Parametric analysis of different compact tension specimens for fracture toughness characterisation in woven composite materials

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Imperial College London, entre juliol i novembre de 2006. En aquest treball s’ha investigat la geometria més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. L’objectiu és assegurar la propagació de l’esquerda sense que la proveta falli abans per cap altre mecanisme de dany per tal de permetre la caracterització experimental de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. Amb aquesta fi, s’ha dut a terme l’anàlisi paramètrica de diferents tipus de provetes mitjançant el mètode dels elements finits (FE) combinat amb la virtual crack closure technique (VCCT). Les geometries de les provetes analitzades corresponen a la proveta de l’assaig compact tension (CT) i diferents variacions com la extended compact tension (ECT), la proveta widened compact tension (WCT), tapered compact tension (TCT) i doubly-tapered compact tension (2TCT). Com a resultat d’aquestes anàlisis s’han derivat diferents conclusions per obtenir la geometria de proveta més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. A més, també s’han dut a terme una sèrie d’assaigs experimentals per tal de validar els resultats de les anàlisis paramètriques. La concordança trobada entre els resultats numèrics i experimentals és bona tot i la presència d’efectes no previstos durant els assaigs experimentals.

Thickening of phase change materials (PCM) to avoid segregation

Estudi elaborat a partir d’una estada a Çukurova University, Turquia, al juliol del 2006. L’emmagatzematge d’energia tèrmica ha atret interès en aplicacions tèrmiques com l’aigua calenta, la calefacció i l’aire condicionat. Aquests sistemes són útils per corregir la no coincidència entre la oferta i la demanda d’energia. Principalment hi ha dos tipus de sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica, emmagatzematge amb calor sensible i amb calor latent. L’emmagatzematge amb calor latent és particularment atractiu degut a la seva habilitat de donar una densitat d’emmagatzematge d’energia més alt i la seva característica d’emmagatzemar calor a una temperatura constant corresponent a la temperatura de transició de fase de la substància emmagatzemadora de calor. Les salts hidratades orgàniques tenen certes avantatges com a materials d’emmagatzematge de calor latent sobre els materials orgànics. En canvi, quan les salts hidratades s’utilitzen com a materials de canvi de fase (PCM) apareixen alguns problemes en les aplicacions d’emmagatzematge de calor latent. Aquests són el subrefredament de les salts hidratades quan es congelen degut a les seves dèbils propietats de nucleació, i la separació de fase que hi apareix degut a una fusió incongruent. En aquest estudi, s’estabilitza sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) amb diferents concentracions de poliacrilamida i gelatina per prevenir la fusió incongruent. Per prevenir el subrefredament s’utilitza un agent nucleant amb una estructura cristal•lina semblant a la de la sal de Glauber. La capacitat d’emmagatzematge de calor de les mostres de PCM estabilitzades amb diferents concentracions de gels polimèrics es determinen amb DCS i amb el mètode T-history.

The influence of building materials on the residual action of BHC

Residual insecticide activity of BHC vapors from various building materials in controlled humidity chambers in the laboratory were significantly different. Laboratory-reared, first instar nymphs of Dipetalogaster maximus were exposed to vapors of BHC which were being released from the treated surfaces of building materials taken from Mambaí, Goiás.

FIB una eina per a l'enginyeria de materials

En aquest projecte es presenta la tecnologia FIB com una eina capaç d'oferir solucions de nanocaracterització i nanofabricació dins de l'entorn del BCN-b. En primer lloc es fa una breu descripció dels fenòmens que ocorren durant la utilització de l'equip i sobre les característiques i components que l'integren. S'analitza casos concrets d'inspecció de seccions de mostres de diferents naturalesa (materials multicapa, dispositius electromecànics i òptics, materials biològics), de preparació de mostres TEM, d'edició de circuits electrònics, de nanofabricació sobre diferents materials (conductors i aïllants) i de nanoexperimentació. Aquestes aplicacions són exemples sobre l'ús que ha tingut l'equip durant la realització d'aquest projecte i, sobretot, serveixen de carta de presentació sobre el gran ventall de possibilitats que, amb el CrossBeam 1560 XB, es pot oferir. Finalment, es conclou explicant quina serà la política de funcionament de l'equip i les previsions sobre la seva gestió.

Biological materials in colorectal surgery: current applications and potential for the future.

Biological materials are increasingly used in abdominal surgery for ventral, pelvic and perineal reconstructions, especially in contaminated fields. Future applications are multi-fold and include prevention and one-step closure of infected areas. This includes prevention of abdominal, parastomal and pelvic hernia, but could also include prevention of separation of multiple anastomoses, suture- or staple-lines. Further indications could be a containment of infected and/or inflammatory areas and protection of vital implants such as vascular grafts. Reinforcement patches of high-risk anastomoses or unresectable perforation sites are possibilities at least. Current applications are based mostly on case series and better data is urgently needed. Clinical benefits need to be assessed in prospective studies to provide reliable proof of efficacy with a sufficient follow-up. Only superior results compared with standard treatment will justify the higher costs of these materials. To date, the use of biological materials is not standard and applications should be limited to case-by-case decision.

Avaluació de set materials representatius del programa didàctic aplicat a les Escoles Bressol Municipals de Mataró dins del projecte de formació del professorat 2006/07

ii. Desprès de finalitzar el primer any d’aplicació del projecte “La música a les Escoles Bressol Municipals de Mataró”, s’inicia la present recerca, en la que participen tots els grups que formen part del projecte, amb l’objectiu de valorar-ho i veure’n la continuïtat. Es detecta que els materials emprats en la proposta didàctica són l’element que ha esdevingut més exitós fins al moment. Definint-ne una mostra de set materials, es procedeix a determinar l’ús que les educadores els atorguen en relació a la proposta didàctica i a avaluar-los

Correlation of wear in vivo and six laboratory wear methods.

OBJECTIVE: We examined the correlation between clinical wear rates of restorative materials and enamel (TRAC Research Foundation, Provo, USA) and the results of six laboratory test methods (ACTA, Alabama (generalized, localized), Ivoclar (vertical, volumetric), Munich, OHSU (abrasion, attrition), Zurich). METHODS: Individual clinical wear data were available from clinical trials that were conducted by TRAC Research Foundation (formerly CRA) together with general practitioners. For each of the n=28 materials (21 composite resins for intra-coronal restorations [20 direct and 1 indirect], 5 resin materials for crowns, 1 amalgam, enamel) a minimum of 30 restorations had been placed in posterior teeth, mainly molars. The recall intervals were up to 5 years with the majority of materials (n=27) being monitored, however, only for up to 2 years. For the laboratory data, the databases MEDLINE and IADR abstracts were searched for wear data on materials which were also clinically tested by TRAC Research Foundation. Only those data for which the same test parameters (e.g. number of cycles, loading force, type of antagonist) had been published were included in the study. A different quantity of data was available for each laboratory method: Ivoclar (n=22), Zurich (n=20), Alabama (n=17), OHSU and ACTA (n=12), Munich (n=7). The clinical results were summed up in an index and a linear mixed model was fitted to the log wear measurements including the following factors: material, time (0.5, 1, 2 and 3 years), tooth (premolar/molar) and gender (male/female) as fixed effects, and patient as random effect. Relative ranks were created for each material and method; the same was performed with the clinical results. RESULTS: The mean age of the subjects was 40 (±12) years. The materials had been mostly applied in molars (81%) and 95% of the intracoronal restorations were Class II restorations. The mean number of individual wear data per material was 25 (range 14-42). The mean coefficient of variation of clinical wear data was 53%. The only significant correlation was reached by OHSU (abrasion) with a Spearman r of 0.86 (p=0.001). Zurich, ACTA, Alabama generalized wear and Ivoclar (volume) had correlation coefficients between 0.3 and 0.4. For Zurich, Alabama generalized wear and Munich, the correlation coefficient improved if only composites for direct use were taken into consideration. The combination of different laboratory methods did not significantly improve the correlation. SIGNIFICANCE: The clinical wear of composite resins is mainly dependent on differences between patients and less on the differences between materials. Laboratory methods to test conventional resins for wear are therefore less important, especially since most of them do not reflect the clinical wear.

Isotermes d'adsorpció d'alquilfenols en sediments i altres materials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Center of Applied Geosciences de la Eberhard Karls Universität entre abril i octubre del 2007. Durant l'estada es va adquirir la tècnica per a la realització d'isotermes d'adsorció aplicant-la posteriorment a l'estudi de dos compostos del grup dels alquilfenols (nonilfenol i octilfenol). Aquestes isotermes es van realitzar en diversos sediments provinents de la conca hidrogràfica del riu Ebre i en altres dos materials (lignit i torba), tots ells amb diferent contingut de carboni orgànic total (que varia entre 0,4% per a un dels sediments i 47,8% per a la torba), per a estudiar la influència d'aquest paràmetre en els comportament del nonilfenol pel que fa a l'adsorció. Per altra banda es va afegir l’octilfenol a l’estudi, tant per separat com en combinació amb el nonilfenol, i es va extendre la isoterma per al nonilfenol a concentracions més baixes, properes a les concentracions que es poden trobar d’aquest compost al medi. Aquestes últimes isotermes es van realitzar utilitzant en tots els casos un dels sediments del riu Ebre, amb un contingut de carboni orgànic del 5,8 %, per a poder comparar els resultats sense la influència d’aquest paràmetre. Totes les mostres es van analitzar utilitzant un cromatogràf de gasos acoblat a un espectròmetre de masses.

Preparació de materials monolítics quirals contenint derivats de poli-4R-hidroxi-L-prolina per a la separació de molècules enantiomèriques per cromatografia líquida

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universitat de California a Berkeley, Estats Units, entre març i juny de 2007. La cromatografia líquida emprant fases estacionàries quirals ha estat una de les tècniques més desenvolupades per a la separació d’enantiòmers. A més de presentar una elevada enantioselectivitat, és desitjable que els materials utilitzats amb aquesta finalitat permetin separacions altament cost-efectives. Una alternativa a l’us de mètodes més convencionals, en què el selector quiral està ancorat sobre gel de sílice particulada, és la utilització de materials monolítics, que es caracteritzen per ser d’una sola peça i altament porosos. L’elevada porositat d’aquests materials, una de les característiques que els fan més útils, permet treballar amb un flux de fase mòbil molt superior al permès amb les matrius convencionals. Aquest fet permet disminucions considerables dels temps d’anàlisi amb pressions de columna molt inferiors als límits establerts per garantir la seva durabilitat. D’altra banda, l’enantioselectivitat i la resolució vers als diferents analits es manté constant. El projecte, de quatre mesos de durada, s’ha centrat en la preparació de materials monolítics quirals de naturalesa orgànica o inorgànica contenint com a selectors quirals derivats de poli-hidroxi-prolina. Aquest materials s’han aplicat com a fases estacionàries quirals en cromatografia líquida en format estàndard i capil•lar. Els resultats cromatogràfics (selectivitat i eficiència) s’han comparat amb els obtinguts amb columnes de matriu particulada preparades prèviament.

Ciutadania i drets humans (Disseny de cursos i materials docents per a la educació no universitària)

El projecte Ciutadania i Drets humans és un projecte d’innovació pedagògica dirigit a crear els materials necessaris per a l’ensenyament dels drets humans a l’educació secundària, utilitzant les noves tecnologies. Els continguts del projecte (primer any) són: Dignitat i justícia, Llibertat i seguretat, Igualtat i violència de gènere i Llibertat d’expressió. El mètode per a l’ensenyament parteix de la dinàmica d’estudi de cas. Amb aquesta finalitat els alumnes realitzaran a l’aula, exercicis de representació i anàlisis de diversos casos tractats per tribunals internacionals, nacionals i autonòmics així com instàncies de defensa dels ciutadans. Els alumnes poden desenvolupar habilitats cognitives tals com l’argumentació oral i escrita, la reflexió, el debat, la crítica i la presa de consciència de la diversitat de perspectives. A nivell de contingut tindran els coneixements bàsics dels sistemes de protecció dels drets, tals com el Tribunal Europeu de Drets Humans, el Síndic de Greuges i altres òrgans de garantia. El material elaborat consta d’una web per als alumnes com a eina de suport als continguts treballats a l’aula i una web per al professorat de secundària amb continguts, mètodes i casos, en forma de temes i unitats didàctiques.

Comparison of four embolic materials for portal vein embolization: experimental study in pigs.

Different embolic materials for portal vein embolization (PVE) were evaluated. Twenty pigs received left and median PVE. Hydrophilic phosphorylcholine, N-butyl cyanoacrylate, hydrophilic gel, and polyvinyl alcohol (PVA) particles measuring either 50-150 microm or 700-900 microm were used in five pigs each. Portography and portal vein pressure measurement were performed before, immediately after PVE, and before being euthanized at day 7. Tissue wedges from embolized, and non-embolized liver were obtained for pathology. After complete embolization, recanalization occurred at 7 days in one gel and one 700-900 PVA embolization. Post-PVE increase in portal pressure was found in all groups (p = 0.01). The area of the hepatic lobules in non-embolized liver was larger than in the embolized liver in all groups (p = 0.001). The ratios of the areas between non-embolized/embolized livers were 1.65, 2.19, 1.57, and 1.32 for gel, NBCA, 50-150 PVA and 700-900 PVA, respectively; the ratios of fibrosis between the embolized and non-embolized livers were 1.37, 3.01, 3.49, and 2.11 for gel, NBCA, 50-150 PVA and 700-900 PVA, respectively. Hepatic lobules in non-embolized liver were significantly larger with NBCA than in other groups (p = 0.01). Fibrosis in embolized liver was significantly higher for NBCA and 50-150 PVA (p = 0.002). The most severe changes in embolized and non-embolized liver were induced by 50-150 PVA and NCBA PVE.

Materials porosos per liofilització: els liogels

En aquest treball sobre materials porosos obtinguts per liofilització, s’ha demostrat que es poden produir materials anàlegs als aerogels de sílice mitjançant un procés de congelació i posterior sublimació. Malgrat les dificultats que es presenten en el procés de congelació, s’ha aconseguit un nou producte que hem denominat LIOGELS (per diferenciar-los dels aerogels) amb més o menys graus de monoliticitat segons la composició i el procés realitzat. S’han estudiat diversos sistemes de congelació, principalment amb nitrogen líquid i en la cambra del liofilitzador a -80ºC, però també s’han comparat els resultats de congelacions de gels amb tert-butanol a 12ºC (el tert-butanol fon a 25,69ºC). S’han sintetitzat diferents tipus de gels, de cara a la seva liofilització posterior. Alguns dels gels s’han deixat assecar amb molta cura i molt lentament per produir xerogels monolítics, amb l’objectiu de comparar les estructures dels aerogels, els xerogels i els nous liogels produïts en aquest treball. Per tal d’aconseguir líquids de rentat que al congelar no trenquessin l’estructura, s’han buscat les mescles idònies de dissolvents (que no canviessin de volum al congelar). S’ha instal·lat un equip de liofilització a l’Icmab, que s’ha utilitzat per elaborar les mostres estudiades. L’equip de liofilització té fonamentalment dos modes de funcionament: sublimació a través d’un "manifold" i dins d’una cambra amb safates. Per a la caracterització de les mostres dels nous materials obtinguts, s’ha utilitzat l’equip BET, i els equips de microscòpia electrònica SEM i TEM de l’ICMAB. S’han avaluat els resultats obtinguts amb l’equip de porosimetria (BET) i s’han analitzat les fotografies del SEM i del TEM, fent les oportunes comparacions entre aerogels i liogels, i entre aquests i els xerogels.

Internet com a laboratori virtual dins de l'ensenyament d'Enginyeria de Materials

L’objectiu principal d’aquest projecte és seleccionar i exposar una sèrie de recursos disponibles a Internet, que permetin complementar o facilitar l’aprenentatge dels continguts de la titulació d’Enginyeria de Materials. Al llarg del treball es presenten un total de 124 animacions de diferents temàtiques. La majoria d’elles provenen de pàgines web d’universitats i centres involucrats en l’estudi de materials. També s’exposa una animació d’elaboració pròpia, així com el fonament teòric en què es basa. Cal destacar que l’ús d’applets en l’ensenyament d’Enginyeria de Materials no implica una despesa econòmica extra, i que està d’acord amb les directrius de generar els mínims residus i de fomentar la reducció en origen, establertes en el Pla d’Acció Local per a la Sostenibilitat de la UAB. Gràcies també a la facilitat d’ús, els applets tenen un futur prometedor en l’ensenyament de moltes matèries.