Design of functional hybrid coatings with anti-biofouling, self-cleaning and anti-reflecting applications

263 p.

Fabricación y caracterización físico-mecánica de biocomposites reforzados con fibras naturales. Aplicaciones en el sector náutico.

156 p.

Estrategias de supervivencia de Acinetobacter baumannii en el ámbito hospitalario.

209 p.

Diseño de un instrumento para captura de geometrías 3D con aplicación en la manufactura de productos

La digitalización de objetos tridimensionales se ha convertido en una de las herramientas más útiles en el desarrollo de productos debido a la creciente utilización de las técnicas de la ingeniería inversa en la manufactura de productos. La reproducción de la geometría de los productos proporciona ventajas relacionadas con la reducción de tiempos y costos con un alto grado de precisión. Este trabajo presenta el diseño y la implementación de un escáner tridimensional de superficies que permite reproducir las geometrías utilizando un instrumento de medición constituido por una cámara digital y un rayo láser posicionado por medio de un brazo robot. El trabajo comprende desde la calibración del instrumento de medición hasta la reconstrucción de la superficie del objeto en coordenadas 3D.

Establishment of a protocol for the cryopreservation of cell sheets of adipose tissue stem cells

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016

Parametros de solo em funcao da umidade na capacidade de campo em areas irrigaveis do tropico Semi-Arido brasileiro.

Simula-se, atraves de um modelo matematico sequencial os principais parametros do solo: estimativas de umidade no ponto de murcha permanente (PMP) a 1,5 MPa, e curvas de retencao de agua por meio da correspondencia da umidade do solo no ponto de capacidade de campo (CC). Usando-se tecnicas de superficies de resposta, obtiveram-se as classificacoes texturais em funcao da disponibilidade total de agua no solo (DTA), em m3/ha por cm, que facilitou a aplicacao pratica dos resultados. O modelo, com base na analise de 4.288 amostras, permite estimar as variaveis relacionadas com um grau de significancia superior a 0,01. A validacao do campo mostrou ser aplicavel aos agricultores de areas irrigaveis que ainda nao tem acesso as informacoes obtidas em laboratorio.

Utilidad del fluoruro diamínico de plata en el diagnóstico precoz de la desmineralización del esmalte/caries incipiente en los primeros molares permanentes

El estudio se aplicó en niños escolares de 9-12 años de la parroquia urbano marginal de Narancay. La intervención se efectuó en dos meses y mediante las tres técnicas se evaluaron 120 molares con un total de 359 superficies examinadas. Resultados: el resultado global de la valoración de los diferentes índices de salud bucal presenta resultados positivos para calificarla como población de alto riesgo. El FDP detectó más lesiones de desmineralización del esmalte/caries incipientes que el examen clínico (311/359 vs. 168/359) p< 0.0001. El examen radiográfico detectó el menor número de lesiones incipientes (23/359 vs. 311/359) p< 0.00001. El FDP diagnostica más lesiones de desmineralización del esmalte y crisis incipiente que el examen clínico y radiográfico conjuntamente (311/359 vs. 191/359) p< 0.001 OR 5,70 (95% I C: 3,88 - 8,38). En cuanto a los costos, el diagnóstico clínico más Rx, por cada niño es de $4 y el diagnóstico clínico más FDP es de $1,50. Conclusiones: la localidad de Narancar de la parroquia Baños tiene una infraestructura sanitaria insuficiente, con baja escolaridad y con altos índices de enfermedad bucal. El diagnóstico dental de la población infantil que tanto los índices de CPOD-ceod, higiene buco dental, placa dental y los momentos de ingesta de azúcar, reflejan que el grupo de estudio tienen elevados factores de riesgo e indicadores de enfermedad buco denal

Enhanced electrocatalytic activity of Au@Cu core@shell nanoparticles towards CO2 reduction

The development of technologies for the recycling of carbon dioxide into carbon-containing fuels is one of the major challenges in sustainable energy research. Two of the main current limitations are the poor efficiency and fast deactivation of catalysts. Core–shell nanoparticles are promising candidates for enhancing challenging reactions. In this work, Au@Cu core–shell nanoparticles with well-defined surface structures were synthesized and evaluated as catalysts for the electrochemical reduction of carbon dioxide in neutral medium. The activation potential, the product distribution and the long term durability of this catalyst were assessed by electrochemical methods, on-line electrochemical mass spectrometry (OLEMS) and on-line high performance liquid chromatography. Our results show that the catalytic activity and the selectivity can be tweaked as a function of the thickness of Cu shells. We have observed that the Au cubic nanoparticles with 7–8 layers of copper present higher selectivity towards the formation of hydrogen and ethylene; on the other hand, we observed that Au cubic nanoparticles with more than 14 layers of Cu are more selective towards the formation of hydrogen and methane. A trend in the formation of the gaseous products can be also drawn. The H2 and CH4 formation increases with the number of Cu layers, while the formation of ethylene decreases. Formic acid was the only liquid species detected during CO2 reduction. Similar to the gaseous species, the formation of formic acid is strongly dependent on the number of Cu layers on the core@shell nanoparticles. The Au cubic nanoparticles with 7–8 layers of Cu showed the largest conversion of CO2 to formic acid at potentials higher than 0.8 V vs. RHE. The observed trends in reactivity and selectivity are linked to the catalyst composition, surface structure and strain/electronic effects.

Understanding the CO Preoxidation and the Intrinsic Catalytic Activity of Step Sites in Stepped Pt Surfaces in Acidic Medium

In order to deepen the knowledge about the origin of the CO preoxidation process and the intrinsic catalytic activity of Pt superficial steps toward CO oxidation, a series of CO stripping experiments were performed on stepped Pt electrodes in acidic medium. For the occurrence of CO preoxidation, it was found that it arises (reproducibly) whenever four interconnected conditions are simultaneously fulfilled: (1) CO adsorption at potentials lower than about 0.2 V; (2) on surfaces saturated with COads; (3) in the presence of traces of CO in solution; (4) in the presence of surface steps. If any of these four conditions is not satisfied, the CO preoxidation pathway does not appear, even though the steps on the electrode surface are completely covered by CO. By controlling the removal of the CO adlayer (voltammetrically), we show that once the CO adlayer has been partially oxidized, the (111) terrace sites of stepped surfaces are released earlier than the (110) step sites. Moreover, if (110) steps are selectively decorated with CO, its oxidation occurs only at potentials ∼150 mV higher than the CO preoxidation peak. Our results systematically demonstrate that step sites are less active to oxidize CO than those ones responsible for the CO preoxidation process. Once the sites responsible for the CO preoxidation are made free, there is no apparent motion of the remaining adsorbed CO layer, suggesting that the activation of the surface controls the whole process, rather than the diffusion of COads toward hypothetically “most active sites”. Voltammetric and chronoamperometric experiments performed on partially covered CO adlayers suggest that adsorbed CO behave as a motionless species during its oxidation, in which the CO adlayer is removed piece by piece. By means of in situ FTIR experiments, the stretching frequency of CO selectively adsorbed on (110) step sites was examined. Band frequency results confirm that those molecules adsorbed on steps are fully coupled with the adsorbed CO on (111) terraces when the surface reaches full coverage.

Surface structured platinum electrodes for the electrochemical reduction of carbon dioxide in imidazolium based ionic liquids

The direct CO2 electrochemical reduction on model platinum single crystal electrodes Pt(hkl) is studied in [C2mim+][NTf2−], a suitable room temperature ionic liquid (RTIL) medium due to its moderate viscosity, high CO2 solubility and conductivity. Single crystal electrodes represent the most convenient type of surface structured electrodes for studying the impact of RTIL ion adsorption on relevant electrocatalytic reactions, such as surface sensitive electrochemical CO2 reduction. We propose here based on cyclic voltammetry and in situ electrolysis measurements, for the first time, the formation of a stable adduct [C2mimH–CO2−] by a radical–radical coupling after the simultaneous reduction of CO2 and [C2mim+]. It means between the CO2 radical anion and the radical formed from the reduction of the cation [C2mim+] before forming the corresponding electrogenerated carbene. This is confirmed by the voltammetric study of a model imidazolium-2-carboxylate compound formed following the carbene pathway. The formation of that stable adduct [C2mimH–CO2−] blocks CO2 reduction after a single electron transfer and inhibits CO2 and imidazolium dimerization reactions. However, the electrochemical reduction of CO2 under those conditions provokes the electrochemical cathodic degradation of the imidazolium based RTIL. This important limitation in CO2 recycling by direct electrochemical reduction is overcome by adding a strong acid, [H+][NTf2−], into solution. Then, protons become preferentially adsorbed on the electrode surface by displacing the imidazolium cations and inhibiting their electrochemical reduction. This fact allows the surface sensitive electro-synthesis of HCOOH from CO2 reduction in [C2mim+][NTf2−], with Pt(110) being the most active electrode studied.

Evaluación de la extracción de plomo y cadmio de vajilla cerámica vidriada

Se evalúa si una sola extracción, mediante la aplicación de un método de ensayo normalizado que simula condiciones extremas de uso, permite determinar el contenido total de plomo y cadmio presente en piezas de vajilla cerámica que entran en contacto con los alimentos y su implicación en el resultado analítico. Se aplicó el método de ensayo varias veces sobre materiales de referencia de cerámica con diferentes concentraciones iniciales de plomo y el cadmio para cuantificar la liberación sucesiva de ambos metales. El lixiviado en cada aplicación se analizó por absorción atómica. Los resultados mostraron que una sola aplicación del método de ensayo no extrae todo el plomo y el cadmio en la vajilla cerámica. Se observaron liberaciones posteriores para todas las piezas de cerámica a prueba con diferente concentración inicial. Para cadmio se registraron las siguientes variaciones en las extracciones: 40 a 95% en la primera extracción, de 0 a 28% en la segunda, de 0.2 hasta 21% en la tercera, y de 1 a 40% en la cuarta. Para el plomo, se registraron los subsiguientes valores en los lixiviados entre el 50 y el 93% en la primera prueba, entre el 2 y el 24% en la segunda, entre el 2 y el 18% en la tercera y entre el 2 y el 17% en la cuarta extracción. Los resultados revelan que la cantidad total de plomo y cadmio liberado en una sola prueba estándar no reflejan el contenido total de plomo y cadmio que las piezas de cerámica liberan a largo plazo después de su uso.

Elemental Anisotropic Growth and Atomic-Scale Structure of Shape-Controlled Octahedral Pt–Ni–Co Alloy Nanocatalysts

Multimetallic shape-controlled nanoparticles offer great opportunities to tune the activity, selectivity, and stability of electrocatalytic surface reactions. However, in many cases, our synthetic control over particle size, composition, and shape is limited requiring trial and error. Deeper atomic-scale insight in the particle formation process would enable more rational syntheses. Here we exemplify this using a family of trimetallic PtNiCo nanooctahedra obtained via a low-temperature, surfactant-free solvothermal synthesis. We analyze the competition between Ni and Co precursors under coreduction “one-step” conditions when the Ni reduction rates prevailed. To tune the Co reduction rate and final content, we develop a “two-step” route and track the evolution of the composition and morphology of the particles at the atomic scale. To achieve this, scanning transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray elemental mapping techniques are used. We provide evidence of a heterogeneous element distribution caused by element-specific anisotropic growth and create octahedral nanoparticles with tailored atomic composition like Pt1.5M, PtM, and PtM1.5 (M = Ni + Co). These trimetallic electrocatalysts have been tested toward the oxygen reduction reaction (ORR), showing a greatly enhanced mass activity related to commercial Pt/C and less activity loss than binary PtNi and PtCo after 4000 potential cycles.

Identical Location Transmission Electron Microscopy Imaging of Site-Selective Pt Nanocatalysts: Electrochemical Activation and Surface Disordering

We have employed identical location transmission electron microscopy (IL-TEM) to study changes in the shape and morphology of faceted Pt nanoparticles as a result of electrochemical cycling; a procedure typically employed for activating platinum surfaces. We find that the shape and morphology of the as-prepared hexagonal nanoparticles are rapidly degraded as a result of potential cycling up to +1.3 V. As few as 25 potential cycles are sufficient to cause significant degradation, and after about 500–1000 cycles the particles are dramatically degraded. We also see clear evidence of particle migration during potential cycling. These finding suggest that great care must be exercised in the use and study of shaped Pt nanoparticles (and related systems) as electrocatlysts, especially for the oxygen reduction reaction where high positive potentials are typically employed.

Fouling in emulsion polymerization reactors

160 p.

Caracterización funcional de las proteínas TasA y TapA en la formación de fibras de tipo amiloide en Bacillus subtilis

Las proteínas amiloides son un grupo heterogéneo de proteínas diferentes en secuencia aminoacídica, pero similares en su estructura cuaternaria: fibras enriquecidas en láminas beta, con gran estabilidad, resistencia y capacidad de unión de colorantes específicos, como el rojo congo o la thioflavina T. Estas proteínas han estado tradicionalmente asociadas a patologías neurodegenerativas en humanos como el Alzheimer o el Parkinson. Sin embargo, los miembros dentro de esta familia están ampliamente distribuidas en la naturaleza, desde bacterias hasta humanos, e intervienen en un amplio rango de funciones biológicas, motivo por el que se han denominado “amiloides funcionales”. En bacterias, los amiloides funcionales son responsables de participar en funciones muy diversas como la interacción célula-célula, con superficies abióticas, y formación de biofilms. En Bacillus subtilis, la proteína amiloide TasA es el componente proteico mayoritario de la matriz extracelular del biofilm de este microorganismo y el principal elemento que constituye las fibras amiloides, mientras que la proteína auxiliar TapA, presente en mucha menor proporción, actúa favoreciendo el ensamblaje de las mismas. Estas actúan como un andamiaje proteico donde se disponen el resto de componentes de la matriz extracelular, lo que confiere a esta estructura una mayor estabilidad y, por consiguiente, proporcionan una mayor robustez al biofilm. En este este trabajo se pretende llevar a cabo el análisis de regiones o dominios tanto de TasA como de TapA importantes para la amiloidogénesis, así como para la funcionalidad de ambas proteínas. Para ello, el estudio se ha enfocado desde un punto de vista multidisciplinar, combinando pruebas clásicas de caracterización de amiloides con técnicas de biología molecular y diversas pruebas biofísicas. Los resultados obtenidos hasta la fecha han demostrado la existencia de pequeñas secuencias, dentro de las proteínas TasA o TapA con capacidad para polimerizar en la forma de fibras, lo que muestra su importancia en el proceso de fibrilación y en la funcionalidad de ambas proteínas. En el caso de la proteína TapA, las regiones analizadas ponen de manifiesto la importancia de su extremo amino-terminal tanto en la funcionalidad de la proteína como en su interacción con TasA.