Hemos producido muestras de Fe<SUB>x</SUB>Cu<SUB>100-x</SUB> y Fe<SUB>x</SUB>Au<SUB>100-x</SUB> por molido mecánico en concentraciones variables con el objeto de estudiar el efecto magnetoresistivo gigante y su relación con la microestructura en aleaciones preparadas de esa manera. En el sistema Fe<SUB>x</SUB>Cu<SUB>100-x</SUB> efectuamos un estudio del efecto magnetoresistivo gigante en un rango amplio de concentraciones (1 ≤ x ≤ 45 % atómico), ampliando lo conocido hasta ahora en muestras preparadas con los mismos fines. Hemos producido Fe<SUB>x</SUB>Au<SUB>100-x</SUB> por primera vez por aleamiento mecánico, en diversas concentraciones (15 ≤ x ≤ 30 % atómico). Medimos el efecto magnetoresistivo a 77 K para cada preparación, y encontramos que el efecto es máximo en x = 20 % para el Fe-Cu, y en x = 25 % para el Fe-Au. No encontramos efecto a temperatura ambiente. Estructuralmente encontramos en ambos sistemas que se forma una solución que tiene la estructura fcc de la matriz (Cu o Au). En el FeCu el parámetro de red aumenta con la concentración de Fe, mientras que en el Fe-Au disminuye. En ambos casos el parámetro de red es diferente a lo que indica la Ley de Vegard, mostrando que los efectos de repulsión química son importantes en estos sistemas. Magnéticamente ambos sistemas son del tipo “cluster-glass”, con una concentración de percolación Cp = 15,9 ± 3,2 % atómico en el caso del Fe-Cu, y Cp ≈ 25 % at. en el caso del Fe-Au. El sistema Fe-Cu aparece como una dispersión de racimos o clusters de tamaño ≈ 2 nm, de características estructurales y magnéticas similares para todas las concentraciones estudiadas. Los tratamientos térmicos producen una mejora en la relación magnetoresistiva ∆ρ/ρ, pero no en el efecto neto ∆ρ. En el Fe-Cu éste empeora, y en el Fe-Au se mantiene. Este tratamiento favorece, en el sistema Fe-Cu, la precipitación del α-Fe y el γ-Fe, además de la formación de carburos. En el sistema Fe-Au aparece un refinamiento en Fe de los clusters magnéticos, junto a la precipitación de una componente ferromagnética. Ambos sistemas están formados por partículas fuertemente interactuantes. El aleamiento mecánico es una técnica muy apropiada para la preparación de sistemas magnetoresistivos gigantes Fe-metal noble.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina las variaciones de la anisotropía fraccional y del coeficiente de difusión aparente por el uso del gadolinio en la vía cortico espinal en pacientes sin alteración de la barrera hemato-encefálica del Instituto Nacional de Ciencias Neurológicas (INCN), durante noviembre y diciembre del 2017. Desarrolla un estudio de tipo observacional, analítico, longitudinal, de cohorte única, donde se consideraron todos los estudios de resonancia magnética cerebral que no evidenciaron lesiones macroscópicas ni alteración de la barrera hematoencefálica, se utilizó un resonador de 3Teslas ACHIEVA XT de Philips. Con la secuencia de tensor de difusión se obtuvieron los valores del coeficiente de difusión aparente (CDA) y de la anisotropía fraccional (AF). Para el análisis de datos se calculó promedios, desviación estándar, pruebas de normalidad y paramétricas. Encuentra que no hubo variación significativa de la anisotropía fraccional ni del coeficiente de difusión aparente del lado derecho, ni del lado izquierdo (p=0.159, p= 0.158, p=0.728 y p=0.187 respectivamente) de la vía córtico espinal en cada uno de los momentos de la aplicación del contraste. Por otro lado, no se halló variación de la anisotropía fraccional, ni del coeficiente de difusión del lado derecho ni del lado izquierdo de la vía córtico espinal en cada uno de los momentos de la aplicación del contraste según sexo (p=0.598 y p=0.299, p=0.481 y p=0.499). Concluye que no hubo variaciones significativas de la anisotropía fraccional y del coeficiente de difusión aparente por el uso del gadolinio en la vía cortico espinal en pacientes sin alteración de la barrera hematoencefálica del INCN durante noviembre y diciembre del 2017. / Tesis

El documento digital no refiere asesor / La investigación está basada en dos objetivos principales. El primero consiste en la comprension de la síntesis, funcionalizacion y explicación de los mécanismos de adsorcion que gobiernan en los sistemas conformados por nanopartículas (Nps) magnéticas, especialmente en nanopartículas de maghemita. Por lo cual, se ha usado la ruta de co-precipitacion química, debido a que es una ruta confiable y adecuada para aplicaciones en temas de remediación ambiental y del agua; ya que, la misma produce cantidades adecuadas en terminos de masa, es decir que es una ruta escalable. Además, las muestras estudiadas han sido caracterizadas de forma exhaustiva por el autor con el objetivo de estudiar en detalle las propiedades físico-químicas. Entre los resultados más sobresalientes, la formación de una fase poco común de maghemita con vacancias ordenadas usando ácido cítrico fue alcanzada, dicha fase no fue modificada cuando se coloco inmersa en una matriz de hidroxiapatita con el objetivo de lograr la funcionalización. Una investigación detallada usando los métodos de Le-Bail, espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) y Mossbauer mostraron que un ambiente hidratado formado por una interface de Fe-citrato jugo un rol significante en el mecanismo de funcionalización del nanocomposito, el cual adsorbió casi todo el Cu(II) en solución y completamente el Pb(II) en solución en un tiempo menor a 7 h. Los efectos físicos superficiales presentes en algunas muestras, tales como el efecto de exchange bias (EB) y vidrio de espín (spin glass) fueron estudiados por magnetometría DC y AC, donde se demostró que los grupos carboxílicos del acido etilendiamino-tetraacético (EDTA) suprime el efecto de no colinealidad del espín y el comportamiento EB, este efecto también fue explicado debido a la formacion de una capa antiferromagnética (AFM) proveniente de un hidróxido de Fe conocido como lepidocrocita. Un procedimiento de ajuste Mossbauer a diferentes temperaturas para nanopartículas presentando efectos de relajación superparamagnética y excitaciones magnéticas colectivas es también discutido. El diámetro promedio de los nanosistemas, diez muestras en total, se encuentra en el rango entre 3 a 17 nm en tamaño, el cual fue estimado del refinamiento Rietveld e Imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET). Las nanopartículas revelaron alta estabilidad coloidal, la cual fue cuantificada por las medidas de potencial zeta mostrando que la ruta de coprecipitación fue mejorada por la funcionalización de las nanopartículas magneticas. A su vez, se mostró que las nanopartículas adsorben cantidades significativas de cobre y plomo. Siendo el último totalmente adsorbido por las diez muestras sin y con funcionalización de los diferentes agentes. El segundo objetivo reside en el desarrollo de un protocolo fácil de manejar, que sea ambientalmente seguro y barato para la adsorción y remoción de arsénico del agua. Por lo cual Nps puras de maghemita y nanocompositos binarios y tenarios hechos de estas Nps con dióxido de titanio (TiO2) y óxido de grafeno (GO) fueron sintetizados, caracterizados y aplicados en la adsorción de las especies inorgánicas de As, arsenito, As(III) y arseniato, As(V) de un ambiente acuoso. Las nanopartículas de maghemita mostraron una alta capacidad maxima de adsorción con valor de 83 mg/g para As(III) y 90 mg/g para As(V). Por lo tanto, las nanopartículas por sí solas poseen una remarcable capacidad de adsorción. Estos valores fueron ligeramente modificados cuando el TiO2 fue adicionado y una alta mejora en la capacidad de adsorción fue observada cuando el GO actuó como soporte incrementando de un valor de 83 mg/g a 110 mg/g para As(III) y de 90 a 127 mg/g para As(V), respectivamente. Ademas, los nanocompositos fueron rápidamente colectados con ayuda de una magneto permanente de Neodimio (Nd) en menos de 10 min. La capacidad de adsorción en función del pH fue evaluada y ayudó a explicar los mecánismos de adsorción de As. Los límites de cuantificación poseen valores por debajo de los establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA). Finalmente, recomiendo estos prototipos como adsorbentes de bajo costo con excelentes propiedades adsorbativas para cobre, plomo y arsénico, los cuales son metales pesados tóxicos que se encuentran comúnmente en sistemas acuosos. / Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Perú). Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt) / Tesis

Diseña un sistema que detecte al ácido pirazinoico (POA), el cual es producto del metabolismo de la bacteria y principio activo de la droga. Cuando una bacteria es sensible al tratamiento con pirazinamida, produce POA en los cultivos a determinado ratio, sin embargo, aquellas resistentes no producen o producen muy poco. Se logró ensamblar dos sistemas de detección, el Sistema I consistió en acoplar la proteína RpsA y su tmRNA a una nanopartícula magnética de estreptavidina a través del tmRNA biotinilado, mientras que el Sistema II, consistió en acoplar las mismas moléculas a una nanopartícula magnética de cobalto, pero a través de la cola de histidinas de la proteína RpsA. Estos sistemas fueron enfrentados de forma preliminar, a POA comercial. Como resultado se obtuvo que el primer sistema logró detectar hasta cinco picomoles del ácido, sin embargo, estos resultados no lograron ser reproducibles. El segundo sistema logró detectar hasta 750 picomoles del ácido, y se logró reproducir en dos ocasiones. Los sistemas fueron estables y demostraron estar ensamblados correctamente, sin embargo, la variabilidad en los resultados de detección de POA, aquí presentados, estarían indicando que la interacción entre el RpsA y el POA no es tan fuerte como se mencionó en estudios anteriores. El resultado de este trabajo estaría confirmando lo reportado en un último estudio publicado en Nature, el cual refuta la hipótesis de que el ácido pirazinoico se une a RpsA con gran afinidad. / Innóvate Perú / Tesis

Adsorbentes magnéticos de nanopartículas de óxidos de hierro como magnetita (Fe3O4) y maghemita (-Fe2O3) fueron sintetizados y usados en la remoción de arsénico As (V) en agua. Estas nanopartículas de óxidos de hierro son materiales excepcionales debido a su buena capacidad de adsorción y a sus propiedades magnéticas. Busca investigar la idoneidad de las nanopartículas de Fe3O4 para la adsorción de As (V) y comparar sus propiedades físicas, potencial y eficiencia con respecto a las nanopartículas de - Fe2O3. Las nanopartículas magnéticas fueron obtenidas a través de métodos químicos en solución acuosa, oxidación parcial activada térmicamente y transformaciones de fase sólida de partículas en suspensión. Las partículas obtenidas fueron caracterizadas por difractometría de rayos X, fluorescencia de rayos X, espectroscopia Mössbauer, microscopia electrónica de barrido y por espectroscopia Raman. También se realizaron medidas magnéticas y medidas de potencial Zeta. Las propiedades morfológicas y físicas de las partículas fueron correlacionadas con sus propiedades de adsorción en agua con respecto al arsénico (V). La capacidad de adsorción de los óxidos de hierro obtenidos incrementa al cambiar la fase cristalina involucrada, e.d., en la transformación de magnetita a maghemita. Para probar la viabilidad de la remoción de arsénico, se utilizó 0,05 g de nanopartículas en 50 mL de solución de arsénico a una concentración de 100 ppb. Las nanopartículas estuvieron en contacto con la solución por 1 min, 5 min, 30 min, 90 min y 300 min. Se encontró que las nanopartículas de maghemita pueden disminuir el contenido de arsénico en el agua de manera eficiente, por debajo del límite establecido por el Organismo Mundial de Salud de 10 ppb. Por lo tanto, estos resultados sugieren que el uso de estas nanopartículas magnéticas podría ser un proceso viable de remoción de arsénico de agua potable. La tecnología de remediación tradicional confía grandemente en la adsorción para la remoción de arsénico del agua usando materiales como óxidos de hierro, alúmina activada, carbón activado, sílice, membranas adsorbentes, etc. Estos métodos pueden ser complejos, costosos, poco eficientes y producir una gran cantidad de desperdicios. Por lo tanto, es necesario desarrollar un método de eliminación de arsénico económicamente factible y altamente eficiente. Debido a su bajo costo y alta afinidad por diferentes especies de arsénico, los óxidos de hierro se han utilizado ampliamente para la eliminación de arsénico con resultados exitosos. Durante las últimas décadas, debido a la emergencia de una nueva generación de tecnología de materiales de alto nivel, el número de investigaciones involucradas envueltas en nanomateriales se ha incrementado exponencialmente. Esto es debido a sus nobles propiedades físicoquímicas, las cuales difieren entre sí según sea como átomos aislados o como fase bulk. Las nanopartículas magnéticas que han estado bajo investigaciones por décadas y que son de gran interés científico en un amplio rango de disciplinas son la magnetita (Fe3O4) y la maghemita (-Fe2O3), las cuales son consideradas como importantes minerales para muchos campos de estudio. Su uso se ha ampliado en gran medida en procesos industriales como fluidos magnéticos, catálisis, biomedicina, biotecnología, imagen magnética resonante, almacenamiento de data y remediación medioambiental. Estas nanopartículas pueden ser ampliamente utilizadas en el tratamiento de aguas como adsorbentes efectivos de muchos contaminantes, para luego ser fácilmente separados del agua usando un campo magnético externo, facilitando la reducción de muchos contaminantes encontrados en aguas subterráneas. Sin embargo, faltan estudios que relacionen una caracterización completa de las fases cristalinas de estas fases de óxido de hierro involucradas con las propiedades de adsorción de arsénico. / Tesis

Aquesta tesi doctoral s'emmarca dins de la Química Computacional. Usant el procediment de Primers Principis Bottom-Up, es pot relacionar les propietats magnètiques microscòpiques d'un cristall moleculars (interaccions magnètics, J) amb les macroscòpiques. Aquesta relació té lloc a partir de la definició de la topologia magnètica. Els projectes desenvolupats al llarg de la tesi han permès establir els mecanismes d'interacció magnètica de diversos cristalls moleculars, buscant així ampliar el coneixement sobre els factors que regulen el comportament magnètic, i continuar una base de dades per trobar una relació magnetoestructural que permeti el disseny racional de materials magnètics amb propietats tecnològiques desitjades. Els tres primers capítols presenten una introducció i una descripció detallada del procediment de Primers Principis Bottom-Up aixi com els fonaments teòrics necessaris. El capítol 4 està dedicat a l'estudi dels mecanismes d'interacció magnètica a través de l'espai o aquella que és assistida. S'ha estudiat la influència en la transmissió de la interacció magnètica de l'anell de piridina entre dos radicals de verdazil en el cristall de verdazil-piridil:hidroquinona. El capítol 5 es centra en l'estudi de l'efecte cooperatiu en la propagació de les interaccions magnètiques. Aquí, s'ha estudiat un gran ventall de cristalls moleculars que presenten diferents topologies magnètiques (d'1D a 3D), i s'ha investigat el canvi de la resposta magnètica. Cal remarcar que tots els resultats de l'estudi teòric del magnetisme d'aquests cristalls han estat contrastats amb dades experimentals. Així doncs, el primer compost estudiat és el cristall CUPZ(N03)2, el qual es considera un prototip de cadena antiferromagnètica, i s'intenta donar una explicació al canvi de dimensionalitat magnètica observat en experiments recents. En segon lloc, es disposa l'estudi del magnetisme del cristall [(dmpyH)2CuBr4] el qual presenta una comportament magnètic d'strong-rail spin-ladder. En aquest treball s'argumenta la necessitat d'incorporar els contraions en el càlcul de les l. Emmarcats en aquesta topologia, es mostren els resultats obtinguts en la comparació de dos cristalls anàlegs, Cu(2,3-dmpz)Ch y Cu(2,3-dmpz)Br2. Les diferències en el comportament magnètic es poden argumentar en base als resultats de l'estudi teòric. El següent apartat està dedicat a l'estudi del cristall [(5MAP)2CuBr4]. L'estudi teòric demostra un comportament com bulk antiferromagnet, corrobora la dificultat de discriminar entre topologies 2D i 3D a partir de mesures de la susceptibilitat magnètica. El quart projecte d'aquest capítol estudia compostos que presenten un comportament magnètic tridimensional. Es descriu el comportament del cristall [(5FAP) 2CuCI4], ja que experimentalment no es podia assignar correctament els valors de les interaccions magnètiques per falta de models analítics 3D. També es descriu el comportament de bulk ferromagnet del compost [p-02N-C6F6-CNSSN]. Comparant els valors de les temperatures de transició magnètica obtingudes per altres cristalls orgànics es conclou que la T(c) no només depèn de la magnitud de les J, sinó també de la topologia. Finalment, es va estudiar la importància de l'ús d'estructures cristal.lines determinades a una temperatura pròxima a la que té lloc el fenomen a estudiar. Es mostra el canvi de dimensionalitat magnètica que presenta el cristall [(dmpyH)2CuBr4] en anar dismimuïnt la temperatura. L'últim capítol té un caràcter més fonamental on s'analitza les expressions i derivacions de les propietats magnètiques macroscòpiques i es donen els primers passos per interpretar la informació continguda en la funció d'ona magnètica. Es presenten els resultats inicials de l'estudi a nivell quàntic del magnetisme en cristalls moleculars, fent una nova interpretació de les expressions i dels fenòmens magnètics que comporten. Aquest anàlisi es fa a partir de Ies dades que s'obtenen en la diagonalització de l'Hamiltonià de Heisenberg com són les energies i multiplicitats d'spin dels nivells magnètics, així com per primera vegada dels valors de la matriu de densitat d'intercanvi d'spin [Pij]. / This PhD Thesis is embedded on the Computational Chemistry field. The First Principles Bottom-Up Procedure allows us to relate the microscopic magnetic properties of molecular crystals (i.e. the magnetic interaction values with the macroscopic magnetic properties (magnetic susceptibility magnetization M or heat capacity Cp). This relationship comes from the most important step in our work procedure: the description of the magnetic topology.. First, the study of the different magnetic interaction mechanisms and its competition are studied, i.e. the direct through space mechanism vs. the assisted through molecule magnetic interaction. Then, the study of the cooperative effects of the magnetic interaction propagation will be detailed. Keeping in mind this objective, the magnetism of a big variety of real molecular magnets which present different magnetic topology (from 1D to 3D) have been investigated. This study allows us to increase the knowledge about the factors that governs the macroscopic magnetic behaviour, and able us to construct a database to find a magneto-structural relationship to make a rational design of new magnetic materials with desired properties. Finally, the derivations and expressions of the macroscopic magnetic properties have been reviewed in order to make the first step to get a physical interpretation of the information contained therein the magnetic wave function.

La presente tesis aborda el estudio de materiales derivados de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) intercalados con metales alcalinos. El piceno ([5]fenaceno) ha sido descrito recientemente como un nuevo material superconductor al ser intercalado con tres equivalentes de potasio. Por ello, se describe una nueva metodología fotoquímica desarrollada para la obtención de [n]fenacenos, entre los que se encuentra el piceno. Se describe la obtención, la caracterización y la medición de las propiedades de hidrocarburos aromáticos intercalados en fase sólida con metales alcalinos, principalmente con potasio. También se incluye el estudio de especies aniónicas, derivadas de hidrocarburos aromáticos en disolución, concretamente del sistema Li-bifenilo en DME.