El trabajo realizado para la tesis se ha centrado en el desarrollo y el estudio de multi-sensores químicos basados en silicio para aplicaciones biomédicas. Dicho trabajo se divide en tres partes:En la primera parte se han fabricado sensores de silicio basados en transistores de efecto de campo sensibles a iones (ISFET). El dispositivo tiene forma de aguja e incluye dos sensores ISFETs, un pseudo-electrodo de referencia de platino y un sensor de temperatura basado en una resistencia de platino. Los ISFETs se han caracterizado eléctricamente como transistores MOSFET y químicamente como sensores de pH, con resultados satisfactorios, lo que ha demostrado la viabilidad de las tecnologías de fabricación.Se han desarrollado MEMFETs selectivos al ión potasio depositando sobre el ISFET una membrana polimérica de PVC que contiene la valinomicina como ionóforo. Los sensores mostraron una respuesta de 50 mV/década aproximadamente, en un rango de actividad del ión K+ que va desde 10-4 M hasta 10-1 M.Debido a su gran volumen, el electrodo de referencia estándar no es práctico para trabajar con ISFETs. Por ello se ha estudiado la realización de medidas diferenciales utilizando además del MEMFET de potasio, un ISFET de referencia (REFET) y el pseudo electrodo de platino integrado en el dispositivo permitiendo así la substitución del electrodo de referencia. El REFET se ha fabricado depositando una membrana polimérica de PVC inerte. Para mejorar la adherencia de la membrana a la superficie del REFET se ha realizado un proceso de silanización de la superficie, consistente en modificar químicamente la superficie del dieléctrico, de modo que se crean enlaces mediante los cuales la membrana queda bien adherida al dispositivo.Se ha caracterizado también el sensor de temperatura basado en una resistencia de platino integrado en la aguja. Los resultados obtenidos son muy lineales y repetitivos, con un valor del coeficiente de temperatura de la resistencia TRC de 26873 ppm/C.En la segunda parte de la tesis, se han desarrollado microelectrodos de estado sólido sensibles al ión hidrógeno en forma de aguja de silicio, basados en membranas poliméricas, utilizando como ionóforos el Chromoionoforo I (ETH 5294) y el Tri-n-dodecilamino (TDDA). Se ha depositado sobre los microelectrodos de platino un nuevo material polimérico conductor; el polipirrol dopado con el anión cobaltabisdicarballuro [3,3'-Co(1,2-C2B9H11)2]- mediante la técnica de electropolimerización. Este polímero actúa como capa intermedia entre el platino y la membrana. El empleo de esta etapa intermedia aumenta considerablemente la adherencia de la membrana PVC sobre la superficie del transductor y por tanto el tiempo de vida.Las características de respuesta de los microelectrodos son muy satisfactorias. Los dispositivos presentan una sensibilidad nernstiana en un rango de respuesta amplio (pH 3.5-11.0). Los coeficientes de selectividad potenciometricos obtenidos ponen de manifiesto la buena selectividad de los microelectrodos al ión hidrógeno en presencia de iones como potasio, sodio y litio.La ultima parte de este trabajo ha sido dirigida a la búsqueda de soluciones a dificultades que han sido encontradas en la utilización química de los MEMFETs sensibles al ión K+. En este sentido, se ha estudiado la modificación del óxido de silicio utilizado en la puerta del ISFET con el fin de variar su selectividad a iones específicos. Para ello se han fabricado estructuras capacitivas sensibles al ión potasio utilizando membranas inorgánicas basadas en la técnica de implantación iónica del ión aluminio y potasio en el oxido de silicio. Las estructuras han sido caracterizadas mediante la técnica capacidad-tensión (C-V) a alta frecuencia. Las características de respuesta obtenidas tanto en cuanto a sensibilidad como a selectividad han sido aceptables y comparables con las halladas en la bibliografía. / The thesis work has been focused on the development and the study of chemical multi-sensors based on silicon for biomedical applications. The work is divided in three parts:In the first part we fabricated sensors based on ion-sensitive field-effect transistors (ISFET). The device has the form of a needle and includes two ISFET sensors, a platinum pseudo-reference electrode and a temperature sensor based on a platinum resistor. The ISFETs have been characterised both electrically as MOSFET transistors and chemically as pH sensors with good results, thus demonstrating the viability of the fabrication technologies.Potassium selective MEMFET devices have been obtained by solvent-casting a poly(vinyl chloride) (PVC) plasticized potassium-sensitive membrane, containing valinomycin as ionophore, on the insulator gate. Linear responses have been obtained in a range of K+ activity between 10-4 M and 10-1 M approximately, with an almost Nerntsian sensitivity (50 ± 2 mV per decade).To make useful measurements with ISFETs in their final application, the use of conventional reference electrodes, which are big and fragile, should be avoided. This can be done if a differential setup is used, with two ISFETs that show different sensitivities to the measuring ion. In that case, a metallic quasi-reference electrode can be used. The electrical potential at the electrode-electrolyte interface is unstable, but it is measured by the differential ISFET pair as a common mode voltage and is eliminated. For the differential measurement one of the ISFETs has to be made insensitive to the measuring ion (reference-ISFET or REFET). In this work we used the platinum pseudo electrode integrated in the device. The REFET has been fabricated by depositing a polymeric PVC inert membrane. To improve the adherence of the membrane to the surface of the REFET, a surface functionalization process has been realized.The temperature sensor based on a platinum resistance integrated in the needle has been also characterized. The response of the resistance with the temperature is highly linear and repetitive with a resistance temperature coefficient of 26873 ppm/C.In the second part of the work, we have developed hydrogen selective solid state microelectrodes based on silicon needle. The microelectrodes are based on an hydrogen selective PVC membrane containing either Chromoionophore I (ETH 5294) or Tri-n-dodecylamine (TDDA) ionophores. A novel electrodeposited conductive polymer, Polypyrrole (PPy) doped with Cobaltabis(dicarbollide) ions ([3.3-Co(1.2C2B9H11)2]), has been used as a solid internal contact layer between the solid surface (Pt) and the polymeric sensitive membrane. The presence of this polypyrrole layer greatly increases the stability of the microelectrodes.The potenciometric response characteristics of the microelectrodes are very satisfactory. The devices exhibited excellent selectivity to Hydrogen against common interfering cations, as potassium, sodium and lithium, in background solutions. The pH response shows also a good linearity in a wide pH range (3.5-11.0), with Nernstian slopes.The last part of this work has been directed to the research of solutions to the difficulties that have been found in the chemical utilization of the potassium sensitive MEMFETs. We have studied the modification of the silicon dioxide on the ISFET gate to change its selectivity to specific ions. In this way we have obtained potassium-sensitive capacitive structures by ion implantation of K+ and Al+ ions into silicon dioxide on silicon with low energy in order to reduce the damage to the substrate during the process of implantation. As this method is compatible with the standard CMOS process, these results can be considered as promising for its application to the production of ISFET devices sensitive to potassium. The structures have been characterized by means of the capacity-tension (C-V) method at high frequency. The characteristics of response obtained (sensibility and selectivity) have been acceptable and comparable with those found in the bibliography.

No description available.

Los Esquemas de Extracción Secuencial, comúnmente denominados SES, han sido ampliamente utilizados para proporcionar información acerca de la disponibilidad, movilidad o persistencia de los metales pesados (HMs) derivados de diferentes fuentes de contaminación. En términos de asesoramiento de riesgos, la movilidad y disponibilidad asociada de los HMs, es de especial relevancia, dado que la toxicidad se encuentra directamente relacionada con estas características. De hecho, se conoce que el contenido pseudototal de HMs utilizado como un indicador en las políticas medioambientales actuales de la U.E., no proporciona una información correcta acerca de las cantidades disponibles de HMs y sólo representan la peor situación posible, sobreestimando el riesgo actual de una contaminación e ignorando el riesgo bajo ciertas situaciones. Consecuentemente, existe la necesidad de desarrollar una metodología capaz de proporcionar información acerca de la reactividad o movilidad de los contaminantes. En este sentido, los SES se convierten en una herramienta evaluadora e informativa de uso corriente, la cual proporcionará detalles acerca de la distribución o fraccionación de los HMs contaminantes presentes en suelos y sedimentos, lo cual se relaciona directamente con la predicción de su movilidad.Considerando la contaminación por HMs estudiada a lo largo de la presente tesis, los SES se han utilizado para la consecución de dos objetivos. El primero de ellos, busca proporcionar un valor añadido a la caracterización de la contaminación antropogénica mediante la aplicación de los SES, mientras el segundo, se centra en la elucidación de limitaciones de los SES, tales como la readsorción, la redistribución o la laboriosidad de estos, considerando siempre la aplicación sobre diferentes CRMs.Una vez validada la metodología, se desarrollan nuevas aplicaciones a partir de la integración del análisis estadístico multivariable, la geostadística y los datos de la fraccionación aplicados al estudio de un antiguo asentamiento minero. Los resultados obtenidos, revelan un incremento generalizado de la contaminación a lo largo del emplazamiento lo que favorece la movilidad y disponibilidad de los elementos estudiados. Por otra parte, la aplicación de la geoestadística, ha proporcionado la obtención de mapas de distribución espacial horizontal de los contaminantes basados en la movilidad, disponibilidad o persistencia de éstos, identificando la existencia de focos de contaminación y áreas potencialmente peligrosas, reduciendo el área de muestreo y los costes económicos de la monitorización ambiental cuando se requiere una evaluación de impacto ambiental.La aplicación de los SES a la caracterización del impacto ambiental derivado de sedimentos depositados en autopista, muestra una contaminación antropogénicamente favorecida de Cd, Cu, Pb y Zn, mientras que elementos como Cr y Ni muestran una contribución principalmente litogénica. Esta contaminación antropogénica, se ha caracterizado utilizando diferentes parámetros, principalmente los datos de la fraccionación, los valores medioambientales guía, los factores de enriquecimiento y los porcentajes de labilidad. Estos parámetros corrigen factores tales como la variabilidad geoquímica, la cual puede afectar a la estimación del potencial impacto medioambiental derivado de la contaminación por metales. Finalmente se han considerado los fenómenos de readsorción y redistribución, unas de las principales desventajas de la aplicación de los SES. Los resultados obtenidos indican que cuando se utiliza una colección de diferentes matrices geológicas, factores tales como el contenido de carbonatos, óxidos de hierro o manganeso o materia orgánica, resultan los principales contribuidores a los procesos de readsorción observados. Sin embargo, la readsorción y la redistribución, pueden ser considerados como un fenómeno natural, por lo que la subestimación de la disponibilidad o movilidad de los contaminantes no se convierte en un problema real. De este modo, la aplicación de los SES sobre un amplio espectro de matrices geológicas se convierte en una necesidad real para describir y documentar condiciones que puedan favorecer la readsorción y redistribución. / Sequential Extraction Schemes, commonly named SES, have been widely applied in order to provide information on heavy metals (HMs) availability, mobility or persistence on different pollution sources. For risk assessment purposes, the HMs mobility and their related availability are of a major importance since toxicity is directly related to such features. Moreover, as it is well known, pseudototal HMs content, used as indicator by actual environmental policies along E.U., does not provide a correct information on available amounts of HMs and it will only represent the worst possible situation overestimating the actual hazard and ignoring the risk under specific situations. Consequently, there is a need for a methodology able to provide information about reactivity or mobility of pollutants. In this sense, sequential extraction schemes (SES), became a common evaluative and informative tool by providing details on the distribution or partitioning of HMs in soils and sediments, what it is directly related to the prediction of their mobility. Considering the heavy metal pollution studied along the present thesis, SES have been used with two different objectives: i) to provide an additional value to the characterization of anthropogenic pollution by SES application, and ii) elucidation of the SES drawbacks, such as readsorption, redistribution, and time consuming by SES application to different CRMs. Once the methodology was validated, novel applications of SES fractionation data, by integrating statistical analysis and geostatistics with SES fractionation data, have been applied to the study of an old mining site. The obtained results reveal a general increase of metal pollution through the site that enhances mobility and availability of the studied HMs. By other side, the application of geostatistics to the mine area has provided HMs spatial horizontal distribution maps based on heavy metals mobility, availability or persistence, that allow identifying hot spots and potential hazardous areas, reducing the sampling area and the economical costs of initial monitoring when environmental impact assessment is needed.Regarding SES application and environmental impact characterization of pollutant roadside sediments, the obtained results show an enhanced anthropogenic contribution of Cd, Cu, Pb and Zn, while other metals such as Cr and Ni demonstrate a more likely lithogenic contribution. This anthropogenic contamination has been characterized using different parameters, mainly fractionation data, environmental guideline values, concentration enrichment ratios and lability percentages. This parameters correct factors such as geochemical variability, which would affect the estimation of a potential environmental impact due to the HMs pollution. Finally readsorption and redistribution phenomena, considered as one of the most important limiting factors of SES application have been studied. The obtained results indicated that when using a collection of geological matrices different factors such as, carbonates, Fe and Mn oxides and organic matter content were considered as main contributors to the observed readsorptions. However, readsorption and redistribution can be considered as natural phenomena, being the availability and mobility underestimation not a real problem and the application of SES over a wide spectrum of geological matrices become a real need in order to describe and document conditions that could favour readsorption.

Los imanes unimoleculares presentan un estado fundamental de espín elevado y una marcada anisotropía magnética, dando lugar a una barrera energética para la interconversión del momento magnético. Por consiguiente, presentan una velocidad lenta de relajación de la magnetización que origina la observación de propiedades magnéticas interesantes características de los dominios magnéticos, tales como las curvas de susceptibilidad magnética ac fuera de fase y las curvas de histéresis magnética. Adicionalmente, y debido a tratarse de materiales mesoscópicos, formados por unos cientos de átomos, las curvas de histéresis muestran un aumento en la velocidad de relajación de la magnetización a campos resonantes atribuidos a fenómenos cuánticos de relajación por efecto túnel. El origen de estas propiedades magnéticas se deben a moléculas individuales y no a efectos de largo alcance, tal y como confirman los estudios de relajación de la magnetización y capacidad calorífica. Los imanes unimoleculares son sistemas moleculares monodispersos que presentan un tamaño perfectamente definido a escala nanométrica. Por consiguiente, son perfectos candidatos como sistemas de almacenamiento de alta densidad de información con aplicaciones en el campo computacional cuántico. Sin embargo, para disponer en un futuro de un ordenador cuántico a nivel molecular, es necesario el desarrollo de nuevas técnicas de detección rápida. En comparación con los métodos de medida magnética convencionales, las técnicas espectroscópicas permiten una mayor sensibilidad y rapidez de lectura, tal y como demuestran las medidas magneto-ópticas realizadas por dicroísmo circular magnético (MCD). Además, para generar memoria magnética a nivel molecular, simultáneamente, es preciso desarrollar métodos sistemáticos que permitan depositar de forma controlada en superficie moléculas individuales o bien agregados moleculares para ser utilizados como bits de información magnética. En base a estos estudios, la aplicación de técnicas litográficas blandas ha permitido controlar el tamaño, posición y geometría de los agregados de Mn12 en superficie, tras ser caracterizados mediante técnicas de microscopia de fuerzas atómicas (AFM) y magnéticas (MFM). Un ejemplo a destacar lo constituye la superficie de películas delgadas poliméricas, debido a la combinación de las propiedades magnéticas de los Mn12, como imanes unimoleculares, y las características físicas en las matrices poliméricas tales como la flexibilidad, transparencia y baja densidad, siendo estos sistemas compuestos magnéticos perfectos materiales con aplicaciones magneto-ópticas. / Single-molecule magnets (SMM) have a large-spin ground state with appreciable magnetic anisotropy, resulting in an energy barrier for the spin reversal. As a consequence, the observation of interesting magnetic properties occurs, such as out-of-phase ac magnetic susceptibility signals and stepwise magnetization hysteresis loops. In addition to resonant magnetization tunnelling, during the last few years several other interesting phenomena have also been reported. The origin of the slow magnetization relaxation rates as well as of other phenomena are due to individual molecules rather than to long-range ordering, as confirmed by magnetization relaxation and heat capacity studies. Therefore, SMM represent nanoscale molecular magnets of a sharply defined size with potential use in quantum computing applications and towards the realization of the ultimate high-density information storage devices. However, if a truly molecular computational device based on SMM is to be achieved, the development of new spectroscopic techniques to detect them rapidly, taking advantage of magneto-optical properties, as well as new systematic studies to address them properly on surfaces, are highly required. On the basis of this, patterning with Mn12 aggregates can be attained on surfaces by applying soft lithography techniques, thereby controlling their size, distance and geometry control. Surface characterization of Mn12 patterns have been studied by Atomic Force Microscopy (AFM) and Magnetic Force Microscopy (MFM) imaging. For instance, the surface of polymer thin films results particularly interesting because of the advantageous properties of polymer matrices, such as flexibility, transparency and low density, which make these magnetic materials potentially useful for magneto-optical applications.

Las cintas superconductoras de alta temperatura (HTS) han emergido como materiales prometedores para sus uso en el campo de l'energía puesto que permiten reducir a mitad el tamaño de los equipos de energía eléctrica respecto a los convencionales, reducir las pérdidas de energía, aumentar la eficacia en la generación, la transmisión y la distribución de la misma, y así la reducir el impacto ambiental.Sin embargo, diversamente de los conductores típicos, los materiales superconductores basados en óxido son frágiles, se dañado fácilmente y son así difíciles de procesar. Hasta ahora ha sido posible producir longitudes de un kilómetro de cables HTS de primera generación, para el uso en el trasporte de corriente eléctrica. Las cintas superconductoras de YBCO, por ejemplo, pueden soportar altas densidades de corrientes críticas y por esto representan un candidato prometedor en el trasporte de electricidad.Uno del los substratos disponible para suportar el superconductor es un acero policristalino con una película epitaxial de YSZ en cima, YSZ(IBAD)/Stainless. El segundo que hemos utilizado es el NiO(SOE)/Ni(Rabit), una cinta de nickel previamente texturada por laminación y sucesivamente oxidata de manera controlada. Numerosas técnicas están disponible para la deposición de YBCO epitaxiale, nosotros elegimos el proceso más barato y industrialmente interesante: la técnica sol-gel. Para evitar la interacción entre el YBCO superconductor y el substrato epitaxial, evitando así la reducción de la corriente que el superconductor puede trasportar, es importante interponer un material inerte que transfiera su epitaxia al YBCO; este clase de películas se llaman capas tampón. El objetivo principal de esta tesis ha sido optimizar el crecimiento de las capas tampón por técnica química y finalmente estudiar la deposición del YBCO por TFA sobres esas muestras optimizadas. Las capas de cerámica que hemos estudiados han sido: CeO2, BaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, SrTiO3, BaCeO3 , y depositadas por el método químico: metal 2-4-&#61538;-diketone disuelto en ácido acético, o los metales isopropoxidos disuelto en metanol. Por depositar las soluciones precursoras hemos utilizado la técnica de spin coating. Controlando los diversos parámetros, velocidad, aceleración y la concentración de la solución obtuvimos películas homogéneas con diverso grosor. La fase de la cristalización se alcanza en un horno donde se controla l'atmósfera, la temperatura y la velocidad de calefacción. Durante esta investigación hemos adquirido un conocimiento total del acrecimiento de las películas delgada de MOD-CeO2. De una combinación de las análisis de TEM, de XRD y de RHEED observamos que el mecanismo de crecimiento tiene un comportamiento anómalo comparado con el otro materiales crecidos con la misma técnica.En este proceso de síntesis de la ceria, la nucleation homogénea de hecho esta favorita debido al bajo valor de Tnuc./Tmel ceria (Tnuc./Tmel=0.21). Solamente los granos nucleados sobre el substrato resultan texturados. La dependencia del tamaño de grano con temperatura sigue una relación de tipo Arrhenius, características de un crecimiento 3D del grano. Los análisis de EELS revelaron una fracción significativa de C residual que adorna los límites de grano, es probable que el crecimiento del límite de grano se quede bloqueando debido estas impurezas.Un proceso del recocido en aire a posteriores, ha demostrado la posibilidad de crecer las películas de CeO2 totalmente epitaxiales. Los análisis de EELS de tales muestras tratadas en oxígeno demuestran claramente que los límites de grano quedan limpios de las impurezas de C, desbloqueando así el crecimiento del grano. Después de un proceso largo de optimización de los parámetros de síntesis, podemos ahora controlar exactamente el crecimiento epitaxiale de la ceria. Se ha verificado que el óxido del cerio se puede crecer en YSZ(IBAD)/SS con solamente la orientación (00l). Para preservar la cinta del metal contra la oxidación, el proceso optimizado se ha adaptado a la deposición sobre substrato de acero inoxidable reduciendo la temperatura de síntesis a 900ºC. Hemos optimizado también la preparación de SrTiO3(STO) y BaZrO3(BZO) sobre MgO y YSZ mono-cristales y en seguida también sobre YSZ(IBAD)/SS y NiO(SOE)/Ni.La arquitectura más prometedora resultó ser STO/BZO/NiO(SOE)/Ni. Por ultimo depositamos YBCO por método TFA (Trifluoracéticetatos) sobre las capas tampones optimizadas. Una muestra de TFA-YBCO sobre CeO2/YSZ(IBAD)/SS preparada en aire a 900ºC en 8 h ha dato como resultado una densidad corriente crítica, Jc de 7 MA/cm2 a 5K, y 6·105A/cm2 a 77K. Estos valores están cerca de objectivo de un millón A/cm2 a 77K. Los experimentos sobre las capas tampón de BZO y de STO han demostrado la posibilidad de usar este sistema doble sobre NiO(SOE)/Ni como plantilla alternativa para el crecimiento de YBCO. Alcanzado una densidad de corriente crítica de Jc(5K) = 5·105A/cm2 con la mejor muestra de YBCO/STO/BZO/NiO(SOE)/Ni. / High-temperature superconducting (HTS) tapes have emerged as promising materials for superconducting power applications since they make possible electric power equipment that is half the size of conventional alternatives, with half energy losses, increasing the efficiency in the generation, transmission and distribution of the electric energy, and thus reducing the impact of power delivery on the environment. However, unlike typical conductors, oxide based superconductor materials are brittle and easily damaged and thus they are difficult to process and handle, specially forming large and flexible wires.Up to now it has been possible to produce kilometre lengths of the first generation of HTS wires for use in electrical transmission cables. YBCO coated conductors can support high critical current densities and is a promising candidate. One of the substrate available is a polycrystalline metal substrate with an epitaxial YSZ film on it, the ion-beam assisted deposition YSZ(IBAD)/Stainless Steel. The second is the textured NiO(SOE)/Ni(Rabit).Numerous methods are available for epitaxial deposition of YBCO, including vacuum techniques but we choose the cheaper non vacuum sol-gel processes.To avoid the interaction between the superconductor it is important to interpose a inert material that can transfer the epitaxy from the substrate to the YBCO, these kind of films are called buffer layers, avoiding than the reduction of the current that the superconductor can support. The main aim of this thesis was optimising the buffer layer growth by chemical technique and finally studying the deposition of TFA-YBCO on those optimised templates.The ceramic buffer layers studied:CeO2 , BaZrO3 , CaZrO3, SrZrO3, SrTiO3,BaCeO3The Sol-Gel system used was the Metal &#61538;-diketone dissolved in Acid Acetic, or Metal isopropoxide dissolved in methanol.The deposition step was performed by spin coating. Controlling the different parameters of rate and acceleration of the spinner and the precursor solution concentration we obtained homogenous films with different thickness. The crystallisation step is achieved in a furnace in a controlled atmosphere, temperature and heating rate.Important knowledge on the MOD-CeO2 thin film growth has been acquired during this research. From a combination of TEM, XRD and RHEED analyses it was observed that its growth mechanism exhibits an anomalous behaviour compared with other CSD derived films. The homogeneous nucleation in fact is favoured in this MOD process due to the low Tnuc./Tmel value for ceria film (Tnuc./Tmel=0.21). Only grains nucleated on the substrate are textured as observed in XTEM images. The grain size dependence with temperature follows an Arrhenius relation: <r>2=&#61537;otexp(-Q/kT), characteristics of 3D undergoing thermally activated grain growth . EELS analyses revealed a significant fraction of residual C decorating the grain boundaries, that very likely acts as a growth by blocking grain boundary motion. A process of post annealing or direct growth in static air, have demonstrated the possibility of growing completely epitaxial CeO2 films. EELS analyses of such samples clearly demonstrates that the oxygen clean up grain boundaries from C impurities thus unblocking grain growth. After a long process of synthesis parameter optimisation, we are now able to control exactly the epitaxial growth of ceria growth. It has been verified that Cerium oxide can be grown on YSZ(IBAD)/SS with only the (00l) orientation. The optimised process has been adapted to stainless steel substrate reducing the synthesis temperature at 900ºC in order to preserve the metal tape against oxidation. We observed an interesting phenomenon of in plane texture improvement of the ceria film with respect to the underlying YSZ(IBAD)/SS substrate, from &#61508;&#61542;YSZ = 8.3º and to &#61508;&#61542;CeO2 = 7.5º.The solution preparation and the deposition conditions for STO and BZO on MgO and YSZ have been also optimised. After several experiments of buffer deposition on YSZ(IBAD)/SS and NiO(SOE)/Ni technical metal substrates the most promising architecture resulted to be the STO/BZO/NiO(SOE)/Ni. We have grown YBCO by the TFA(Trifluor Acetic Acid) method on the optimized buffer layers. A sample of TFA-YBCO on a CeO2/YSZ(IBAD)/SS template prepared in air at 900ºC for 8 h has shown a critical current density, Jc has a value of 7 MA/cm2 at 5K, and 6·105A/cm2 at 77K. These values are near the target of one million A/cm2 at 77K. The experiments on BZO and STO buffer layers have demonstrated the possibility of using the double buffer on NiO(SOE)/Ni as an alternative template for YBCO deposition. A critical current density of Jc(5K)= 5·105A/cm2 has been achieved for the best sample of YBCO/STO/BZO/NiO(SOE)/Ni.

Actualment, és necessari disposar d'informació útil i en temps real per al desenvolupament sostenible en diversos camps. La monitorització és una eina eficaç per a la caracterització de processos industrials i mediambientals, i comprèn un conjunt de tasques aplicades amb la finalitat d'obtenir informació qualitativa i quantitativa de paràmetres indicadors d'un procés. Les tendències actuals en la monitorització són utilitzar tècniques analítiques i/o sistemes de transducció que subministrin informació ràpida, fiable i representativa sobre l'estat real del procés. Per això, cal apropar la instrumentació al procés i minimitzar la intervenció humana. Així doncs, els dispositius de mesura utilitzats han d'oferir selectivitat suficient, sensibilitat adequada, temps de resposta ràpid i llargs períodes operatius sense supervisió.El disseny d'analitzadors de procés basats en metodologies de flux continu i sensors electroquímics (potenciomètrics) com a detectors permetrien resoldre molts dels problemes existents derivats del mesurament directe en un procés complex i subministrarien informació de tipus químic en temps real. Aquests equips conjugarien les avantatges derivades de la integració del procediment analític que aporten els sensors químics potenciomètrics amb la simplificació en termes d'automatització, pretractament de mostra i funcionament autònom que aporten les metodologies de flux continu.La tesi presentada s'emmarca dintre de diferents projectes de desenvolupament i transferència tecnològica i estableix les bases d'aplicabilitat dels sensors químics potenciomètrics en termes de fiabilitat de la informació obtinguda i robustesa en llargs períodes de monitorització.Els resultats presentats han permès la monitorització d'un procés industrial de preparació d'isocianurat sòdic desenvolupant un sistema en flux que incorpora un ESI (elèctrode selectiu d'ions) de membrana amb portador mòbil carregat selectiu a monohidrogenisocianurat. D'altra banda, s'ha desenvolupat un analitzador automàtic de nitrat basat en la tècnica d'anàlisi per injecció en flux continu (FIA) i un dispositiu sensor selectiu a ió nitrat per a la determinació d'aquest paràmetre en l'etapa de nitrificació d'una planta pilot de tractament d'aigües residuals industrials. Per al mateix procés, s'ha desenvolupat un analitzador per a la monitorització de nitrit basat en una detecció colorimètrica de la reacció de Griess-Ilosvay. L'automatització del procediment s'ha dut a terme amb la tècnica FIA i integra una etapa de difusió gasosa per eliminar els problemes derivats de la mesura colorimètrica directa. Finalment, s'ha desenvolupat un sistema semiautomàtic d'anàlisi de fangs residuals per a la determinació indirecta de sulfur d'hidrogen. Aquest sistema integra una cel·la de pervaporació com a sistema d'extracció d'analits volàtils. Desprès de l'etapa de pervaporació, la determinació de l'ió sulfur es duu a terme de forma contínua mitjançant un elèctrode selectiu d'ions. / Nowadays, it is necessary to have useful information at real time for a sustainable development in different areas. Monitoring is a powerful tool for the industrial and environmental processes characterization and includes a set of tasks focused on the obtaining of qualitative and quantitative information of key process parameters. Monitoring approaches tend to use analytical techniques and/or transduction systems to afford feasible and real-time information about the process status. Therefore, it is necessary to situate the analysers in process stream and to minimize human intervention. Consequently, these devices have to provide enough selectivity, suitable sensitivity, short response time and to operate reliably over long periods of time without supervision.The process analysers based on flow continuous techniques and electrochemical sensors (potentiometric transduction) as detectors avoid most of the existing problems due to the direct measurements in complex processes and the obtaining of chemical information at real time. This instrumentation combines the advantage of the analytical procedure integration provided by chemical sensors and the simplicity in terms of automation, sample pre-treatment and unattended operation offered by continuous flow methodologies. The thesis presented is enclosed in different development and technological transfer projects and it establishes the applicability of potentiometric chemical sensors in terms of information reliability and robustness in long monitoring time.The results presented have allowed the monitoring of isocyanurate sodium manufacturing process by developing a flow continuous method which integrates an ISE (ion selective electrode) based on ion-exchanged carrier selective to monohidrogenisocyanurate. On the other hand, it has been developed an automatic analyser based on the flow injection analysis technique (FIA) and a chemical sensor selective to nitrate for the determination of this parameter in a nitrification stage from a pilot Waste Water Treatment Plant. For the same process, an automatic analyser for the nitrite monitoring based on the Griess-Ilosvay colorimetric reaction has been set up. The automation of the procedure has been carried out by FIA and it integrates a gas diffusion step to eliminate the problems due to the direct colorimetric method. Finally, it has been developed a semiautomatic analysis system for the indirect determination of hydrogen sulphide in sludge. This system integrates a pervaporation module to remove volatile analytes. After pervaporation, the detection of sulfide ion has been carried out continuously by means of an ion selective electrode.

Se ha realizado la síntesis de nuevos compuestos macrocíclicos con conjuntos de átomos donadores mixtos de nitrogeno, azufre y fósforo. Se ha ensayado la capacidad coordinante de éstos frente a metales de transición como ni(ii), pd(ii), cu(ii), rh(i) o ru(ii). Mediante la comparación de su capacidad coordinante con la de otros ligandos similares se han intentado establecer unas pautas de reactividad relacionadas con la medida de la cavidad macrocíclica y la naturaleza de los átomos donadores. / New macrocycles with combined donor atoms sets were sinthetised. Nitrogen, sulphide and phosphorous were used as donor atoms in these ligands. During this job, the co-ordinative capacities were assayed in front of several transition metals as ni(ii), pd(ii), cu(ii), rh(i) o ru(ii). Comparing the co-ordinative capacity of the synthetised compounds with the same capacity from similar ligands, we tried to stablish reactivity trends for these new ligands related to the size of the macrocyclic cavity and the nature of the donor atoms.

La síntesi de sulfòxids quirals ha estat investigada teòricament considerant dos dels mètodes més avançats: l'oxidació asimètrica de sulfurs amb peròxid d'hidrogen catalitzada per vanadi i el mètode DAG. El mecanisme d'aquestes reaccions va ser explorat a nivell DFT (teoria del funcional de la densitat) en sistemes models. L'origen de l'enantioselectivitat en els sistemes reals va ser investigat emprant mètodes híbrids QM/MM (mecànica quàntica/mecànica molecular). L'estudi DFT sobre la sulfoxidació asimètrica catalitzada per vanadi va revelar que aquest procés segueix un mecanisme de transferencia directa d'oxigen en que el substrat s'oxida en una única etapa concertada. El catalitzador és un complex de vanadi(+V) en que l'oxidant es coordina al metall en mode hidroperoxo. Aquest complex catalitza el procés d'oxidació reduint la barrera energètica de 40.4 a 26.7 kcal/mol. L'estudi QM/MM del sistema real va demostrar que existiexen dos diastereòmers del catalitzador, etiquetats com a A i B, que catalitzen l'oxidació induint enantioselectivitats oposades. La coexistencia d'A i B en solució va permetre racionalitzar l'influència de l'estructura del lligand quiral sobre l'enantioselectivitat. L'estudi DFT del mètode DAG va revelar que la resolució cinètica dinàmica implicada en aquesta reacció segueix un mecanisme d'addició/eliminació. L'etapa clau és l'addició en que l'alcohol reacciona directament amb el clorur de sulfinil. Aquest procés implica un transferència d'hidrogen que és assistida per una base. La trimetilamina redueix la barrera d'aquest procés desde 26.8 a 12.2 kcal/mol. La base també catalitza la racemització del clorur de sulfinil reduint la barrera de la seva inversió piramidal desde 63.4 a 22.3 kcal/mol. La subsititució inicial del clor per la base va ser descartada. L'estudi QM/MM del sistem real confirmà que l'enantioselectivitat d'aquest procés es pot invertir amb facilitat emprant diferents bases no quirals, com la piridina o la colidina, tal com va ser observat experimentalment. El nostre estudi revelà que el paper estèric de la base és fonamental quan la piridina es canvia per colidina. Aquest canvi de base implica una inversió de la distribució quiral del volum estèric al voltant del sofre que provoca el canvi en el sentit de l'enantioselectivitat. / The synthesis of chiral sulfoxides has been theoretically investigated considering two of the most advanced methods: the vanadium-catalyzed asymmetric oxidation of sulfides with hydrogen peroxide and the DAG method. The mechanism of these reactions was explored at a DFT (Density Functional Theory) level on model systems. The origin of enantioselectivity in the real systems was explored applying hybrid QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) methods. The DFT study on the vanadium-catalyzed asymmetric sulfoxidation revealed that this process follows a direct oxygen transfer mechanism in which the substrate is oxidized in a single concerted step. The catalyst is a oxo complex of vanadium(+V) with the oxidant coordinated to the metal as a hydroperoxo ligand. This complex catalyzes the oxidation process reducing the energy barrier from 40.4 to 26.7 kcal/mol. The QM/MM study on the real system showed that there are two possible diastereomers of the catalyst, labeled as A and B, that catalyze the oxidation inducing opposite enantioselectivities. The coexistence of A and B in solution explains the influence of the chiral ligand structure upon enantioselectivity. The DFT study on the DAG method revealed that the dynamic kinetic resolution involved in this transformation follows an addition/elimination mechanism. The key step is the addition in which the alcohol reacts directly with the sulfinyl chloride. This process implies a hydrogen transfer assisted by the base. Triethylamine reduces the barrier of this process from 26.8 to 12.2 kcal/mol. The base also catalyzes the racemization of the sulfinyl chloride reducing the barrier of its pyramidal inversion from 63.4 to 22.3 kcal/mol. The substitution of chlorine by the base was discarded. The QM/MM study of the real system confirmed that the enantioselectivity of this reaction can be easily reversed using different non chiral bases, like pyridine or collidine, as experimentally observed. Our study showed that the steric role of the base becomes critical when pyridine is replaced by collidine. This modification of the base implies an inversion of the chiral distribution of steric bulk around sufur that induces the reversal of enantioselectivity.

En aquest treball s'han obert noves vies en la síntesi de compostos moleculars i materials dins del camp de la química del bor. Per una banda, s'ha treballat en la síntesi i estudi de nous dendrímers de tipus carbosilà, i derivats de tipus siloxà, que incorporen diferents clústers de carborà i per l'altre la incorporació d'aquests clústers en materials híbrids orgànics-inorgànics de Class II. Els dendrímers són una nova classe de macromolècules que han suscitat un gran interès tant des del punt de vista sintètic com per les seves diverses aplicacions, degut a la seva estructura tridimensional ramificada, monodispersa i controlable. En aquest sentit, donat que els clústers de carborà presenten una gran versatilitat i estabilitat tèrmica i química, s'ha realitzat la integració d'aquests clústers a la superfície de dendrímers de tipus carbosilà i derivats de tipus siloxà. A més, s'han preparat una sèrie de dendrons de tipus carbosilà amb el carborà com a nucli a través d'un enllaç directe Cc-Si. Aquests dendrons posseeixen dues parts reactives, el clúster o punt focal i la perifèria, la qual ha estat funcionalitzada amb diferents grups que proporcionen una potencial reactivitat a la molècula. En el cas dels dendrímers de tipus carbosilà, aquesta funcionalització de la perifèria s'ha realitzat de dues formes: mitjançant un enllaç directe Cc-Si o interposant un espaiador alquílic entre ambdós àtoms. La primera alternativa ha permès obtenir una primera família de dendrímers que contenen quatre clústers de carborà de tipus closo a la perifèria, utilitzant dues vies: a) mitjançant reaccions d'hidrosililació de carboranilsilans amb el tetravinil o tetraal·lilsilà, i b) reaccions de substitució nucleofílica entre les corresponents sals litiades dels clústers i dendrímers, que contenen grups Si-Cl. Un cop formats aquests dendrímers s'ha passat a estudiar la reactivitat dels clústers incorporats davant nuclèofils i agents reductors, observant-se en tots els casos el trencament de l'enllaç Cc-Si. Només en el cas d'utilitzar Mg com reductor s'ha pogut aconseguir tenir els clústers de carborà nido reduïts, obtenint així un dendrímer aniònic. Per poder eludir l'enllaç directe Cc-Si s'ha treballat en la preparació de dendrímers de tipus carbosilà que contenen un intermedi entre aquests dos àtoms. En aquest sentit, s'han sintetitzat, mitjançant diferents mètodes, varies generacions dels dendrímers i variat el nombre de clústers situats a la perifèria. La posterior reacció d'aquests compostos amb nucleòfils ha permès obtenir els clústers nido degradats mantenint-se l'estructura dendrimèrica intacte i obrint així el camí per l'obtenció de metal·ladendrímers. En el cas dels derivats de tipus siloxà, primer de tot s'han preparat una sèrie de dímers que contenen l'enllaç Si-O-Si, per estudiar l'estabilitat del mateix en les reaccions de degradació dels clústers. Vist que aquest es manté intacte, s'ha passat a preparar "in situ" silsesquioxans (T8) funcionalitzats amb clústers de carborà, mitjançant la hidròlisi i condensació de derivats triclorosilans i trietoxisilans. Aquest mètode obre una nova via de síntesi de dendrímers de tipus siloxà on els silsesquioxans són la molècula central o nucli del mateix. Paral·lelament s'ha treballat en la preparació de nous materials híbrids orgànicsinorgànics de Class II basats en silici, que contenen clústers d'o-carborà. La preparació d'aquests materials s'ha realitzat utilitzant dos tipus de precursors diferents: derivats triclorosilans i derivats trietoxisilans. Pels clorosilans s'han estudiat quatre mètodes de preparació diferents: Sol-Gel hidrolític, Sol-Gel no hidrolític, estat sòlid i carbodiimida. Respecte els trietoxisilans, s'ha treballat amb precursors que contenen l'enllaç directe Cc-Si, i precursors amb un intermedi alquílic entre aquests àtoms. S'han utilitzat diferents condicions d'hidròlisi-policondensació o Sol-Gel i estudiat l'efecte del trencament o no trencament d'aquest enllaç en les propietats finals dels materials. S'ha estudiat l'estructura i propietats finals de tots els materials obtinguts en terme de porositat, àrea superficial específica, nivell de condensació i estabilitat tèrmica. A més a més, la propietat del clúster de carborà d'isomeritzar a temperatures altes ha fet que es dugui a terme un estudi dels materials obtinguts a diferents temperatures fins a 1200 ºC. / This work has opened new strategies in the synthesis of large molecules and materials in the boron chemistry field. New carborane-containing carbosilane dendrimers (C-Si) and siloxane (O-Si) derivatives have been prepared. In addition, the incorporation of these clusters into Class II organic-inorganic hybrid materials have been studied. Dendrimers are described as macromolecules with interesting synthesis and applications due to their monodispersity and highly branched three-dimensional controllable structures, that provide a high degree of surface functionality. In this way, since carborane clusters have a great versatility, and thermal and chemical stability, their integration on the carbosilane dendrimers surface has been studied. In this respect, the functionalization of the periphery has been carried out using two different approaches, through a direct Cc-Si bond or introducing an alkyl spacer between these two atoms. The first alternative has allowed to obtain one family of dendrimers with four closo-carboranes on the periphery by two synthetic strategies: a) using hydrosilylation reactions with carboranilsilane compounds and the tetravinyl or tetraallylsilane as core, b) by nucleophilic substitution reactions of Si-Cl functions in cholorosilane dendrimers with the lithium salts of the carboranes. The integrated carborane reactivity has been studied towards nucleophiles and reducing agents. In all cases, the Cc-Si bond has been cleaved, except when Mg is used as reducing agent, from which the reduced nido-carborane is obtained. Subsequently, the expected anionic dendrimer has been isolated and characterized. In order to avoid the direct Cc-Si bond, new carborane-containing carbosilane dendrimers with a spacer between these two atoms have been developed. Thus, different approaches have been used in order to prepare several generations of dendrimers with different number (four or eight) of carborane clusters on the periphery. The subsequent reaction of these dendrimers with nucleophiles has allowed to obtain the corresponding polyanionic dendrimers with peripheral nido-carboranes. This opens an alternative way to prepare new metallodendrimers. In addition, carborane-containing siloxane derivatives have been also prepared. In a first approach several dimeric species with a Si-O-Si bond have been prepared in order to study its stability versus cluster's degradation reactions. The good results encouraged us to synthesize "in situ" carborane clusters functionalized silsesquioxanes using the hydrolysis-polycondensation of trichlorosilane and triethoxysilane precursors. This method has opened a new synthetic way to prepare carborane-containing siloxane dendrimers with silsesquioxane as a core. A family of carbosilane dendrons in which the carborane cluster is the core of the molecule have been prepared. These dendrons have been functionalized at the periphery with different groups which provide potential reactivity to the molecule. Additionally, the modification of the focal point or core has been also achieved by reduction of the carborane cluster using Mg. In parallel, Class II silicon-based organic-inorganic hybrid materials with carborane-containing units have been prepared from trichlorosilyl and triethoxysilylcarborane- contaning precursors. The trichlorosilanes have allowed the formation of hybrid materials by either hydrolytic or non-hydrolitic Sol-Gel process, solid-state and carbodiimide Sol-Gel process. Two different triethoxysilane precursors have been used: a) precursors with a Cc-Si bond or b) precursor with an alkylic spacer between the Cc and the Si atoms. Several materials have been prepared by hydrolysis-polycondensation or Sol-Gel process using different experimental conditions. The Cc-Si bond cleavage has been observed when nucleophilic or basic conditions were used. The resulting solids have been studied in terms of porosity, specific surface area, level of condensation, macro- and microstructure and thermal stability. A thermal evolution of these materials at different temperatures have been carried out in order to study the possible carborane isomerization.

Actualment, els processos orientats a la reducció de residus i l'obtenció de productes d'alt valor afegit es presenten com una fita amb perspectives prometedores. En aquesta tesi es dissenyen membranes polimèriques selectives per al tractament de materials lignocel·lulòsics. L'enzim endo-1,4-?-xilanasa II, que hidrolitza enllaços 1,4-?-glicosídics a l'esquelet del xilà, s'immobilitza a membranes per enllaç covalent, per a recuperar oligosacàrids de la hidròlisi d'aquest polímer. L'interès d'immobilitzar enzims en suports polimèrics rau en la reducció del cost i la simplificació del procés global, a conseqüència de la possibilitat de reutilizar l'enzim immobilitzat mentre conservi la seva activitat catalítica.S'investiguen dos tipus de membranes polimèriques i mètodes de immobilització per enllaç covalent entre grups funcionals de l'enzim i del suport. Les primeres són membranes d'acrilat de polisulfona (ACPS). La immobilització de la proteïna es confirma per anàlisi de aminoàcids per HPLC i comparació amb l'anàlisi de la proteïna en dissolució. Les altres membranes (N25) estan constituïdes per polímers monolítics. Les propietats físiques i químiques d'aquests materials depenen de la selecció i de la quantitat dels components de la dissolució precursora de membrana. S'optimitza aquesta composició de la dissolució precursora per a obtenir la màxima activitat enzimàtica.Es comparen diferents procediments d'immobilització per ambdues membranes per a avaluar la capacitat d'immobilització. Les membranes ACPS retenen més enzim que les N25, tot i que no comporta major activitat enzimàtica, ja que aquesta depèn de l'estabilització de la proteïna immobilitzada en cada cas. Es proposa l'ús de tècniques de biologia molecular per a dur a terme la immobilització dirigida, i evitar el bloqueig del centre actiu de les molècules d'enzim per unió directa amb el suport per aquest punt. La influència de la immobilització en paràmetres d'activitat enzimàtica (pH i temperatura) s'estudia i es compara amb els paràmetres òptims de l'enzim lliure. Els valors de la constant de Michaelis-Menten no difereixen significativament entre l'enzim lliure i immobilitzat, de manera que l'afinitat del catalitzador respecte dels substrats considerats roman inalterada un cop immobilitzat. Per a la caracterització física de las membranes, s'utilitzen diferents tècniques, com la microscòpia electrònica d'escombrat (SEM), a partir de la qual s'observen diferències de simetria i porositat entre els dos tipus de membranes. Per microscòpia de força atòmica (AFM) no es detecten diferències en un mateix tipus de membranes segons continguin o no enzim immobilitzat. De la determinació de fluxos d'aigua pura, els valors més alts s'obtenen amb les membranes N25. A partir de mesures d'adsorció-desorció de gasos s'observa que les membranes N25 tenen major àrea superficial i distribucions de porus amb major diàmetre mitjà. Les mesures d'angle de contacte evidencien un major caràcter hidrofílic de les membranes N25 que les ACPS, que augmenta en incrementar la quantitat d'enzim immobilitzat.Les membranes s'apliquen al tractament de biomassa, emprant dos mòduls de membrana diferents. Solament s'obté separació dels productes del substrat inicial quan s'utilitza el mòdul de filtració frontal aplicant pressió. La major concentració de productes d'hidròlisi s'obté amb les membranes N25 en el tractament de Birchwood xylan, malgrat que no és possible reutilitzar-les en una segona hidròlisi consecutiva amb nova dissolució de substrat. En canvi, en tractar substrats procedents de closca de moresc, les membranes ACPS es poden reutilitzar, malgrat que la concentració de productes és inferior que en la primera hidròlisi. Els productes obtinguts s'analitzen per un mètode colorimètric, per electroforesi capil·lar, per cromatografia per permeació en gel, i per ionització per làser assistida per matriu amb analitzador de temps de vol (MALDI-TOF-MS). L'última permet determinar el grau de polimerització dels productes, obtenint com a majoritari xilotriosa.Finalment s'avalua el procés global i es presenten propostes de millora. / Nowadays, processes oriented to waste reduction and recovery of high added value products are a promising target. In this thesis, enzymatic polymeric membranes are designed for the treatment of vegetal biomass waste like lignocellulosic materials. The enzyme endo-1,4-?-xylanase II, which hydrolyzes 1,4-?-glycosidic linkages of the xylan backbone, is immobilized in the membranes through a covalent bond in order to recover oligosaccharides by xylan hydrolysis. The interest for the attachment of enzymes on polymeric supports relies on the reduction in the cost and the simplification of the process, comparing to processes with enzymes in solution, due to the ability for reusing the enzyme for as long as its catalytic activity is maintained.Two different polymeric membranes and covalent immobilization methods (between functional groups of the enzymes and groups in the support) are investigated. The first consist on polysulfone acrylate (ACPS). Protein immobilization is confirmed by HPLC by comparing the amino acid content in ACPS membranes with the amino acid content in the free xylanase solution. The other membranes (N25) are based in monolithic polymers. Their physical and chemical characteristics can be finely tuned by selecting the appropriate constituents and their content in the precursor solution. The composition of different membranes, regarding the amount of three components in the membrane precursor solution is optimized to obtain the highest catalytic activity.Different enzyme immobilization conditions in both membranes are compared to evaluate their immobilization capacity. ACPS membranes retained more enzyme than N25, although this does not imply higher enzymatic activity, since it depends on the stabilization of the immobilized protein. The use of molecular biology techniques is proposed to avoid the catalytic site blocking, by performing site directed immobilization. The influence of the immobilization in enzymatic activity parameters (temperature and pH) is studied for both membranes and compared with data for the free enzyme. Regarding the enzyme kinetic parameters, KM values for free and immobilized enzyme in the two membranes are close, meaning that the enzyme affinity for the substrates considered remains intact. The immobilization time is optimized and the enzymatic activity stability of the immobilized enzymes is studied. Different techniques are used for the physical characterization of membranes. Scanning Electron Microscopy (SEM) showed differences in symmetry and pore structure between membrane types. No significant differences are observed when comparing Atomic Force Microscopy (AFM) images of membranes without/with enzyme. Pure water fluxes are determined and N25 membranes exhibit higher fluxes than ACPS. From gas adsorption-desorption is observed that N25 membranes have higher surface area and pore distributions with higher average pore diameter than ACPS. Contact angle measurements show higher hydrophilic character for N25 than ACPS, and hydrophilicity increases with immobilized enzyme in both membranes.The enzymatic membranes are used in biomass treatment with two membrane modules. Separation of the products from the initial substrate is achieved only with the dead-end module. By using N25 membranes higher yields of hydrolysis products (expressed as xylose) from enzymatic hydrolysis of Birchwood xylan (0.650 µmol/ml) are obtained, compared to ACPS (0.150 µmol/m). It is not possible to reuse N25 membranes in a consecutive hydrolysis with new substrate. In contrast, when treating samples proceeding from the direct treatment of corn shells, ACPS membranes can be reused, although the product concentration is lower than during the first hydrolysis. The hydrolysis products are analyzed by a colorimetric assay, Capillary Electrophoresis (CE), Gel Permeation Chromatography (GPC) and the degree of polymerization is determined by Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time Of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS). Almost in all samples the unique observed specie is xylotriose.Finally, a global evaluation and improvements to be considered during future research are presented.