Síntesi i estructura de lligands hexaazamacrocíclics i dels seus complexos de Zn. Estudis de catàlisi i de fenòmens de reconeixement molecular amb substrats aniònics

Es realitza una breu introducció a la Química Supramolecular, la qual estudia les estructures i funcions de les associacions que resulten de la unió d'espècies moleculars a través d'enllaços intermoleculars, no covalents. El reconeixement molecular, reactivitat i transport són les funcions bàsiques de les espècies supramoleculars. El present treball tracta de la química supramolecular d'anions i del potential efecte catalític de complexos de Zinc amb lligands hexaazamacrocilics en reaccions de hidròlisis d'esters de fosfat. Els lligands descrits en aquest treball són lligands macrocíclics hexadentats formats per amines secundàries o terciàries enllaçades a cadenes alquíliques de dos o tres àtoms de carbonis formant dos braços, que estan unides per un espaiador, El conjunt de lligands que s'estudien permeten estudiar els diferents factors, geomètrics, electrònics i estèrics que controlen els fenòmens de reconeixement molecular. El treball descriu en detall els procediments de síntesi i la caracterització d'aquest conjunt de lligands. S'ha realitzat un estudi sistemàtic dels diferents factors que afecten als fenòmens de reconeixement molecular entre lligands macrocíclics (L), descrits anteriorment i substrats aniònics (S): fosfats, polifosfats i dicarboxilats. Els estudis s'han realitzat tant en dissolució aquosa, a partir de mesures potenciomètriques, com en estat sòlid per difracció de Raig-X a partir de la obtenció de les estructures cristal·lines dels complexos. La força de l'enllaç en els complexos ternaris H:L:S es racionalitza en termes d'enllaç per pont d'hidrogen, interaccions electrostàtiques i interaccions per -Stacking. Així mateix es racionalitza la importància de les dimensions i forma de la cavitat en el grau d'interacció. Actualment hi ha un gran interès en l'estudi del paper que juguen els ions metàl·lics en el centre actiu dels metal·loenzims hidrolítics tal com la carboxipeptidasa, que catalitza la hidròlisi d'aminoàcids C-terminals de substrats polipeptídics, l'anhidrasa carbònica, que catalitza la reacció d'hidratació del CO2 per donar hidrogencarbonat, la fosfatasa alcalina, que actua catalitzant la hidròlisi no específica de monoesters de fosfats a pH alcalí. El Zn(II) és un metall que es troba sovint formant part dels centres actius dels metal·loenzims i és el segon element de transició més abundant en els organismes vius. Per aquest motiu són útils els models sintètics que puguin actuar com a mimetitzadors de reaccions bioinorgàniques en les que els metal·loenzims juguen un paper com a catalitzadors. Els models sintètics són complexos de metalls de transició formats per un lligand o lligands en el seu entorn de coordinació més immediat que tinguin efectes electrònics i estèrics els més similar possible als que es produeixen en el centre actiu dels enzims. Donat la importància dels complexos de Zn(II) com a models biomimètics de metal·loenzims hidrolítics, s'han sintetitzat i caracteritzat complexos dinuclears de Zn(II) amb lligands hexaazamacrocíclics descrits anteriorment. S'ha realitzat un estudi de la seva activitat catalítica en la hidròlisi d'un ester activat, l'acetat de p-nitrofenil, un substrat característic que s'utilitza per analitzar l'activitat catalítica dels models biomimètics.

Els valors límit d'exposició professional i límits biològics per a agents químics en l'àmbit de treball, mesura i control. Evolució de la normativa sobre el plom i la seva incidència sobre els accidents laborals i malalties professionals en la indústria ceràmica

L'objectiu d'aquesta tesi és l'estudi dels valors límit d'exposició professional previstos en la normativa actual com a valors de referència per a l'avaluació i control dels riscos que comporta l'exposició a agents químics presents en el lloc de treball, fonamentalment per inhalació, per protegir la salut dels treballadors. No es pretén realitzar ni un estudi epidemiològic ni un estudi d'higiene, només s'utilitzen els valors d'exposició professional per analitzar el compliment de la normativa sobre la presència de plom en l'ambient de treball, i comprovar si el compliment de la normativa comporta la millora de la salut dels treballadors en funció de la millora de les concentracions de valors ambientals o biològics de l'exposició dels treballadors. La Directiva 98/24/CE deroga les Directives 80/1107/CEE sobre la protecció dels treballadors contra els riscos relacionats amb l'exposició a agents químics, físics i biològics durant el treball, i la Directiva 82/605/CEE, sobre la protecció dels treballadors contra riscos relacionats amb una exposició al plom metàl·lic i als seus compostos iònics durant el treball. S'analitza l'evolució de la normativa sobre la presència d'agents químics en l'ambient de treball, i en concret el plom, i la seva incidència en els accidents laborals i malalties professionals, i el compliment de la normativa al final d'un cicle marcat per l'entrada en vigor de la Directiva 98/24/CE. Per realitzar l'anàlisi anteriorment esmentada s'estudia la indústria ceràmica de les comarques gironines, de la construcció, de l'alimentació i decorativa, a través de les mesures de plom en l'ambient laboral i les mesures de plom en sang dels treballadors d'aquesta indústria des de 1991 a 1996.

Trace elements biogeochemistry in high mountain lake catchments: identifying anthropogenic versus natural components from the atmospheric contamination legacy in remote natural areas

Human activities have been interfering with the natural biogeochemical cycles of trace elements since the ancient civilizations. Although they are inaccessible and remote, high mountain lake catchments are irrefutably trace-element contaminated by anthropogenic emissions, which can travel by long-range atmospheric transport before they are deposited. This has been revealed by several natural archives. High mountain lake catchments are thus excellent sentinels of long-range contamination. Continuous accumulation can lead to a build up of potentially toxic trace elements in these remote, or relatively remote, ecosystems. The thesis focuses on the biogeochemistry of a suite of trace elements of environmental concern (Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd and Pb) in Pyrenean lake catchments, with special emphasis on discerning the “natural” components from the “anthropogenic” contributions. Five other metallic elements (Al, Fe, Ti, Mn and Zr) have also been studied to trace natural fluxes and biogeochemical processes within the lake catchment systems.

Dihydrogen bonds: a study

Un pont de dihidrogen (dihydrogen bond,DHB) és un tipus de pont d'hidrogen atípic que s'estableix entre un hidrur metàl·lic i un donador de protons com un grup OH o NH. Els ponts de dihidrogen són claus en les característiques geomètriques i altres propietats de compostos que en presenten tan de molècules petites com el dímer de NH3BH3, com d'estructures superiors més complicades com complexes metàl·lics o sòlids. Poden ser útils aplicats a certes molècules o síntesis moleculars per a obtenir nous materials amb propietats o característiques fetes a mida. El treball d'aquesta tesi està orientat a millorar la comprensió dels ponts de dihidrogen, aprofundint en certs aspectes de la seva naturalesa atòmica/molecular utilitzant mètodes teòrics basats en la química física quàntica.

Theoretical studies of systems of biochemical interest containing Fe and Cu transition metals

La presència de la química teòrica i computacional està augmentant en quasi tots els camps de la recerca en química. Els càlculs teòrics poden ajudar a entendre millor l'estructura, les propietats i la reactivitat de compostos metàl·lics d'àrees tan diferents com la química inorgànica, organometàl·lica i bioinorgànica. No obstant això, és imprescindible utilitzar la metodologia adequada per obtenir resultats teòrics fiables. Els estudis d'aquesta tesi es poden dividir en dos grups diferents. El primer grup inclou l'estudi teòric del mecanisme de reacció de diversos sistemes que contenen coure i tenen diferents estructures Cun-O2. Aquests estudies s'han dut a terme amb l'objectiu de profunditzar en la natura dels processos oxidants químics i biològics promoguts per sistemes que contenen coure. En la segona part de la tesi, s'estudia la fiabilitat de diferents tècniques utilitzades per estudiar l'estructura electrònica i la reactivitat de sistemes que contenen coure, ferro i altres metalls de transició.

Integració 3D de detectors de píxels híbrids

La miniaturització de la industria microelectrònica és un fet del tot inqüestionables i la tecnologia CMOS no n'és una excepció. En conseqüència la comunitat científica s'ha plantejat dos grans reptes: En primer lloc portar la tecnologia CMOS el més lluny possible ('Beyond CMOS') tot desenvolupant sistemes d'altes prestacions com microprocessadors, micro - nanosistemes o bé sistemes de píxels. I en segon lloc encetar una nova generació electrònica basada en tecnologies totalment diferents dins l'àmbit de les Nanotecnologies. Tots aquests avanços exigeixen una recerca i innovació constant en la resta d'àrees complementaries com són les d'encapsulat. L'encapsulat ha de satisfer bàsicament tres funcions: Interfície elèctrica del sistema amb l'exterior, Proporcionar un suport mecànic al sistema i Proporcionar un camí de dissipació de calor. Per tant, si tenim en compte que la majoria d'aquests dispositius d'altes prestacions demanden un alt nombre d'entrades i sortides, els mòduls multixip (MCMs) i la tecnologia flip chip es presenten com una solució molt interessant per aquests tipus de dispositiu. L'objectiu d'aquesta tesi és la de desenvolupar una tecnologia de mòduls multixip basada en interconnexions flip chip per a la integració de detectors de píxels híbrids, que inclou: 1) El desenvolupament d'una tecnologia de bumping basada en bumps de soldadura Sn/Ag eutèctics dipositats per electrodeposició amb un pitch de 50µm, i 2) El desenvolupament d'una tecnologia de vies d'or en silici que permet interconnectar i apilar xips verticalment (3D packaging) amb un pitch de 100µm. Finalment aquesta alta capacitat d'interconnexió dels encapsulats flip chip ha permès que sistemes de píxels tradicionalment monolítics puguin evolucionar cap a sistemes híbrids més compactes i complexes, i que en aquesta tesi s'ha vist reflectit transferint la tecnologia desenvolupada al camp de la física d'altes energies, en concret implantant el sistema de bump bonding d'un mamògraf digital. Addicionalment s'ha implantat també un dispositiu detector híbrid modular per a la reconstrucció d'imatges 3D en temps real, que ha donat lloc a una patent.

Günter Strauss e a Colecção de Minerais do Museu Mineiro do Louzal

Günter Strauss is Ph.D. in geology from the University of Munich in 1965. He is a German living by long time in Spain. Naw he is a SAPEC High Advisser His doctoral thesis, submitted in 1965, with the title "About the Geology of the Province of pyrite Southwest of the Iberian Peninsula and its oil fields, especially in the pyrite mine Louzal - Portugal" Systematized the term" Iberian Pyrite Belt ", called for the deposits of iron ore cuprífera, rich in sulfur and other metallic minerals, which occurs between the rivers Sado and Guadalquivir, where they settled several mining complexes, of Louzal, Rio Tinto, through Castro Verde, Santo Domingo and Tharsis. Local mining tradition with an ancient where today seeks to preserve the legacy and memory of mining through measures to enhance equity. The result of work carried out Louzal then formed the basis of geological and documentary collection that has survived and has been proposed for cultural units under the activities of the mining museum Louzal. The richness and importance of this collection, consisting of several hundred documents, geological samples classified, minerals and cartography, comes from its presence Situ"In its state of preservation, that despite the various threats it is still within reach of their preservation, and the relative rarity of such collections, with the units of mining production. This communication aims to reveal the contribution of Mr Strauss for the formation of this collection and submit his proposal for cultural units, with the hope that those responsible for safeguarding them understand the need for its preservation and dissemination. So discuss the scientific and professional way Günter Strauss, a geologic formation of the estate of Mines Louzal, and the draft musealization proposition.

Desarrollo de catalizadores en sistemas de reacción avanzados para la producción de hidrógeno a partir de biogás

[ES]En el presente documento se expone el estudio experimental que consiste en la comparación de diferentes catalizadores en sistemas de reacción avanzados, microrreactores, para la producción de hidrógeno a partir de biogás. El hidrógeno es un vector energético que puede emplearse como combustible, y por tanto, un candidato perfecto para sustituir aquellos combustibles provenientes de fuentes fósiles. Este Proyecto de Fin de Grado se ha basado en desarrollar el proceso conocido como tri-reformado de biogás. Esta técnica, al contrario que las técnicas convencionales de producción, presenta numerosas ventajas ya que la materia prima empleada, el biogás, es una fuente de origen renovable. Para llevar a cabo este estudio se han preparado distintos catalizadores, basados todos ellos en platino. La elección de este metal noble es debido a su alto grado de reactividad, especialmente en sistemas de reacción micro-estructurados. Con el objetivo de reducir los costes asociados al propio catalizador, se añadieron, junto con el platino, otros metales más baratos a fin de analizar su idoneidad en el proceso del tri-reformado. Por tanto, partiendo de un catalizador de referencia que contiene un 5% de platino, se prepararon otros catalizadores mantenido constante, en un 5%, la composición de metal total. Estos catalizadores se han denominado de la siguiente manera: 2.5(Pt-Me), siendo Me cada especie metálica diferente. Tras preparar los catalizadores, se llevaron a cabo diferentes experimentos con un reactor convencional de lecho fijo. El objetivo fue establecer unas condiciones de operación tal que asegurasen una adecuada comparación entre catalizadores. De este modo, se realizaron ensayos de actividad catalítica a diferentes temperaturas y velocidades espaciales para someter a los catalizadores a condiciones de operación extremas, bajo las cuales, las diferencias entre catalizadores fueran más notorias. Una vez detalladas las condiciones de operación adecuadas para la comparación de catalizadores, se llevaron a cabo los correspondientes ensayos con los catalizadores impregnados en los sistemas de reacción avanzados, denominados micorreactores. Estos ensayos se basaron en operar a una velocidad espacial constante para estudiar la influencia de la temperatura. Además, se llevaron a cabo ensayos de estabilidad de hasta 110 horas en las condiciones de operación más desfavorables. Por último se compararon las conversiones de CH4 y CO2 y el rendimiento de H2 de todas las formulaciones catalíticas preparadas, y se concluyó que el mejor candidato para el proceso del tri-reformado es el catalizador 2.5(Pt-Pd).

Sonogashira coupling on an extended gold surface in vacuo: reaction of phenylacetylene with iodobenzene on Au(111)

Temperature-programmed reaction measurements supported by scanning tunneling microscopy have shown that phenylacetylene and iodobenzene react on smooth Au(111) under vacuum conditions to yield biphenyl and diphenyldiacetylene, the result of homocoupling of the reactant molecules. They also produce diphenylacetylene, the result of Sonogashira cross-coupling, prototypical of a class of reactions that are of paramount importance in synthetic organic chemistry and whose mechanism remains controversial. Roughened Au(111) is completely inert toward all three reactions, indicating that the availability of crystallographically well-defined adsorption sites is crucially important. High-resolution X-ray photoelectron spectroscopy and near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy show that the reactants are initially present as intact, essentially flat-lying molecules and that the temperature threshold for Sonogashira coupling coincides with that for C−I bond scission in the iodobenzene reactant. The fractional-order kinetics and low temperature associated with desorption of the Sonogashira product suggest that the reaction occurs at the boundaries of islands of adsorbed reactants and that its appearance in the gas phase is rate-limited by the surface reaction. These findings demonstrate unambiguously and for the first time that this heterogeneous cross-coupling chemistry is an intrinsic property of extended, metallic pure gold surfaces: no other species, including solvent molecules, basic or charged (ionic) species are necessary to mediate the process.

The effect of consumption volume on profile and liking of oral nutritional supplements of varied sweetness: sequential profiling and boredom tests

Oral nutrition supplements (ONS) are routinely prescribed to those with, or at risk of, malnutrition. Previous research identified poor compliance due to taste and sweetness. This paper investigates taste and hedonic liking of ONS, of varying sweetness and metallic levels, over consumption volume; an important consideration as patients are prescribed large volumes of ONS daily. A sequential descriptive profile was developed to determine the perception of sensory attributes over repeat consumption of ONS. Changes in liking of ONS following repeat consumption were characterised by a boredom test. Certain flavour (metallic taste, soya milk flavour) and mouthfeel (mouthdrying, mouthcoating) attributes built up over increased consumption volume (p 0.002). Hedonic liking data from two cohorts, healthy older volunteers (n = 32, median age 73) and patients (n = 28, median age 85), suggested such build-up was disliked. Efforts made to improve the palatability of ONS must take account of the build up of taste and mouthfeel characteristics over increased consumption volume.

Light-induced off-flavor development in cloudy apple juice

Cloudy apple juice has been found to develop off-flavors during storage in daylight. The development of off-flavors and volatile compounds was monitored in reconstituted juice prepared from 'Golden Delicious' and 'Fuji' apple concentrates stored in glass bottles under fluorescent light (3000 Ix, 8 degrees C). A strong metallic off-flavor was formed by photooxidation. A major contributor to the off-flavor was identified as 1-octen-3-one by gas chromatography-olfactometry. In addition, six volatile compounds, pentanal, 2-methyl-1-penten-3-one, hexanal, (E)-2-heptenal, 6-methyl-5-hepten-2-one, and (E)-2octenal, increased significantly after light exposure and could contribute to the off-flavor. Except for pentanal and hexanal, these volatiles were found only after light exposure. Higher levels of volatiles were observed in juice from 'Golden Delicious' apples than in juice from 'Fuji' apples, and this difference was consistent with higher levels of suspended solids. When the suspended solids were removed by centrifugation, the development of volatiles on exposure to light was reduced significantly.

Apparent specific volumes and tastes of cyclamates, other sulfamates, saccharins and acesulfame sweeteners

Measurements of apparent specific volume (ASV) for a series of alternative sweeteners (cyclamates, sulfamates, saccharins, acesulfames and anilinomethanesulfonates) have been made. Taste data have been obtained for many of the new compounds unless the toxicity of the associated metals precluded this. Apparent molar volume (AMV), isentropic specific (IASC) and isentropic molar (IAMC) compressibilities were also measured. Sixteen metallic cyclamates cyc-C6H11NHSO3M and two phenylsulfamates ArNHSO3Na, namely 3.5-dimethyl- and 3,4-dimethoxyphenylsulfamates have been examined. When the ASVs for these are combined with those for 15 aliphatic, aromatic and alicyclic sulfamates from a previous study, many of the values are seen to fall into the region that was previously identified as being the "sweet area", i.e. the ASVs lay between similar to0.5 and similar to0.7 (a few sweet compounds fall below this range and it is suggested that it could be extended slightly to accommodate these). Interestingly, the anilinomethanesulfonates, ArNHCH2SO3Na (Ar = C6H5-, 3-MeC6H4- and 3-ClC6H4-) lie clearly in the sweet region but only one of them shows slight sweetness showing that the molecular structural change made (compared with the 'parent' sulfamate-NHSO3-) cannot be accommodated at the receptor site. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Micromachined waveguide antennas for 1.6 THz

A new type of horn antenna for operation at 1.6 THz, that can be fabricated monolithically with 1/4-height micromachined waveguide, is described. Height, limitations imposed by the micromachining process are overcome by removing a tapered slot in the upper surface of a scalar horn, allowing the E-plane fields to extend outside the confines of the metallic structure before radiation, with a consequent reduction in E-plane beamwidth. 1.6 THz radiation pattern measurements for different designs show that, while there is scope for further optimisation, 3 dB beamwidths of 24 degrees and 17.5 degrees in the E- and H-planes, respectively, can be achieved.

Charge transfer in Cr adsorption and reaction at the rutile TiO2(110) surface

The rutile TiO2(110) surface has been doped with sub-monolayer metallic Cr, which oxidises and donates charge to specific surface Ti ions. X-Ray and ultra violet photoemission spectroscopy and first principles density functional theory with Hubbard U are used to assign the oxidation states of Cr and surface Ti and we find that Cr2+ forms on bridging oxygen ions and a 5-fold coordinated surface Ti atom is reduced to Ti3+ and the Cr ions readily react with oxygen (to Cr3+), which leads to depletion of surface Ti3+ 3d electrons.

Untitled (Abstraction of Labour Time/ External Recurrence/Monad)

Commissioned print. Artist of the Month Club: February, 2010. January Curator: Mark Beasley. Invisible Exports Gallery, New York. Archival Inkjet Print on metallic silver polyester, 841 x 643mm. Edition of 50 + 10ap. Subsequently exhibited in the following exhibition: 'A Unicorn Basking in the Light of Three Glowing Suns' The Devos Art Museum School of Art & Design at Northern Michigan University October 8 – November 14, 2010 Curated by Anthony Elms and Philip von Zweck