Compositional influence on the electrical performance of zinc indium tin oxide transparent thin-film transistors

In this work, zinc indium tin oxide layers with different compositions are used as the active layer of thin film transistors. This multicomponent transparent conductive oxide is gaining great interest due to its reduced content of the scarce indium element. Experimental data indicate that the incorporation of zinc promotes the creation of oxygen vacancies. In thin-film transistors this effect leads to a higher threshold voltage values. The field-effect mobility is also strongly degraded, probably due to coulomb scattering by ionized defects. A post deposition annealing in air reduces the density of oxygen vacancies and improves the fieldeffect mobility by orders of magnitude. Finally, the electrical characteristics of the fabricated thin-film transistors have been analyzed to estimate the density of states in the gap of the active layers. These measurements reveal a clear peak located at 0.3 eV from the conduction band edge that could be attributed to oxygen vacancies.

Síntesi de pólvores de superconductors d’alta temperatura : YBa2Cu3O7 i GdBa2Cu3O7 per via de dissolució-polimerització

L’objectiu del projecte és obtenir pólvores dels superconductors d’alta temperatura YBa2Cu3O7 i GdBa2Cu3O7 per la via de dissolució-polimerització. Aquestes pólvores seran obtingudes a partir d’òxids (Itri o Gadolini i Coure) i carbonat de bari amb àcid nítric en una dissolució aquosa de Polietinenglicol (PEG), per tal de convertir aquests òxids en nitrats coordinats amb les cadenes de PEG. Aquest producte intermedi es sotmetrà a una piròlisis per tal d’obtenir òxids i carbonats, però amb una mida més reduïda respecte als productes inicials i un grau de barreja més íntim, permetent que reaccionin entre ells amb més facilitat. Finalment, per tal d’obtenir els superconductors YBa2Cu3O7 i GdBa2Cu3O7 es farà un últim tractament tèrmic a alta temperatura en el qual es produirà la reacció desitjada. Durant tot el procés es duran a terme anàlisis d’aquest per mitjà de tècniques de Termogravimetria (TGA), d’Anàlisi Tèrmica Diferencial (DTA), espectroscòpia Infraroja (IR) i la difracció de raig X (DRX) . També s’analitzaran els diferents productes que es van obtenint (intermedis i finals) amb l’ajuda de l’espectrometria IR i la difracció de pólvores. En base a aquests resultats, es variaran els paràmetres de la reacció (concentracions, temperatures, etc.) i dels tractaments tèrmics (atmosfera, temperatura, temps, etc.) per tal d’optimitzar el producte

Comparative effects of macro-sized aluminum oxide and aluminum oxide nanoparticles on erythrocyte hemolysis: influence of cell source, temperature and size

Al2O3 is the most abundantly produced nanomaterial and has been used in diverse fields, including the medical, military and industrial sectors. As there are concerns about the health effects of nanoparticles, it is important to understand how they interact with cells, and specifically with red blood cells. The hemolysis induced by three commercial nano-sized aluminum oxide particles (nanopowder 13 nm, nanopowder <50 nm and nanowire 2-6 nm × 200-400 nm) was compared to aluminum oxide and has been studied on erythrocytes from humans, rats and rabbits, in order to elucidate the mechanism of action and the influence of size and shape on hemolytic behavior. The concentrations inducing 50% hemolysis (HC50) were calculated for each compound studied. The most hemolytic aluminum oxide particles were of nanopowder 13, followed by nanowire and nanopowder 50. The addition of albumin to PBS induced a protective effect on hemolysis in all the nano-forms of Al2O3, but not on Al2O3. The drop in HC50 correlated to a decrease in nanomaterial size, which was induced by a reduction of aggregation Aluminum oxide nanoparticles are less hemolytic than other oxide nanoparticles, and behave differently depending on the size and shape of the nanoparticles. The hemolytic behavior of aluminum oxide nanoparticles differs from that of aluminum oxide.

Comparative effects of macro-sized aluminum oxide and aluminum oxide nanoparticles on erythrocyte hemolysis: influence of cell source, temperature and size

Al2O3 is the most abundantly produced nanomaterial and has been used in diverse fields, including the medical, military and industrial sectors. As there are concerns about the health effects of nanoparticles, it is important to understand how they interact with cells, and specifically with red blood cells. The hemolysis induced by three commercial nano-sized aluminum oxide particles (nanopowder 13 nm, nanopowder <50 nm and nanowire 2-6 nm × 200-400 nm) was compared to aluminum oxide and has been studied on erythrocytes from humans, rats and rabbits, in order to elucidate the mechanism of action and the influence of size and shape on hemolytic behavior. The concentrations inducing 50% hemolysis (HC50) were calculated for each compound studied. The most hemolytic aluminum oxide particles were of nanopowder 13, followed by nanowire and nanopowder 50. The addition of albumin to PBS induced a protective effect on hemolysis in all the nano-forms of Al2O3, but not on Al2O3. The drop in HC50 correlated to a decrease in nanomaterial size, which was induced by a reduction of aggregation Aluminum oxide nanoparticles are less hemolytic than other oxide nanoparticles, and behave differently depending on the size and shape of the nanoparticles. The hemolytic behavior of aluminum oxide nanoparticles differs from that of aluminum oxide.

Frontal gòtic de Sant Llorenç de Morunys. Estudi del suport de fusta: tècnica de construcció i estat de conservació

Estudi preliminar realitzat a partir de la inspecció visual d’un frontal d’altar a les sales de reserva del Museu Diocesà i Comarcal de Solsona, lloc on es custodien les restes del que fou aquesta magnífica obra policromada de tombants del segle XIII executada en l’àmbit del bisbat d’Urgell. Avui en dia, la capa pictòrica ofereix un precari estat de conservació, però encara es conserven els estats preparatoris i una gran part del suport ligni. Les dades per a l’elaboració d’aquest estudi han estat recollides en diferents visites al museu durant els anys 2008-09. El suport del frontal de Sant Llorenç, de fusta de conífera, està constituït per quatre llargues posts disposades en sentit horitzontal que formen un plafó perfectament encaixat dins un marc que, en origen, tancava el conjunt. Actualment, les parts superior i inferior d’aquest marc no existeixen, degut a les nombroses vicissituds sofertes per l’obra al llarg del temps.L’encadellat de totes les peces es resolgué mitjançant espigues o clavilles de fusta, no detectant-se cap unió amb elements metàl·lics. Observant el revers del frontal amb llum rasant, s’aprecien les marques de l’eina que va desgruixar la superfície del suport, l’aixa. Pel sentit dels senyals deixats en la fusta, sembla que cada post va ser desbastada per separat. Després s’uniformaren els gruixos de cadascuna, tot passant un ribot per la zona que toca els cantells i es rebaixà la fusta tocant al perímetre del plafó per a facilitar l’encadellat del marc. Les labors de rebaix i allisat es durien a terme un cop el panell ja estava muntat. L’estat de conservació del suport ligni no és bo. La mancança de les peces superior i inferior del marc afecten l’estabilitat del conjunt que, al no quedar ben travat, acusa certs moviments de les peces amb les manipulacions i els trasllats, moviments que es transmeten també als estrats superiors, portadors de l’escassa policromia. Pel revers de l’obra es poden observar diverses pèrdues, de més o menys entitat, ocasionades per un antic i agressiu atac de xilòfags, de greus conseqüències per l’estructura lígnia, ja que ha debilitat molt les zones perimetrals del frontal, fent-les esdevenir poroses i fràgils.

Automatització d'un procés de fabricació de peces plàstiques

RESUM L'automatització s'utilitza des de fa molts anys, tot i que va començar a agafar la definició que coneixem actualment al voltant dels anys seixanta i setanta, moment en què es comencen a comercialitzar els primers PLC. A partir d'aquí, el seu creixement ha estat exponencial. En aquest sentit, la tecnologia ha anat avançant i ha augmentat els components que la forma, per això a hores d'ara encara no sabem fins on podrà arribar i què aconseguirà. Per a la indústria tot això ha significat l'automatització de processos que fins ara utilitzaven molt mà d'obra, reduint-la dràsticament. Una de les indústries que més s'ha beneficiat de tots aquests avenços ha estat la de l'automoció, concretament les seves grans línies de producció, automatitzades a uns nivells que fins fa poc temps eren impensables. Aquest projecte forma part d'aquesta indústria, no directament per a la construcció de l'automòbil, sinó indirectament, ja que l'empresa per a la qual s'ha fet l'automatització fabrica peces plàstiques per a automòbils. Concretament, unes peces amb uns injerts metàl•lics conductors que es munten a tots els vehicles i s'utilitzen per accionar els neteja vidres dels cotxes. Aquest fet implica que la fabricació i el disseny de la peça sigui curosament vigilat i controlat per al client final, amb uns controls de qualitat extremadament exigents. El funcionament del procés de fabricació es fa a partir d'unes peces de plàstic produïdes per una injectora que es fan passar per unes estacions automatitzades, cada una de les quals fa una acció concreta per aconseguir el muntatge final.

Anàlisi energètic de deformació incremental de xapa en materials polimèrics

Existeixen diversos estudis que avaluen el consum energètic derivat del procés de producció deISF (Incremental Sheet Forming), principalment per materials metàl•lics. Per tant, l’objectiu d’aquest projecte ésdeterminar el consum energètic en la conformació de materials plàstics en aquest procés.S’estudiarà el consum energètic mesurant l’energia elèctrica necessària per al procés, utilitzantdiferents paràmetres i estratègies de fabricació, com poden ser diferents materialspolimèrics, trajectòries variades de conformat, diferents velocitats d’avanç i rotació i diferentsgeometries.Un cop analitzat el consum energètic derivat de la fabricació amb ISF es valorarà l’impacteambiental que provoca aquesta tecnologia

Characterization of CNTs and CNTs/MnO2 composite for supercapacitor application

Màster en Nanociència i Nanotecnologia

Apunts de fonaments de ciències dels materials [versió html]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials: metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una biografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Apunts de fonaments de ciències dels materials [versió comprimida]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials: metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una biografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Apunts de fonaments de ciències dels materials [2a. ed.]

Aquest text pretén ser una guia útil pels estudiants de Fonaments de Ciència de Materials dels diversos estudis d’Enginyeria. El document s’estructura en 20 temes organitzats en cinc blocs. Els dos blocs primers són una introducció als conceptes bàsics de la matèria i els tres restants els dediquem a les tres principals famílies de materials:metàl·lics, ceràmics i polímers. Per a cada tema s’estableixen les competències especifiques que s’han d’assolir, es desenvolupen de forma esquemàtica els continguts i s’adjunten exemples resolts de problemes. Al final de cada bloc s’inclou també una col·lecció de qüestions i problemes. Al final del llibre, trobareu una bibliografia recomanada per tal de desenvolupar exhaustivament la matèria

Aplicació del càlcul d’esforços en 2n ordre en estructures metàl·liques segons el CTE i NBE-EA-95

Aquest estudi se centra en el document del CTE que es refereix a les estructures metàl·liques d’acer, concretament en els càlculs a tenir en compte a l’hora de realitzar pòrtics d’estructura d’edificació amb perfils metàl·lics laminats. Aquest document és el DB-SE-A, que són les sigles de “Document Bàsic Seguretat Estructural Acer”. Aquest document introdueix algunes modificacions en el mètode de càlcul de les estructures metàl·liques respecte l’antiga norma. La idea d’aquest estudi és fer una comparació entre les dues normes – la vella i ja derogada, i la nova i vigent – i com tracten el càlcul d’esforços en segon ordre i el tractament de les imperfeccions. Com ja s’ha comentat aquest Document Bàsic de la Seguretat Estructural en Acer del CTE (DB-SE-A) substitueix l’antiga norma que es referia al càlcul d’estructura metàl·lica, la NBE-EA-95. En l’aplicació de les accions i el càlcul d’esforços s’utilitza del CTE el Document Bàsic dedicat a les accions en l’edificació (DB-SE-AE) i que substitueix l’antiga NBE-AE-88

Estudi d'una metal·lotioneïna d'alzina surera (QsMT)

En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu. Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu. Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta. QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu.

Analysis of chemical bonding and aromaticity from electronic delocalization descriptors

Interactions between electrons determine the structure and properties of matter from molecules to solids. Therefore, the understanding of the electronic structure of molecules will enable us to extract relevant chemical information. In the first part of this thesis, we focus our attention on the analysis of chemical bonding by means of the Electron Localization Function (ELF) and the Domain-Averaged Fermi Hole analysis (DAFH). In the second part, we assess the performance of some indicators of aromaticity by analyzing their advantages and drawbacks. We propose a series of tests based on well-known aromaticity trends that can be applied to evaluate the aromaticity of current and future indicators of aromaticity in both organic and inorganic species. Moreover, we investigate the nature of electron delocalization in both aromatic and antiaromatic systems in the light of Hückel’s (4n + 2) rule. Finally, we analyze the phenomenon of multiple aromaticity in all-metal clusters.

Managanese and dicopper complexes for bioinspired oxidation reactions: catalytic and mechanistic studies on C-H and C=C oxidations

Enzymes are high-weight molecules which catalyze most of the metabolic processes in living organisms. Very often, these proteins contain one or more 1st row transition metal ions in their active center (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, etc.), and are known as metalloenzymes or metalloproteins. Among these, metalloenzymes that activate molecular oxygen and use it as terminal oxidant stand out because of the wide range of catalyzed reactions and their exquisite selectivity. In this PhD dissertation we develop low-weight synthetic bioinspired complexes that can mimic structural and/or functional features of the active center of oxigenases. In the first part, we describe the use of unsymmetric dinuclear Cu complexes which are capable of performing the oxidation of phenols and phenolates in a analogous manner of the tyrosinase protein. In the second part, we describe the use of mononuclear manganese complexes in the oxidation of alcanes and alquenes.