enfrentaba a una serie de obstáculos, que tenían que ver con la falta de medios de transporte, la ausencia de capitales y la falta de mecanismos oficiales de estímulo, en el contexto del un país con un perfil productivo eminentemente agroexportador de vacunos y cereales. La falta de crecimiento económico y el escaso crecimiento demográfico, entre otras razones, llevaron a la disolución institucional y la fragmentación territorial de Los Andes en 1943.

Incorporación de nuevas tierras durante el período de conformación del agro moderno en la Argentina : el Territorio de Los Andes, primeras décadas del siglo XX

En 1900 el gobierno argentino creó el Territorio de Los Andes, el último de los diez que existieron en el país, en terrenos ganados a Chile después de una década de disputas diplomáticas, como un corolario de la Guerra del Pacífico. El nuevo territorio se distribuía en su totalidad en zonas montañosas y hasta el momento de su incorporación existía en el país un casi total desconocimiento sobre sus particularidades. A través de las diferentes misiones oficiales y de investigaciones independientes, en la siguiente década y media se produjo conocimiento empírico que fue abonando a la idea de que el nuevo territorio tenía cifrado su destino en dos actividades extractivas: la minería del borato y el aprovechamiento de fibras de vicuñas y pieles de chinchillas. Pero el desarrollo de ambas actividades se enfrentaba a una serie de obstáculos, que tenían que ver con la falta de medios de transporte, la ausencia de capitales y la falta de mecanismos oficiales de estímulo, en el contexto del un país con un perfil productivo eminentemente agroexportador de vacunos y cereales. La falta de crecimiento económico y el escaso crecimiento demográfico, entre otras razones, llevaron a la disolución institucional y la fragmentación territorial de Los Andes en 1943.

El tóxico, la pereza y la felicidad

En occidente, el verdadero elogio del trabajo comienza con Hesíodo en Los trabajos y los días. Han transcurrido al menos dos siglos y ya han quedado a un lado los temas clásicos de Homero. El culto del heroísmo, la nobleza del coraje, la gloria en la batalla, la honra de morir en el combate, todavía están vigentes, por supuesto; pero la joven cultura griega ya se ha abierto camino, ha definido algunas de sus fronteras y ahora, Grecia exige de sus habitantes una vida de trabajo. El poema didáctico y campesino de Hesíodo viene a decir, después de Homero, que no sólo de heroísmo vive el hombre o, lo que es aún mejor, que elheroísmo no se encuentra únicamente en los ruidosos combates de los caballeros nobles frente a Troya. También es heroica la lucha tenaz y silenciosa de los trabajadores con la dura tierra. En este sentido, sitúa en lo más alto la estimación del trabajo. Se trata de la areté del trabajador y, su contraparte, la condena de la pereza: Por otra parte, la Odisea de Homero es una hermosa metáfora del retorno de la conciencia occidental sobre sí misma. Las aventuras de Odiseo son, en este sentido, las peligrosas tentaciones que pueden desviar al sujeto de su lógica. Y, como los héroes de todas las novelas que le siguieron, Odiseo se abandona una y otra vez a las aventuras; se deja llevar, se zambulle, se pierde en ellas para reencontrarse. Si se trata de las toxicomanías, la aventura que nos interesa es una de las primeras de la Odisea, el encuentro del héroe con los lotófagos, los comedores de la flor de loto. Aquellos que prueban ese 'florido manjar' están perdidos. Para Hegel, son los animales quienes están fijados a una repetición sin cambio. Puesto que no pueden hacer otra cosa con el objeto que consumirlo directamente, están condenados a lo mismo. La sabiduría humana, en cambio, se encuentra en rechazar la inmediatez; esto es lo que lo hace hombre: el hecho de poder inhibir ese movimiento, poder rechazar el consumo directo del objeto y hacerlo entrar en la dialéctica del intercambio. A diferencia de la joven cultura griega, nuestra época de vieja cultura frita se inclina, cada vez más, por el consumo y, cada vez menos, por la ciudadanía. Cada vez más consumidores y menos ciudadanos, que son tiempos oscuros los nuestros y la felicidad se encuentra en una lata de gaseosa y no en el ágora discutiendo una política pública y mucho menos laborando la tierra. Hoy, más que antes, la cultura exige de nosotros el consumo, y su atontamiento, que hay que comprar un nuevo tacho de basura aunque el viejo tacho, todavía funcione! Es por eso que las toxicomanías se ofrecen como el símbolo privilegiado de nuestra época. En ellas, se lleva hasta las últimas consecuencias un rasgo común de nuestro siglo: el consumo. El toxicómano, desde este punto de vista, es un verdadero fundamentalista del mercado: se ha tomado muy en serio el slogan de que la felicidad se encuentra en los objetos que podemos incorporar. Sean lavarropas automáticos, detergentes biodegradables, pieles de zorros, cocaína o diacepam, solo se trata de ampliar el número de consumidores. Más allá del trabajo, cada vez más alienado de nuestra globalización, pero también más allá de la pereza del consumo directo y tosco de los objetos que la cultura de hoy nos propone, la obra freudiana pareciera disponer de ciertas claves para pensar la felicidad

Incorporación de nuevas tierras durante el período de conformación del agro moderno en la Argentina : el Territorio de Los Andes, primeras décadas del siglo XX

En 1900 el gobierno argentino creó el Territorio de Los Andes, el último de los diez que existieron en el país, en terrenos ganados a Chile después de una década de disputas diplomáticas, como un corolario de la Guerra del Pacífico. El nuevo territorio se distribuía en su totalidad en zonas montañosas y hasta el momento de su incorporación existía en el país un casi total desconocimiento sobre sus particularidades. A través de las diferentes misiones oficiales y de investigaciones independientes, en la siguiente década y media se produjo conocimiento empírico que fue abonando a la idea de que el nuevo territorio tenía cifrado su destino en dos actividades extractivas: la minería del borato y el aprovechamiento de fibras de vicuñas y pieles de chinchillas. Pero el desarrollo de ambas actividades se enfrentaba a una serie de obstáculos, que tenían que ver con la falta de medios de transporte, la ausencia de capitales y la falta de mecanismos oficiales de estímulo, en el contexto del un país con un perfil productivo eminentemente agroexportador de vacunos y cereales. La falta de crecimiento económico y el escaso crecimiento demográfico, entre otras razones, llevaron a la disolución institucional y la fragmentación territorial de Los Andes en 1943.

El tóxico, la pereza y la felicidad

En occidente, el verdadero elogio del trabajo comienza con Hesíodo en Los trabajos y los días. Han transcurrido al menos dos siglos y ya han quedado a un lado los temas clásicos de Homero. El culto del heroísmo, la nobleza del coraje, la gloria en la batalla, la honra de morir en el combate, todavía están vigentes, por supuesto; pero la joven cultura griega ya se ha abierto camino, ha definido algunas de sus fronteras y ahora, Grecia exige de sus habitantes una vida de trabajo. El poema didáctico y campesino de Hesíodo viene a decir, después de Homero, que no sólo de heroísmo vive el hombre o, lo que es aún mejor, que elheroísmo no se encuentra únicamente en los ruidosos combates de los caballeros nobles frente a Troya. También es heroica la lucha tenaz y silenciosa de los trabajadores con la dura tierra. En este sentido, sitúa en lo más alto la estimación del trabajo. Se trata de la areté del trabajador y, su contraparte, la condena de la pereza: Por otra parte, la Odisea de Homero es una hermosa metáfora del retorno de la conciencia occidental sobre sí misma. Las aventuras de Odiseo son, en este sentido, las peligrosas tentaciones que pueden desviar al sujeto de su lógica. Y, como los héroes de todas las novelas que le siguieron, Odiseo se abandona una y otra vez a las aventuras; se deja llevar, se zambulle, se pierde en ellas para reencontrarse. Si se trata de las toxicomanías, la aventura que nos interesa es una de las primeras de la Odisea, el encuentro del héroe con los lotófagos, los comedores de la flor de loto. Aquellos que prueban ese 'florido manjar' están perdidos. Para Hegel, son los animales quienes están fijados a una repetición sin cambio. Puesto que no pueden hacer otra cosa con el objeto que consumirlo directamente, están condenados a lo mismo. La sabiduría humana, en cambio, se encuentra en rechazar la inmediatez; esto es lo que lo hace hombre: el hecho de poder inhibir ese movimiento, poder rechazar el consumo directo del objeto y hacerlo entrar en la dialéctica del intercambio. A diferencia de la joven cultura griega, nuestra época de vieja cultura frita se inclina, cada vez más, por el consumo y, cada vez menos, por la ciudadanía. Cada vez más consumidores y menos ciudadanos, que son tiempos oscuros los nuestros y la felicidad se encuentra en una lata de gaseosa y no en el ágora discutiendo una política pública y mucho menos laborando la tierra. Hoy, más que antes, la cultura exige de nosotros el consumo, y su atontamiento, que hay que comprar un nuevo tacho de basura aunque el viejo tacho, todavía funcione! Es por eso que las toxicomanías se ofrecen como el símbolo privilegiado de nuestra época. En ellas, se lleva hasta las últimas consecuencias un rasgo común de nuestro siglo: el consumo. El toxicómano, desde este punto de vista, es un verdadero fundamentalista del mercado: se ha tomado muy en serio el slogan de que la felicidad se encuentra en los objetos que podemos incorporar. Sean lavarropas automáticos, detergentes biodegradables, pieles de zorros, cocaína o diacepam, solo se trata de ampliar el número de consumidores. Más allá del trabajo, cada vez más alienado de nuestra globalización, pero también más allá de la pereza del consumo directo y tosco de los objetos que la cultura de hoy nos propone, la obra freudiana pareciera disponer de ciertas claves para pensar la felicidad

Integración arquitectónica y constructiva de sistemas fotovoltaicos de tecnología de lámina delgada en relación con la disipación térmica y almacenamiento de calor

Esta tesis doctoral contribuye al análisis y desarrollo de nuevos elementos constructivos que integran sistemas de generación eléctrica a través de células fotovoltaicas (FV); particularmente, basados en tecnología FV de lámina delgada. Para ello se estudia el proceso de la integración arquitectónica de éstos elementos (conocido internacionalmente como “Building Integrated Photovoltaic – BIPV”) mediante diferentes metodologías. Se inicia con el estudio de los elementos fotovoltaicos existentes y continúa con los materiales que conforman actualmente las pieles de los edificios y su posible adaptación a las diferentes tecnologías. Posteriormente, se propone una estrategia de integración de los elementos FV en los materiales constructivos. En ésta se considera la doble función de los elementos BIPV, eléctrica y arquitectónica, y en especial se plantea el estudio de la integración de elementos de disipación térmica y almacenamiento de calor mediante los materiales de cambio de fase (“Phase Change Materials – PCM”), todo esto con el objeto de favorecer el acondicionamiento térmico pasivo a través del elemento BIPV. Para validar dicha estrategia, se desarrolla una metodología experimental que consiste en el diseño y desarrollo de un prototipo denominado elemento BIPV/TF – PCM, así como un método de medida y caracterización en condiciones de laboratorio. Entre los logros alcanzados, destaca la multifuncionalidad de los elementos BIPV, el aprovechamiento de la energía residual del elemento, la reducción de los excedentes térmicos que puedan modificar el balance térmico de la envolvente del edificio, y las mejoras conseguidas en la producción eléctrica de los módulos fotovoltaicos por reducción de temperatura, lo que hará más sostenible la solución BIPV. Finalmente, como resultado del análisis teórico y experimental, esta tesis contribuye significativamente al estudio práctico de la adaptabilidad de los elementos BIPV en el entorno urbano por medio de una metodología que se basa en el desarrollo y puesta en marcha de una herramienta informática, que sirve tanto a ingenieros como arquitectos para verificar la calidad de la integración arquitectónica y calidad eléctrica de los elementos FV, antes, durante y después de la ejecución de un proyecto constructivo. ABSTRACT This Doctoral Thesis contributes to the analysis and development of new building elements that integrate power generation systems using photovoltaic solar cells (PV), particularly based on thin-film PV technology. For this propose, the architectural integration process is studied (concept known as "Building Integrated Photovoltaic - BIPV") by means of different methodologies. It begins with the study of existing PV elements and materials that are currently part of the building skins and the possible adaptation to different technologies. Subsequently, an integration strategy of PV elements in building materials is proposed. Double function of BIPV elements is considered, electrical and architectural, especially the heat dissipation and heat storage elements are studied, particularly the use Phase Change Materials– PCM in order to favor the thermal conditioning of buildings by means of the BIPV elements. For this propose, an experimental methodology is implemented, which consist of the design and develop of a prototype "BIPV/TF- PCM element" and measurement method (indoor laboratory conditions) in order to validate this strategy. Among the most important achievements obtained of this develop and results analysis includes, in particular, the multifunctionality of BIPV elements, the efficient use of the residual energy of the element, reduction of the excess heat that it can change the heat balance of the building envelope and improvements in electricity production of PV modules by reducing the temperature, are some benefits achieved that make the BIPV element will be more sustainable. Finally, as a result of theoretical and experimental analysis, this thesis contributes significantly to the practical study of the adaptability of BIPV elements in the urban environment by means of a novel methodology based on the development and implementation by computer software of a useful tool which serves as both engineers and architects to verify the quality of architectural integration and electrical performance of PV elements before, during, and after execution of a building projects.

Optimización de la densidad de energía en vigas de material compuesto (PRF) sometidas a flexión pura

Las necesidades energéticas actuales requieren el desarrollo de tecnologías eficaces y eficientes en producción, transporte y distribución de energía. Estas necesidades han impulsado nuevos desarrollos en el ámbito energético, entre los cuales se encuentran sistemas de almacenamiento de energía. El avance en ingeniería de materiales permite pensar en la posibilidad de almacenamiento mediante deformación elástica de vigas. Concretamente se parte de un concepto de mecanismo acumulador de energía basado en la deformación elástica de resortes espirales a torsión. Dichos resortes se pueden considerar como elementos vigas sometidos a flexión pura y grandes deflexiones. Esta Tesis de centra en el diseño y optimización de estos elementos con el fin de maximizar la densidad de energía que son capaces de absorber. El proceso de optimización comienza con la identificación del factor crítico del que depende dicho proceso, en este caso de trata de la densidad de energía. Dicho factor depende de la geometría de la sección resistente y del material empleado en su construcción. En los últimos años ha existido un gran desarrollo de los materiales compuestos de tipo polimérico reforzados con fibras (PRF). Estos materiales están sustituyendo gradualmente a otros materiales, como los metales, debido principalmente a su excelente relación entre propiedades mecánicas y peso. Por otro lado, analizando las posibles geometrías para la sección resistente, se observó que la más adecuada es una estructura tipo sándwich. Se implementa así un procedimiento de diseño de vigas sándwich sometidas a flexión pura, con las pieles fabricadas en materiales compuestos tipo PRF y un núcleo que debe garantizar el bajo peso de la estructura. Se desarrolla así un procedimiento sistemático que se puede particularizar dependiendo de los parámetros de entrada de la viga, y que tiene en cuenta y analiza la aparición de todos los posibles modos de fallo posibles. Así mismo se desarrollan una serie de mapas o ábacos de diseño que permiten seleccionar rápidamente las dimensiones preliminares de la viga. Finalmente se llevan a cabo ensayos que permiten, por un lado, validar el concepto del mecanismo acumulador de energía a través del ensayo de un muelle con sección monolítica, y por otro validar los distintos diseños de vigas sándwich propuestos y mostrar el incremento de la densidad de energía con respecto a la alternativa monolítica. Como líneas futuras de investigación se plantean la investigación en nuevos materiales, como la utilización de nanotubos de carbono, y la optimización del mecanismo de absorción de energía; optimizando el mecanismo de absorción a flexión pura e implementando sistemas que permitan acumular energía mediante la deformación elástica debida a esfuerzos de tracción-compresión. ABSTRACT Energy supply requires the development of effective and efficient technologies for the production, transport and distribution of energy. In recent years, many energy storage systems have been developed. Advances in the field of materials engineering has allowed the development of new concepts as the energy storage by elastic deformation of beams. Particularly, in this Thesis an energy storage device based on the elastic deformation of torsional springs has been studied. These springs can be considered as beam elements subjected to pure bending loads and large deflections. This Thesis is focused on the design and optimization of these beam elements in order to maximize its density of stored energy. The optimization process starts with the identification of the critical factors for the elastic energy storage: the density. This factor depends on the geometry of the cross section of the beam and the materials from which it is made. In the last 20 years, major advances in the field of composite materials have been made, particularly in the field of fiber reinforced polymers (FRP). This type of material is substituting gradually metallic materials to their excellent weight-mechanical properties ratio. In the other side, several possible geometries are analyzed for its use in the cross section of the beam; it was concluded that the best option, for maximum energy density, is using a sandwich beam. A design procedure for sandwich beams with skins made up with FRP composites and a light weight core is developed. This procedure can be particularized for different input parameters and it analyzes all the possible failure modes. Abacus and failure mode maps have been developed in order to simplify the design process. Finally several tested was made. Firstly, a prototype of the energy storage system which uses a monolithic composite beam was tested in order to validate the concept of the energy storage by elastic deformation. After that sandwich beam samples are built and tested, validating the design and showing the increase of energy density with respect to the monolithic beam. As futures research lines the following are proposed: research in new materials, as carbon nanotubes; and the optimization of the energy storage mechanism, that means optimizing the pure bending storage mechanism and developing new ones based on traction-compression mechanisms.

Leyva (Antonio de) [Material gráfico] : uno de los mas insignes capitanes de Carlos V

Plancha de acero

Botzaris [Material gráfico] : heroe griego contra los turcos en 1821

Plancha de acero