El aumento de la presencia de contaminantes atmosféricos hace necesario el desarrollo de nuevas tecnologías para limitar su impacto negativo. Una de esa tecnología podría ser basada en la integración de TiO2 en los elementos de construcción de los edificios. TiO2, una vez activado con luz UV, permite la destrucción de numerosos contaminantes inorgánicos y orgánicos. El principal problema del TiO2 es su eficiencia reducida. En efecto, el valor de su band gap es de 3.2 eV, lo que impide su activación con luz visible, la mayor componente del espectro solar. En el marco de esta tesis, se ha estudiado el dopaje con nitrógeno de capas delgadas de TiO2 preparadas por PLD como estrategia para hacer posible la activación del TiO2 con luz visible. Se han relacionado las propiedades estructurales, ópticas y químicas del material preparado con sus propiedades fotocatalíticas. Se han identificado las condiciones experimentales optímales para la preparación de un material dopado que tenga actividad bajo irradiación UV o visible. Con el objetivo de determinar la mejor estrategia para mejorar la eficiencia del material dopado, se ha llevado a cabo la nanoestructuración de las capas de TiO2 formando estructuras periodicas presentando un incremento substancial de su área superficial. La estructuración se ha llevado a cabo utilizando substratos recubiertos de moldes de esferas de poliestireno auto-asembladas. Se ha preparado también un material compuesto, TiO2 dopado con nitrógeno recubierto de nanopartículas de Ag, que permite la formación de una barrera Schottky en el material induciendo una mayor separación entre los fotoportadores. Se han determinado las cantidades optímales de Ag a depositar para obtener el mayor incremento de actividad bajo iluminación UV o visible. Con el objetivo de preparar el material dopado con técnicas fácilmente escalables, se han realizado reacciones de amonolisis a capas de TiO2 preparadas por sol-gel y a estructuras columnares. Se ha identificado los parámetros de temperaturas, flujo de amoniaco y tiempo que permiten obtener un material dopado en la fase anatasa y que tenga actividad bajo iluminación UV o visible. Se ha utilizado capas de TiO2 dopado con nitrógeno para formar celdas fotovoltaicas. Se ha estudiado la relación entre el dopaje con nitrógeno y la estabilidad de las celdas fotovoltaicas en atmósfera inerte. / The increase of atmospheric pollution makes necessary the development of new technologies to limite it´s negative impact. One of these technologies aiming the reduction of atmospheric pollution could be based on the integration of TiO2 in the building elements. TiO2, when activated by UV light, allows for the destruction of organic and inorganic pollutants. The main drawback of TiO2 is its reduced efficiency. Indeed, its large band gap value, about 3.2 eV, which prevent it´s activation with visible light, the main component of the solar spectrum and reduce its efficiency. In the frame of the thesis, the nitrogen doping of TiO2 was investigated as a strategy to allow its activation with visible light. A relationship was established between the structural, optical, chemical properties and its photocatalytic properties. The best experimental conditions were identified allowing the synthesis of doped materials, active both under UV and visible light irradiation. In order to increase the efficiency of the nitrogen doped TiO2, besides dense thin films, periodic structures with significantly increased specific surface area using self assembled polystyrene sphere template. Moreover, composite materials, Ag nanoparticles loaded nitrogen doped TiO2 were prepared, which form a Schottky barrier allowing a better separation between the photogenerated charge carriers leading to a decrease of their recombination rate. We determine the optimum quantity of Ag nanoparticles leading to efficient photocatalyst under UV o visible light irradiation. With the objectives to synthesize materials with conventional techniques, we prepared nitrogen doped TiO2 films and structures by ammonolysis. We identified the conditions of temperature, NH3 flow and treatment time to obtain a material active under UV or visible light. The nitrogen doped TiO2 films were also used to study the effect of nitrogen doping on the stability under inert atmosphere of photovoltaic cell based on TiO2.

Inscrito no campo dos Estudos Culturais problematizo os saberes, estratégias, tecnologias e aparatos utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento, assim como, os efeitos destas práticas no que tange ao doping esportivo e à construção de subjetividades esportivas. Para esta tarefa tenho a seguinte questão central de pesquisa: quais os saberes e estratégias utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento e que efeitos decorrem destas práticas no que tange à construção de subjetividades esportivas? Nesse empreendimento analisei as publicações oficiais da WADA-AMA, em especial, a revista Play True, de publicação trimestral e tida como a publicação referência da WADA-AMA, como material principal de análise, entendendo-a como um artefato cultural. A partir da noção de sujeito desenvolvida nos trabalhos de Michel Foucault, e de Biopolítica e Políticas da Própria Vida, nos trabalhos de Michel Foucault e Nikolas Rose, respectivamente, estabeleci as estratégias e categorias de análise da tese. O primeiro grande eixo de análise se refere à constituição contemporânea de atletas biotecnológicos. Tomando as condições biotecnológicas atuais como pontos de partida das transformações dos seres humanos, e, em especial, fazendo este recorte no campo esportivo, apresento como, na atualidade, novas subjetividades esportivas estão sendo forjadas. Num segundo eixo analítico apresento e discuto, a partir das atualizações da noção de biopoder foucaultiana, elaboras especialmente por Paul Rabinow e Nikolas Rose, três vetores em que a biopolítica contemporânea, ou a politica da própria vida, se engendram no governamento dos atletas por parte da WADA-AMA. O primeiro destes vetores é a presença do experts ou especialistas somáticos na enunciação e interpelação discursiva das estratégias antidoping. O segundo vetor diz respeito à construção de coletividades biossociais, nas quais a potencialização da vitalidade é o elo comum entre os atletas que compõem esta comunidade. Por fim, o terceiro vetor diz respeito às tecnologias de si, nas quais os imperativos do controle a si mesmo, conheça a si mesmo e cuide de si mesmo são postos em funcionamento pela WADA-AMA através de inúmeras estratégias. Ao final da tese retomo estas discussões e problematizo um panorama mais amplo em que o esporte moderno mediado pelas biotecnologias precisa ser constantemente questionado na direção de aberturas do futuro pelo presente. / Inscrito en los Estudios Culturales busco problematizar los conocimientos, estrategias, tecnologías y dispositivos utilizados por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento, así como los efectos de estas prácticas en relación con el dopaje y construcción de subjetividades deportivas. Para esta tarea tengo la siguiente pregunta central de la investigación: ¿cuáles son los conocimientos y las estrategias utilizadas por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento y que efectos se derivan de las prácticas relativas a la construcción de subjetividades deportivas? Para esto analizo las publicaciones oficiales de la AMA, en particular, la revista Juega Limpio, con publicación trimestral, y que se toma como la publicación de referencia de la AMA, como el material principal para el análisis, entendiéndola como un artefacto cultural. A partir de la noción de sujeto desarrollado en la obra de Michel Foucault, y la Biopolítica y Políticas de la vida misma, en la obra de Michel Foucault y Nikolas Rose, respectivamente, establecí las estrategias y las categorías de análisis de la tesis. El primer punto importante de análisis se refiere a la creación de los atletas biotecnológicas contemporáneos. Tomando las condiciones biotecnológicas actuales como puntos de partida para la transformación de los seres humanos, y en particular, en lo campo de deportes, a presiento como las nuevas subjetividades de los deportes se están forjando. En un segundo eje analítico presento y discuto, a partir de los cambios de la noción de Biopoder del Foucault, especialmente elaboras por Paul Rabinow y Nikolas Rose, tres vectores de la biopolítica contemporánea, o la política de la vida misma, los cuales se engendran en governamento de los atletas por la AMA. El primero de estos vectores es la presencia de expertos somáticos o especialistas en la enunciación y la interpelación discursiva de estrategias de dopaje. El segundo vector es respecto a la construcción de las colectividades biosociales, en el que la potenciación de la vitalidad es el vínculo común entre los atletas que integran esta comunidad. Por último, el tercer vector es las practicas con respecto a sí misma, en el que los imperativos de tecnologías de control de ti mismo, conoce a sí mismo y cuidarse son iniciados por la AMA a través de numerosas estrategias. Al final de la tesis y devolviendo estas discusiones problematizo una mayor comprensión de la biotecnología moderna en el deporte que necesita ser constantemente cuestionado frente a la aberturas hacia el futuro para el presente.

Inscrito no campo dos Estudos Culturais problematizo os saberes, estratégias, tecnologias e aparatos utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento, assim como, os efeitos destas práticas no que tange ao doping esportivo e à construção de subjetividades esportivas. Para esta tarefa tenho a seguinte questão central de pesquisa: quais os saberes e estratégias utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento e que efeitos decorrem destas práticas no que tange à construção de subjetividades esportivas? Nesse empreendimento analisei as publicações oficiais da WADA-AMA, em especial, a revista Play True, de publicação trimestral e tida como a publicação referência da WADA-AMA, como material principal de análise, entendendo-a como um artefato cultural. A partir da noção de sujeito desenvolvida nos trabalhos de Michel Foucault, e de Biopolítica e Políticas da Própria Vida, nos trabalhos de Michel Foucault e Nikolas Rose, respectivamente, estabeleci as estratégias e categorias de análise da tese. O primeiro grande eixo de análise se refere à constituição contemporânea de atletas biotecnológicos. Tomando as condições biotecnológicas atuais como pontos de partida das transformações dos seres humanos, e, em especial, fazendo este recorte no campo esportivo, apresento como, na atualidade, novas subjetividades esportivas estão sendo forjadas. Num segundo eixo analítico apresento e discuto, a partir das atualizações da noção de biopoder foucaultiana, elaboras especialmente por Paul Rabinow e Nikolas Rose, três vetores em que a biopolítica contemporânea, ou a politica da própria vida, se engendram no governamento dos atletas por parte da WADA-AMA. O primeiro destes vetores é a presença do experts ou especialistas somáticos na enunciação e interpelação discursiva das estratégias antidoping. O segundo vetor diz respeito à construção de coletividades biossociais, nas quais a potencialização da vitalidade é o elo comum entre os atletas que compõem esta comunidade. Por fim, o terceiro vetor diz respeito às tecnologias de si, nas quais os imperativos do controle a si mesmo, conheça a si mesmo e cuide de si mesmo são postos em funcionamento pela WADA-AMA através de inúmeras estratégias. Ao final da tese retomo estas discussões e problematizo um panorama mais amplo em que o esporte moderno mediado pelas biotecnologias precisa ser constantemente questionado na direção de aberturas do futuro pelo presente. / Inscrito en los Estudios Culturales busco problematizar los conocimientos, estrategias, tecnologías y dispositivos utilizados por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento, así como los efectos de estas prácticas en relación con el dopaje y construcción de subjetividades deportivas. Para esta tarea tengo la siguiente pregunta central de la investigación: ¿cuáles son los conocimientos y las estrategias utilizadas por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento y que efectos se derivan de las prácticas relativas a la construcción de subjetividades deportivas? Para esto analizo las publicaciones oficiales de la AMA, en particular, la revista Juega Limpio, con publicación trimestral, y que se toma como la publicación de referencia de la AMA, como el material principal para el análisis, entendiéndola como un artefacto cultural. A partir de la noción de sujeto desarrollado en la obra de Michel Foucault, y la Biopolítica y Políticas de la vida misma, en la obra de Michel Foucault y Nikolas Rose, respectivamente, establecí las estrategias y las categorías de análisis de la tesis. El primer punto importante de análisis se refiere a la creación de los atletas biotecnológicas contemporáneos. Tomando las condiciones biotecnológicas actuales como puntos de partida para la transformación de los seres humanos, y en particular, en lo campo de deportes, a presiento como las nuevas subjetividades de los deportes se están forjando. En un segundo eje analítico presento y discuto, a partir de los cambios de la noción de Biopoder del Foucault, especialmente elaboras por Paul Rabinow y Nikolas Rose, tres vectores de la biopolítica contemporánea, o la política de la vida misma, los cuales se engendran en governamento de los atletas por la AMA. El primero de estos vectores es la presencia de expertos somáticos o especialistas en la enunciación y la interpelación discursiva de estrategias de dopaje. El segundo vector es respecto a la construcción de las colectividades biosociales, en el que la potenciación de la vitalidad es el vínculo común entre los atletas que integran esta comunidad. Por último, el tercer vector es las practicas con respecto a sí misma, en el que los imperativos de tecnologías de control de ti mismo, conoce a sí mismo y cuidarse son iniciados por la AMA a través de numerosas estrategias. Al final de la tesis y devolviendo estas discusiones problematizo una mayor comprensión de la biotecnología moderna en el deporte que necesita ser constantemente cuestionado frente a la aberturas hacia el futuro para el presente.

Inscrito no campo dos Estudos Culturais problematizo os saberes, estratégias, tecnologias e aparatos utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento, assim como, os efeitos destas práticas no que tange ao doping esportivo e à construção de subjetividades esportivas. Para esta tarefa tenho a seguinte questão central de pesquisa: quais os saberes e estratégias utilizados pela Agência Mundial Antidoping (WADA-AMA) para regular os usos das biotecnologias contemporâneas em atletas de alto rendimento e que efeitos decorrem destas práticas no que tange à construção de subjetividades esportivas? Nesse empreendimento analisei as publicações oficiais da WADA-AMA, em especial, a revista Play True, de publicação trimestral e tida como a publicação referência da WADA-AMA, como material principal de análise, entendendo-a como um artefato cultural. A partir da noção de sujeito desenvolvida nos trabalhos de Michel Foucault, e de Biopolítica e Políticas da Própria Vida, nos trabalhos de Michel Foucault e Nikolas Rose, respectivamente, estabeleci as estratégias e categorias de análise da tese. O primeiro grande eixo de análise se refere à constituição contemporânea de atletas biotecnológicos. Tomando as condições biotecnológicas atuais como pontos de partida das transformações dos seres humanos, e, em especial, fazendo este recorte no campo esportivo, apresento como, na atualidade, novas subjetividades esportivas estão sendo forjadas. Num segundo eixo analítico apresento e discuto, a partir das atualizações da noção de biopoder foucaultiana, elaboras especialmente por Paul Rabinow e Nikolas Rose, três vetores em que a biopolítica contemporânea, ou a politica da própria vida, se engendram no governamento dos atletas por parte da WADA-AMA. O primeiro destes vetores é a presença do experts ou especialistas somáticos na enunciação e interpelação discursiva das estratégias antidoping. O segundo vetor diz respeito à construção de coletividades biossociais, nas quais a potencialização da vitalidade é o elo comum entre os atletas que compõem esta comunidade. Por fim, o terceiro vetor diz respeito às tecnologias de si, nas quais os imperativos do controle a si mesmo, conheça a si mesmo e cuide de si mesmo são postos em funcionamento pela WADA-AMA através de inúmeras estratégias. Ao final da tese retomo estas discussões e problematizo um panorama mais amplo em que o esporte moderno mediado pelas biotecnologias precisa ser constantemente questionado na direção de aberturas do futuro pelo presente. / Inscrito en los Estudios Culturales busco problematizar los conocimientos, estrategias, tecnologías y dispositivos utilizados por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento, así como los efectos de estas prácticas en relación con el dopaje y construcción de subjetividades deportivas. Para esta tarea tengo la siguiente pregunta central de la investigación: ¿cuáles son los conocimientos y las estrategias utilizadas por la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) para regular los usos de la biotecnología en los atletas de alto rendimiento y que efectos se derivan de las prácticas relativas a la construcción de subjetividades deportivas? Para esto analizo las publicaciones oficiales de la AMA, en particular, la revista Juega Limpio, con publicación trimestral, y que se toma como la publicación de referencia de la AMA, como el material principal para el análisis, entendiéndola como un artefacto cultural. A partir de la noción de sujeto desarrollado en la obra de Michel Foucault, y la Biopolítica y Políticas de la vida misma, en la obra de Michel Foucault y Nikolas Rose, respectivamente, establecí las estrategias y las categorías de análisis de la tesis. El primer punto importante de análisis se refiere a la creación de los atletas biotecnológicas contemporáneos. Tomando las condiciones biotecnológicas actuales como puntos de partida para la transformación de los seres humanos, y en particular, en lo campo de deportes, a presiento como las nuevas subjetividades de los deportes se están forjando. En un segundo eje analítico presento y discuto, a partir de los cambios de la noción de Biopoder del Foucault, especialmente elaboras por Paul Rabinow y Nikolas Rose, tres vectores de la biopolítica contemporánea, o la política de la vida misma, los cuales se engendran en governamento de los atletas por la AMA. El primero de estos vectores es la presencia de expertos somáticos o especialistas en la enunciación y la interpelación discursiva de estrategias de dopaje. El segundo vector es respecto a la construcción de las colectividades biosociales, en el que la potenciación de la vitalidad es el vínculo común entre los atletas que integran esta comunidad. Por último, el tercer vector es las practicas con respecto a sí misma, en el que los imperativos de tecnologías de control de ti mismo, conoce a sí mismo y cuidarse son iniciados por la AMA a través de numerosas estrategias. Al final de la tesis y devolviendo estas discusiones problematizo una mayor comprensión de la biotecnología moderna en el deporte que necesita ser constantemente cuestionado frente a la aberturas hacia el futuro para el presente.

Ingeniero Civil Mecánico / En un escenario en el cual el calentamiento global es un factor de riesgo importante para la población a futuro, resulta fundamental innovar tecnológicamente para obtener energía libre de emisiones contaminantes. Este contexto ha dado pie al estudio de las celdas de óxido sólido reversibles (RSOFC), dispositivos capaces de generar energía eléctrica y térmica mediante un proceso electroquímico a partir de H2 u otro combustible, y O2. Las propiedades más importantes para los componentes de las celdas son la conductividad eléctrica e iónica, junto con las propiedades mecánicas. Este trabajo de memoria comprende un estudio específico de la dureza, tenacidad, módulo de elasticidad y caracterización estructural de discos lantano-basados de estructura perovskítica de fórmula La0,6Sr0,4FeO3 en el cual el Fe es substituido en parte por Mn y Mo alterando así sus propiedades mecánicas y eléctricas. Se desarrolla una metodología para generar pequeños discos de los materiales La0,6Sr0,4FeO3, La0,6Sr0,4Mn0,1Fe0,9O3 y La0,6Sr0,4Mo0,1Fe0,9O3 y poder estudiar la variación de propiedades mecánicas con respecto al estado no dopado. Se realiza síntesis sonoquímica de reactivos para generar nanopolvos, prensado uniaxial, sinterización, pulido, limpieza y thermal etching para preparar los discos. Una vez preparados estos se realiza un análisis de difracción de rayos X (XRD), ensayo de excitación por impulso (IET), indentación y fotografía SEM para analizar las indentaciones y poder así determinar las propiedades mecánicas. Para estos efectos se utilizan equipos pertenecientes a los departamentos de Ingeniería Mecánica, Ciencia de los Materiales, Geología y Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. El análisis de refracción de rayos X entrega los patrones correspondientes a las estructuras que componen los discos. Se logran identificar estas estructuras y su fase cristalina, identificando además las fases generadas en estructuras que contienen los respectivos dopantes. Para simplificar la notación se refiere a las estructuras con sus respectivas abreviaciones; LSF, LSMnF y LSMoF. Se logra apreciar que los resultados son acordes a la teoría, y se propone continuar la investigación para obtener otras propiedades del material, tales como tamaño de granos, longitud de enlace atómico, entre otros.

Partiendo de la actividad deportiva como una actividad integradora de la persona, se abordan algunos temas directamente relacionados con dicha actividad como lo son su la protección constitucional, los derechos fundamentales en conflicto, la regulación administrativa de dicha actividad, así como otros aspectos esenciales como la protección penal del deporte (infracciones penales), medidas cautelares limitadoras de derechos fundamentales del deportista dentro del proceso penal y una referencia a las personas jurídicas.

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El presente trabajo muestra las diversas investigaciones y análisis que realizamos para mostrar la viabilidad y rentabilidad de nuestra idea de negocio, la cual consiste en una aplicación llamada “Doping Prevention and Athlete Care”. Este programa tiene el propósito de asistir a los deportistas de alto rendimiento, para que puedan identificar fácilmente los diferentes alimentos, productos o suplementos que deben evitar debido a su prohibición de consumo en competiciones deportivas. Al inicio de la investigación, nos preocupamos por desarrollar la propuesta de valor de nuestro producto. Para determinar si el problema que buscamos resolver realmente resulta valioso para nuestro público objetivo, además de precisar y validar otros aspectos relevantes de nuestro modelo de negocio. Luego nos enfocamos en la experiencia del usuario, donde el uso de prototipos y entrevistas nos ayudó a determinar que competentes y otros aspectos relevantes a la presentación y uso de nuestra aplicación deben estar presentes en la misma. Posteriormente, con el uso de redes sociales y anuncios publicitarios, verificamos si realmente nuestro público objetivo estaría interesado en pagar por el servicio que buscamos ofrecer, además de verificar el precio por el cual estarían dispuestos a comprar. Finalmente, se trabajó en el aspecto financiero del negocio, proyectándonos en cómo se verían los retornos de este negocio en los próximos tres años de su lanzamiento, además del nivel de presupuesto e inversión necesarios para hacer posible el proyecto, y de los diversos métodos en que planeamos financiar la idea de negocio. / This paper shows the various research and analysis we conducted to show the feasibility and profitability of our business idea, which consists of an application called "Doping Prevention and Athlete Care". This program has the purpose of assisting high performance athletes, so that they can easily identify the different foods, products, or supplements that they should avoid due to their prohibition of consumption in sports competitions. At the beginning of the research, we were concerned with developing the value proposition of our product. To determine whether the problem we seek to solve is really valuable to our target audience, as well as to clarify and validate other relevant aspects of our business model. We then focused on the user experience, where the use of prototypes and interviews helped us to determine which competencies and other aspects relevant to the presentation and use of our application should be present in it. Subsequently, with the use of social networks and advertisements, we verified whether our target audience would really be interested in paying for the service we seek to offer, in addition to verifying the price for which they would be willing to buy. Finally, we worked on the financial aspect of the business, projecting how the returns of this business would be seen in the next three years of its launch, in addition to the level of budget and investment needed to make the project possible, and the various methods in which we plan to finance the business idea. / Trabajo de investigación

[EN] In this Doctoral Thesis, it has been studied the photophysical and photochemical properties of new nanomaterials based on carbon as graphene derivatives (GO, rGO, graphene (N,O)-codoped and graphene reconstituted halogenated) and two different types of carbon nanoparticles (C-dots and C-NOR). These materials have been applied in the photocatalytic hydrogen generation, such as gas sensors and bioimaging techniques. In a first stage the material was characterized with different spectroscopic and microscopic techniques, and subsequently was studied the behavior of these materials as semiconductors. Using the techniques of fluorescence spectroscopy and absorbance transition has been proven generation state of charge separation after excitation. The different strategies used in the modification of graphene are aimed at getting systems with higher lifetimes of charge separation to harness the energy absorbed from light. It has been observed that the lifetime and quantum yield of charge separation is greater in rGO than GO. For graphenes (N,O)-codoped, which were prepared by pyrolysis natural chitosan, has shown that there is a direct relationship between the percentage of dopants and the energy of the conduction band and the quantum yield of charge separation state. In the case of reconstituted graphenes halogenated it has been shown the influence of the nature of the halogen in the generation charge separation. The charge separation lifetime obtained in these materials is in the scale of microseconds which is encouraging for possible application in photocatalysis and optoelectronic devices. For this reason we use these materials as photocatalysts for hydrogen generating from a methanol-water mixture and yields were higher for the sample (Cl)G that were seven times higher than the starting GO. Nanoparticles have been prepared using two different carbon methodologies. In one case they have been used zeolites with different pore size as templates, being those of small pore size with a directing agents with large structure, such as ITQ-29 and ITQ-12, were the most suitable for production of photoluminescent carbon dots. Pyrolysis of structure directing agent of these zeolites results in carbon quantum dots with particle sizes between 5 and 12 nm and photoluminescence quantum yield of 0.4 to that were used as photoluminescent oxygen sensors. Another methodology involves the synthesis of carbon nanomaterials from annealing of a mixture of PTCA and PEG under air atmosphere. Nanoobjects are obtained with height of 2.5 nm and with an average size of 40 nm. The morphology of the C-NOR is similar to an onion formed by concentric circles. These nanoparticles can be internalized in the human carcinoma HeLa cells and Hep 3B and they have interesting photoluminescent properties, in the same way as in solution. They showed a remarkable biocompatibility affecting in a very low way to cell viability to short periods of exposure according to the test MTT. In order to address the possible use of this nanoparticles in bioimaging a complete toxicology study was performed in vitro. It was performed feasibility assessments, proliferation, apoptosis studies generation and oxidative stress experiments after continuous and limited exposure, and also varying concentrations. It was observed that both nanoparticles showed no toxicity in the two situations at low and higher concentration, although some toxicity was determined at higher concentrations under continuous exposure. These results support the potential use of nanoparticles C-NOR and C-NOR(Eu) as bioimaging agents. / [ES] En esta Tesis Doctoral se han estudiado las propiedades fotofísicas y fotoquímicas de nuevos nanomateriales basados en carbono como son los derivados de grafeno (GO, rGO, grafenos (N,O) codopados y grafenos reconstituidos halogenados) y dos tipos diferentes de nanopartículas de carbono (C-dots y C-NOR). Estos materiales se han aplicado en la generación fotocatalítica de hidrógeno, como sensores de gases y en técnicas de bioimagen. En una primera etapa se ha caracterizado el material con distintas técnicas espectroscópicas y de microscopia, y a posteriori se ha estudiado el comportamiento de estos materiales como semiconductores. Mediante las técnicas de espectroscopia de fluorescencia y de absorbancia de transición se ha comprobado la generación del estado de separación de cargas tras su excitación. Las distintas estrategias utilizadas en la modificación del grafeno van dirigidas a conseguir sistemas con tiempos de vida del estado de separación de cargas elevados que permitan aprovechar la energía absorbida de la luz. Se ha observado que el tiempo de vida y el rendimiento cuántico de la separación de cargas es mayor en el rGO que en el GO. Para los grafenos (N,O)-codopados, que han sido preparados por pirólisis del quitosano natural, se ha demostrado que existe una relación directa entre el porcentaje de dopantes y la energía de la banda de conducción y el rendimiento cuántico de la separación de cargas. Para el caso de los grafenos reconstituidos halógenados se ha demostrado la influencia de la naturaleza del halógeno en la generación del estado de separación de cargas. El tiempo de vida del estado de separación de cargas obtenido en estos materiales se encuentra en la escala de los microsegundos lo cual resulta esperanzador para su posible aplicación en fotocatálisis y en dispositivos optoelectrónicos. Por este motivo utilizamos estos materiales como fotocatalizadores para la generación de hidrógeno a partir de una mezcla metanol agua y los rendimientos más altos fueron para la muestra (Cl) G que fueron siete veces más elevadas que el GO de partida. Se han preparado nanoparticulas de carbono empleando dos metodologías distintas. En un caso se han utilizado zeolitas de distinto tamaño de poro como plantillas, siendo las de tamaño de poro pequeño con agentes directores de estructura voluminosos, como la ITQ-29 y ITQ-12, las más adecuadas para obtener puntos de carbono fotoluminiscentes. La pirólisis del agente director de estructura de estas zeolitas da lugar a puntos cuánticos de carbono con tamaños de partícula entre 5 y 12 nm y un rendimiento de fotoluminiscencia cuántica de 0.4 que fueron utilizados como sensores de oxígeno fluorescentes. La otra metodología consiste la síntesis de nanomateriales de carbono a partir de un recocido de una mezcla de PTCA y PEG bajo atmosfera de aire. Se obtiene nanoobjetos de 2.5 nm de altura y con un tamaño medio de 40 nm. La morfologia de los C-NOR es de círculos concéntricos similar a una cebolla. Estas nanopartículas pueden internalizarse en las células de carcinoma humano HeLa y Hep 3B y presentan propiedades fotoluminiscentes interesantes, de la misma manera que en disolución. Demostraron una notable biocompatibilidad afectando de manera poco perceptible a la viabilidad celular a cortos periodos de exposición según la prueba MTT. Con el fin de abordar el posible uso de esta nanopartículas en bioimagen y su toxicidad se realizó un estudio toxicológico completo in vitro. Se realizaron evaluaciones de viabilidad, proliferación, estudios de generación de apoptosis y estrés oxidativo tras la exposición limitada o continua variando las concentraciones. Se observó que ambas nanopartículas no mostraron toxicidad en las dos situaciones a baja concentración, aunque cierta toxicidad se ha determinado a concentraciones superiores bajo exposición continua. / [CA] En aquesta tesi doctoral s'han estudiat les propietats fotofísiques i fotoquímiques de nous nanomaterials basats en carboni com són els derivats de grafè (GO, rGO, grafens (N,O) codopats i grafenos reconstituïts halogenats) i dos tipus diferents de nanopartícules de carboni ( C-dots i C-NOR). Aquests materials s'han aplicat en la generació fotocatalítica d'hidrogen, com a sensors de gasos i en tècniques de bioimatge. En una primera etapa s'ha caracteritzat el material amb diferents tècniques espectroscòpiques i de microscòpia, i a posteriori s'ha estudiat el comportament d'aquests materials com semiconductors. Mitjançant les tècniques d'espectroscòpia de UV-Vis i d'absorbància de transició (T.A.S.) s'ha comprovat la generació de l'estat de separació de càrregues després de la seva excitació. Les diferents estratègies utilitzades en la modificació del grafè van dirigides a aconseguir sistemes amb temps de vida de l'estat de separació de càrregues elevats que permetin aprofitar l'energia absorbida de la llum. S'ha observat que el temps de vida i el rendiment quàntic de la separació de càrregues és més gran en el rGO que al GO. Per als grafenos (N,O)-codopats, que han estat preparats per piròlisi del quitosan natural, s'ha demostrat que existeix una relació directa entre el percentatge de dopants i l'energia de la banda de conducció i el rendiment quàntic de la separació de càrregues. Per al cas dels grafens reconstituïts halogenats s'ha demostrat la influència de la naturalesa de l'halogen en la generació de l'estat de separació de càrregues. El temps de vida de l'estat de separació de càrregues obtingut en aquests materials es troba en l'escala dels microsegons la qual cosa resulta esperançador per a la seva possible aplicació en fotocatàlisi i en dispositius optoelectrònics. Per aquest motiu utilitzares aquests materials com fotocatalitzadors per a la generació de hidrogen a partir de una mescla metanol- aigua y els rendiments mes alts van ser per la mostra (Cl)G que van ser set vegades mes elevades que el GO de partida. S'han preparat nanoparticules de carboni emprant dues metodologies diferents. En un cas s'han utilitzat zeolites de diferent grandària de porus com plantilles, sent les de mida de porus petit amb agents directors d'estructura voluminosos, com la ITQ-29 i ITQ-12, les més adequades per obtenir punts de carboni fotoluminiscents. La piròlisi de l'agent director d'estructura d'aquestes zeolites dóna lloc a punts quàntics de carboni amb mides de partícula entre 5 i 12 nm i un rendiment de fotoluminiscència quàntica de 0.4 que van ser emprats com a sensors d'oxigen fluorescents. L'altra metodologia consisteix en la síntesi de nanomaterials de carbono a partir d'un recuit d'una barreja de PTCA i PEG sota atmosfera d'aire. S'obté nanoobjectes de 2.5 nm d'alçada i amb una longitud mitjana de 40 nm. La morfologia dels C-NOR és de cercles concèntrics similar a una ceba. Aquestes nanopartícules poden internalitzar-se en les cèl·lules de carcinoma humà HeLa i Hep 3B i presenten propietats fotoluminiscents interessants, de la mateixa manera que en dissolució. Van demostrar una notable biocompatibilitat afectant de manera poc perceptible a la viabilitat cel·lular a curts períodes d'exposició segons la prova MTT. Per tal d'abordar el possible ús d'aquesta nanopartícules en bioimatge i la seva toxicitat es va realitzar un estudi toxicològic complet in vitro. Es van realitzar avaluacions de viabilitat, proliferació, estudis de generació d'apoptosi i estrès oxidatiu després de l'exposició limitada o contínua amb diferents concentracions. Es va observar que les dos nanopartícules no van mostrar toxicitat en les dues situacions a baixa concentració, encara que certa toxicitat s'ha determinat a concentracions superiors sota exposició contínua. Aquests resultats donen suport a la possible utilització de nanopartícules C-NOR i C-NOR(Eu) com a agents / García Baldoví, H. (2016). Preparación y propiedades fotofísicas de materiales grafénicos y puntos cuánticos basados en carbono. Aplicaciones en nanotecnología [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68505 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Tesis por compendio / [ES] Las células solares de perovskitas de haluros (HaPSC) se han convertido en uno de los principales candidatos para la producción de dispositivos fotovoltaicos de nueva generación. Sin embargo, su comercialización exige que cumplan estrictos requisitos de rendimiento, seguridad y longevidad. Se sabe que la estabilidad intrínseca de las perovskitas de haluro está estrechamente relacionada con la química de los defectos que se producen en su interior, ya que algún defecto puede participar o iniciar procesos de degradación. Además, algunos de los defectos más comunes en estos sistemas crean estados de trampa poco profundos y electrónicamente activos, que pueden influir en procesos clave como el transporte y recombinación de cargas, lo que los convierte en fundamentales para determinar el rendimiento de los dispositivos. La ingeniería de disolventes ha cobrado importancia como técnica para controlar la cristalización de películas delgadas de haluros de perovskita, lo que ha dado lugar a mejoras experimentalmente observables en la calidad y estabilidad de los cristales, así como a reducciones significativas en las densidades de defectos. A pesar de los importantes esfuerzos realizados recientemente para desarrollar las HaPSC, el rendimiento y la estabilidad de las composiciones con bandas prohibidas anchas han quedado rezagados con respecto a las composiciones para los dispositivos de unión única. El objetivo de esta tesis es abordar este problema desarrollando técnicas experimentales para mejorar las perovskitas inorgánicas de haluros mixtos. Aunque la ingeniería de disolventes puede introducir, reducir o pasivar defectos electrónicamente activos (dopantes) en las perovskitas de haluro, se han realizado relativamente pocas investigaciones sobre los procesos físicos que se producen en los sistemas dopados. Además, las químicas activas de estos sistemas, que aún se están investigando, pueden dar lugar a comportamientos transitorios o a la activación de procesos complejos, lo que complica los esfuerzos experimentales. En esta tesis, estos problemas se superan empleando simulaciones por ordenador para investigar el origen y los factores que dan lugar a niveles óptimos de dopaje en las HaPSCs. Esta tesis doctoral se compone de tres artículos que han sido publicados en revistas indexadas. Dos de ellos desarrollan técnicas experimentales para controlar la cristalización de la película y la estabilidad de las perovskitas de bandas prohibidas anchas. El tercer artículo investiga el papel que desempeñan los dopantes electrónicos en el rendimiento de los dispositivos y cómo pueden aprovecharse para producir HaPSC superiores. En conjunto, estos resultados aportan nuevos conocimientos y técnicas a los experimentadores que trabajan con dispositivos de alto rendimiento. / [CA] Les cèl·lules solars de perovskita d'halur (HaPSC) s'han convertit en un dels principals candidats per a la producció de dispositius fotovoltaics de nova generació. Tanmateix, la seua comercialització requereix que compleixen exigències estrictes en termes de rendiment, seguretat i longevitat. Se sap que l'estabilitat intrínseca de les perovskites d'halur està estretament relacionada amb les químiques de defectes que es produeixen dins d'elles, ja que algun defecte pot participar o iniciar processos de degradació. A m¿es, alguns defectes predominants en aquests sistemes creen estats de trampa poc profunds i electrònicament actius, que poden influir en processos clau com el transport i la recombinació de càrregues, fent-los clau per determinar el rendiment dels dispositius. L'enginyeria de dissolvents ha guanyat rellevància com a tècnica per controlar la cristal·lització de pel·lícules primes de perovskita d'halur, donant lloc a millores experimentalment observables en la qualitat i l'estabilitat dels cristalls, així com a reduccions significatives de la densitat de defectes. Malgrat els esforços recents substancials per desenvolupar les HaPSC, el rendiment i l'estabilitat de les composicions de bandes prohibides amples s'han quedat per darrere de les adequades per a dispositius d'unió única. L'objectiu d'aquesta tesi és abordar aquest problema mitjançant el desenvolupament de tècniques experimentals per millorar les perovskites inorgàniques d'halur mixtos. Tot i que l'enginyeria de dissolvents pot introduir, reduir o passivar defectes electrònicament actius (dopants) en perovskites d'halur, hi ha hagut relativament poques investigacions sobre els processos físics que es produeixen en sistemes dopats. A més, les químiques actives d'aquests sistemes, que encara s'estan investigant, poden donar lloc a comportaments transitoris o a l'activació de processos complexos, cosa que complica els esforços experimentals. En aquesta tesi, aquests problemes es superen mitjançant l'ús de simulacions per ordinador per investigar l'origen i els factors que donen lloc a nivells òptims de dopatge en les HaPSC. Aquesta tesi doctoral està formada per tres articles que s'han publicat en revistes indexades. Dos d'aquests desenvolupen tècniques experimentals per controlar la cristal·lització de la pel·lícula i l'estabilitat de les perovskites de bandes prohibides amples. El tercer article investiga el paper que tenen els dopants electrònics a l'hora de determinar el rendiment dels dispositius i com es poden aprofitar per produir HaPSC superiors. En conjunt, aquests resultats generen noves idees i proporcionen tècniques per als experimentadors que treballen amb dispositius d'alt rendiment. / [EN] Halide perovskite solar cells (HaPSCs) have become one of the leading candidates for the production of next generation photovoltaic devices. However, commercialisation requires them to meet stringent demands in terms of performance, safety and longevity. The intrinsic stability of halide perovskites is known to be closely related to defect chemistries occurring within them since some defects can participate in, or initiate, degradation processes. Moreover, some common defects in these systems create electronically active shallow trap states, which can influence key processes such as charge transport and recombination - making them key in determining device performance. Solvent engineering has gained relevance as a technique for controlling the crystallisation of halide perovskite thin films, leading to experimentally observable improvements in crystal quality and stability as well as meaningful reductions in defect densities. Despite substantial recent efforts into developing HaPSCs, the performance and stability of wide-bandgap compositions has lagged behind those suitable for single-junction devices. The aim of this thesis is to address this problem by developing experimental techniques for improving mix-halide inorganic perovskites. Although solvent engineering can introduce, reduce or passivate electronically active defects (dopants) in halide perovskites, there have been relatively few investigations into the physics occurring in doped systems. Moreover, the active chemistries in these systems, which are still under investigation, can result in transient behaviours or the activation of complex processes - complicating experimental efforts. In this thesis, these problems are overcome by employing computer simulations to investigate the origin and factors giving rise to optimal doping levels in HaPSCs. This doctoral thesis is made up of three articles which have been published in indexed journals. Two of these develop experimental techniques for controlling the film crystallisation and stability of wide-bandgap perovskites. The third article investigates the role of electronic dopants in determining device performance, and how they may be harnessed to produce superior HaPSCs. Together, these results generate new insights and provide techniques for experimentalists working with high performance devices. / This work was funded by the Generalitat Valenciana (ACIF/2020/286), the Ministerio de Economía y Competitividad (Grant Number PID2019-107137RB-C21), European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (Marie Sklodowska-Curie grant No. 893194), the French Agence Nationale de la Recherche (contract number ANR-17-MPGA-0012), and the French government in the frame of the program of investments for the future (Programme d’investissement d’Avenir ANR-IEED-002-01) Alexander Wyn Stewart. acknowledges the Generalitat Valenciana and the EU for financial support (ACIF/2020/286). / Stewart, AW. (2024). Hybrid Perovskites for Photovoltaic Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202847 / Compendio