Actualmente, la nanociencia se presenta como un campo de suma relevancia para satisfacer las demandas requeridas por la sociedad. En particular, los materiales híbridos emergen como una de las temáticas más atractivas debido a la versatilidad que presentan, diseñándose a priori estos materiales con propiedades físico-químicas específicas, empleándose con éxito en múltiples aplicaciones desde las más convencionales hasta otras más nanotecnológicas. La presente Tesis Doctoral se ha centrado en el desarrollo de nuevos materiales metal-orgánicos nanoestructurados, su posterior caracterización y empleo en diferentes aplicaciones. Para llevar a cabo el diseño de estos materiales, se ha estudiado la influencia de los parámetros de síntesis, de los espaciadores orgánicos y de los nodos metálicos que componen su entramado estructural y su posterior uso, en función de sus características, en diversas aplicaciones. En consecuencia, los resultados presentados se organizan en tres capítulos dependiendo de los parámetros estudiados en la generación de estas nuevas familias de materiales metal-orgánicos. En el Capítulo 3, se han empleado como nodos metálicos precursores de aluminio y como unidades orgánicas espaciadores orgánicos monodentados que presentan una cadena alifática en su composición de manera que presentan una doble función: (i) estructural al coordinarse con el nodo metálico gracias a al grupo carboxílico que presentan y (ii) como modulador del crecimiento debido a las cadenas alquílicas que determinan el nivel de estructuración y dimensionalidad alcanzado. Además, se estudia la influencia de diferentes parámetros de síntesis, en especial la naturaleza de los solventes empleados, obteniéndose un nivel de estructuración 3D, mesoscópico o laminar cuando se emplea H2O, DMF o DMF/H2O, respectivamente. Finalmente, se analizó el comportamiento de cada fase estructural producida en la síntesis de benzodiazepinas, producto de interés en la industria farmacéutica. A continuación, en el Capítulo 4, para dar un paso más en el conocimiento de esta clase de materiales, se empleó de nuevo como unidad inorgánica de construcción nodos metálicos de aluminio, pero en este caso se ha modificado la unidad orgánica, empleándose espaciadores orgánicos monodentados que presentan un grupo funcional en su composición. De esta forma, se estudia la obtención de nuevos materiales metal-orgánicos, analizándose la influencia de emplear grupos dadores o aceptores de electrones en el nivel de estructuración finalmente alcanzado (2D o 3D). Además, se evaluó su actividad catalítica como ácido de Lewis, determinando la influencia del nivel de estructuración y la presencia de dichos grupos funcionales en la actividad catalítica. Posteriormente, se introdujo directamente en el proceso de síntesis solvotermal hierro como segundo nodo metálico, incorporándose con éxito en la red metal-orgánica, generando un nuevo material que mejora los resultados catalíticos anteriormente obtenidos debido al efecto sinergético establecido entre ambos nodos metálicos. Más concretamente, cuando se emplea el espaciador orgánico con grupos tiol en su composición, se generan grupos sulfónicos ácidos tras un tratamiento post-síntesis de oxidación que permite obtener materiales que fueron excelentes catalizadores en reacciones demandantes de acidez. Además, se incorporaron nanopartículas de paladio a dicho material, generando un material bifuncional capaz de llevar a cabo reacciones consecutivas en un solo paso. Por último, en el Capítulo 5, se han sintetizado nuevos materiales metal-orgánicos basados en los espaciadores orgánicos monodentados empleados en el Capítulo 3, utilizando en este caso diferentes elementos metálicos (Zr, Cu, Ni y Ln) como unidades inorgánicas de construcción, obteniéndose diferentes niveles de estructuración en función de los mismos. Finalmente, se empleó el material / Actualment, la nanociència es presenta com un camp de màxima rellevància per a satisfer les demandes requerides per la societat. En particular, els materials híbrids emergeixen com una de les temàtiques més atractives degut a la versatilitat que presenten, dissenyant-se a priori estos materials amb propietats fisicoquímiques específiques, emprant-se amb èxit en diverses aplicacions, des de les més convencionals fins a altres més nanotecnològiques. La present Tesi Doctoral s'ha centrat en el desenvolupament de nous materials organometàl¿lics nanoestructurats, la seva posterior caracterització y ús en diferents aplicacions. Per a portar a terme el disseny d'aquestos materials, s'ha estudiat la influença dels paràmetres de síntesi, dels espaiadors orgànics i dels nodes metàl¿lics que componen el seu entramat estructural y el seu posterior ús, en funció de les seves característiques, en diverses aplicacions. En conseqüència, els resultats presentats s'organitzen en tres capítols depenent del paràmetre estudiat en la generació d`aquestes noves famílies de materials metal-orgánics. Al Capítol 3, s'han emprat com a nodes metàl¿lics precursors d'alumini, i com a unitats orgàniques, espaiadors orgànics monodentats que presenten una cadena alifàtica en la seva composició de manera que presenten una doble funció: (i) estructural al coordinar-se amb el node metàl¿lic gràcies al grup carboxílic que presenta i (ii) com a modulador del creixement degut a les cadenes alquíliques que determinen el nivell d'estructuració i dimensionalitat al que s'ha arribat. A més a més, s'estudia la influença de diferents paràmetres de síntesi, en especial la naturalesa dels dissolvents utilitzats, obtenint-se un nivell d'estructuració 3D, messoscòpic o laminar quan s'utilitza H2O, DMF o DMF/H2O, respectivament. Finalment, s'analitzà el comportament de cada fase estructural produïda en la síntesi de benzodiazepines, producte de interès a la indústria farmacèutica. A continuació, al Capítol 4, per a donar un pas més en el coneixement d'esta classe de materials, s'empra de nou com a unitat inorgànica de construcció nodes metàl¿lics d'alumini, però en aquest cas s'ha modificat la unitat orgànica, utilitzant-se espaiadors orgànics monodentats que presenten un grup funcional en la seua composició. D'aquesta manera, s'estudia l'obtenció de nous materials organometàl¿lics , analitzant-se la influença d'utilitzar grups donadors o acceptors d'electrons al nivell d'estructuració finalment aconseguit (2D o 3D). A més a més, s'avaluà la seva activitat catalítica com a àcid de Lewis, determinant la influença del nivell d'estructuració i la presència dels grups funcional abans anomenats en l'activitat catalítica. Posteriorment, s'introduí directament en el procés de síntesi solvotermal ferro com a segon node metàl¿lic, incorporant-se amb èxit a la xarxa organometàl¿lica, generant un nou material que millora els resultats catalítics anteriorment obtinguts degut a l'efecte sinergètic establert entre ambdós nodes metàl¿lics. Més concretament, quan s'utilitza l'espaiador orgànic amb grups tiol en la seva composició, es generen grups sulfònics àcids després del tractament post-síntesi d'oxidació que permet obtenir materials que foren excel¿lents catalitzadors en reaccions demandants d'acidesa. A més a més, s'incorporaren nanopartícules de pal¿ladi al material mencionat, generant un material bifuncional capaç de dur a terme reaccions consecutives en un sol pas. Per últim, al Capítol 5, s'han sintetitzat nous materials organometàl¿lics basats en els espaiadors orgànics monodentats emprats en el Capítol 3, utilitzant en este cas diferent elements metàl¿lics (Zr, Cu, Ni i Ln) com a unitats inorgàniques de construcció, obtenint-se diferents nivells d'estructuració en funció dels mateixos. Finalment, s'utilitzà el material basat en nodes de Níquel com a plagui / Nowadays, nanoscience presents high impact to accomplish the requirements of the society, appearing the hybrid materials as attractive topic due to high versatility that they offer, being designed with particular physico-chemical properties. They have successful been used in a wide range of applications, from the most conventional to other ones more nanotechnological. This thesis is focused on developing novels metal-organic materials, their characterizations and testing in different areas. During this work, it was studied the influence of synthesis conditions, the incorporation in the final framework of different organic spacers and metallic nodes. Taking into account, the results were organized in three different chapters, depending on the parameters analyzed to obtain the final new families of hybrid metal-organic materials. First, in the Chapter 3, it was used aluminum nodes as inorganic source and monodentates organic spacers with aliphatic chains as organic units. These organic compounds present a dual function: (i) structural by coordination with the metallic unit through of the carboxylic groups and (ii) as modulating of growing due to the hydrocarbons chains, generating a specific structuration level and dimensionality. Moreover, it was studied the influence of synthesis conditions, particularly the nature of solvents, obtaining a final 3D, mesoscopic or lamellar framework level if H2O, DMF or DMF/H2O were used as solvents, respectively. Finally, the catalytic activity of the different materials was evaluated in the synthesis of benzodiazepine, attractive product in the pharmaceutical industry. After that, in the Chapter 4, to study in depth the behavior of this kind of metal-organic materials, it was used, again, aluminum as inorganic unit, but together with new organic compounds, new monodentates organic spacers with pending groups (electron donating or withdrawing groups) in para position. Thus, it was obtained different structuration level (2D or 3D) depending of the pending groups incorporated in the final framework. Furthermore, the catalytic activity was studied as Lewis acid, where the results were directly influenced by the structuration level and the presence of the substituents in the framework. Moreover, it was incorporated, in the solvothermal process, iron as second metallic node, obtaining a new metal-organic material, improving the catalytic results due to the positive sinergetic effect between both inorganic units. Additionally, a metal-organic material with thiol groups in the framework was synthesized, being generated acid sulfonic groups by post-synthesis oxidation process, being an effective catalysts in acid reactions. Moreover, it was incorporated palladium nanoparticles, generating a bifunctional hybrid material to carry out two-step one-pot reaction process. Finally, in the Chapter 5, it was synthesized new metal-organic materials based on the same organic spacers from Chapter 3, but with different metallic nodes (Zr, Cu, Ni and Ln) as inorganic units, favoring different structuration level depending on the metallic element used. The materials based on nickel nodes were used as pesticide in the controlled release of pheromones. / Moreno Rodríguez, JM. (2018). Síntesis de materiales híbridos metalorgánicos estructurados a partir de unidades unidimensionales. Estudio de sus propiedades y aplicaciones [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114027

[EN] This research presents a theoretical study on the concept of hybrid spaces; A study from the artistic practice, which explores the new possibilities open to contemporary ways of living. In today's society of the XXI century, there has been a change in the concept of living: no longer means being physically in one place. This change has been generated by new human-computer relationships. And the artistic practices have focused much of his research in the study of this fact, between the local and the global, between the physical world and the virtual. We propose the definition of a neo-nomad, a result of relations of human-machine interaction subject. We are evolving towards a style and way of thinking and concrete action, in which predominates a new dwelling of digital. This subject arises in the technological age, it outlines a new own nomadic movement of the XXI century society. This research aims to investigate the neo-nomadic nature of current technological subject, from a comprehensive study of its relationship with the spaces and environments. Thus, the theoretical treatment applied to the investigation of artistic practices, is a commitment to studying other ways to inhabit the physical and virtual. Through analysis of artists and theorists are beginning to tune a hybridization result in the concept of nomadológicas architectures, with special attention to the practice of Hackitectura, analyzing their characteristics, variables and applications. This study aims to get to make a small line of research into those fields hybridized knowledge possible within the current ways of living, always from the perspective of artistic experience to science, technology and society / [ES] Esta investigación se presenta con un estudio teórico sobre el concepto de espacios híbridos; un estudio desde la práctica artística, que explora las nuevas posibilidades que se abren a las formas contemporáneas de vivir. En la sociedad actual del S.XXI, ha habido un cambio en el concepto de habitar: ya no significa estar de manera física en un lugar. Este cambio ha sido generando por las nuevas relaciones humano-computadora. Y las prácticas artísticas han centrado gran parte de sus investigaciones en el estudio de este hecho, entre lo local y lo global, entre el mundo físico, y el virtual. Proponemos la definición de un sujeto neo-nómada, consecuencia de las relaciones de interacción humano-máquina. Estamos evolucionando hacia un estilo y forma de pensamiento y acción concreta, en el que predomina un nuevo habitar de lo digital. Este sujeto que surge en la era tecnológica, esboza un nuevo movimiento nómada propio de la sociedad del S.XXI. Esta investigación pretende indagar en la naturaleza neo-nómada del actual sujeto tecnológico, a partir de un estudio exhaustivo de su relación con los espacios y entornos. Así pues, el tratamiento teórico aplicado a la investigación de las prácticas artísticas, resulta una apuesta hacia el estudio de otras formas de habitar lo físico y virtual. Por medio del análisis de artistas y teóricos se comienza a afinar una hibridación que derivará en el concepto de arquitecturas nomadológicas, dedicando una especial atención a la práctica de la Hackitectura, analizando sus características, variables y aplicaciones. Este estudio pretende llegar a marcar una pequeña línea de investigación hacia aquellos posibles campos de conocimiento hibridado dentro de las actuales formas de habitar, siempre desde una perspectiva de la experiencia artística para con la ciencia, la tecnología y la sociedad. / [CA] Aquesta investigació es presenta amb un estudi teòric sobre el concepte d'espais híbrids; un estudi des de la pràctica artística, que explora les noves possibilitats que s'obren a les formes contemporànies de viure. En la societat actual del segle XXI, hi ha hagut un canvi en el concepte d'habitar: ja no significa estar de manera física en un lloc. Aquest canvi ha estat generant per les noves relacions humà-ordinador. I les pràctiques artístiques han centrat gran part de les seves investigacions en l'estudi d'aquest fet, entre el local i el global, entre el món físic, i el virtual. Proposem la definició d'un subjecte neo-nòmada, conseqüència de les relacions d'interacció humà-màquina. Estem evolucionant cap a un estil i forma de pensament i acció concreta, en què predomina un nou habitar del digital. Aquest subjecte que sorgeix en l'era tecnològica, esbossa un nou moviment nòmada propi de la societat del segle XXI. Aquesta investigació pretén indagar en la naturalesa neo-nòmada de l'actual subjecte tecnològic, a partir d'un estudi exhaustiu de la seva relació amb els espais i entorns. Així doncs, el tractament teòric aplicat a la investigació de les pràctiques artístiques, resulta una aposta cap a l'estudi d'altres formes d'habitar el físic i virtual. Per mitjà de l'anàlisi d'artistes i teòrics es comença a afinar una hibridació que derivarà en el concepte d'arquitectures nomadológicas, dedicant una especial atenció a la pràctica de la Hackitectura, analitzant les seves característiques, variables i aplicacions. Aquest estudi pretén arribar a marcar una petita línia d'investigació cap a aquells possibles camps de coneixement hibridat dins de les actuals formes d'habitar, sempre des d'una perspectiva de l'experiència artística envers la ciència, la tecnologia i la societat. / Rodríguez Moscatel, L. (2016). ESPACIOS HÍBRIDOS: ARQUITECTURAS EMERGENTES DE LA INTERACCIÓN FISICO-VIRTUAL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61951

[ES] El trabajo de investigación descrito en la presente Tesis Doctoral ha sido desarrollado en el marco del proyecto europeo MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) y se ha centrado en la síntesis y caracterización de materiales mono- y multi-funcionales que presentan sitios catalíticos ácidos, básicos o redox. Diferentes líneas de investigación han sido desarrolladas en paralelo para obtener distintos materiales híbridos que serán empleados en diferentes procesos catalíticos, en línea con las necesidades de los socios industriales del proyecto. Debido a la naturaleza colaborativa del proyecto, cada miembro académico se ha en-centrado en un aspecto del desarrollo de los materiales. Es por ello que el Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), donde se ha llevado a cabo esta Tesis Doctoral, se ha centrado en la síntesis de los catalizadores híbridos. Por ello, parte de la caracterización descrita en el Capítulo 3 se ha llevado a cabo en la Università del Piemonte Orientale (IT), durante una estancia de un mes. Ademas, algúnos resultados catalíticos descritos en los Capítulos 3 y 5 han sido obtenidos por la University of Southampton (UK). En el Capítulo 3, se ha descrito la síntesis de dos catalizadores heterogéneos híbridos que presentan moléculas de ácido aril-sulfónico en su composición. En uno de ellos, el anillo aromático presentará átomos de flúor en posición 2, 3, 5, 6. Se han llevado a cabo dos estrategias de síntesis multi-etapas, a través de la síntesis de los precursores alkoxi-silanos, a través de procesos de condensación junto a un precursor de sílice (en ausencia de agentes directores de estructura, a pH neutro y temperaturas bajas) y de una reacción de tethering. Los materiales híbridos han sido caracterizados a través de dife-rentes técnicas. Las propiedades texturales, la estabilidad térmica y la composición química de los catalizadores ha sido estudiada. Además, moléculas sondas han sido adsorbidas en los materiales hibridos y las interacciones entre ellos han sido estudiadas a través de espectroscopias FTIR y RMN multi-nuclear. El catalizador hibrido en que el anillo aromático estaba fluorado resultó ser el más activo catalíticamente en la reac-ción de formación de acetal entre benzaldehído y etilenglicol. Una versión de los hí-bridos en que la superficie había sido pasivada con grupos metilos también fue obteni-da. Las propiedades de los materiales híbridos pasivados fueron comparadas, para po-der estudiar el efecto de la polaridad de la superficie del soporte sobre la actividad catalítica. En el Capítulo 4 se describe la síntesis de órgano-catalizadores híbridos obtenidos por anclaje de precursores de silicio funcionalizados con grupos básicos sobre un soporte del tipo MCM-41. Los catalizadores han sido caracterizados y empleados en diferentes reacciones de formación de enlaces C-C, como la condensación de Knoevenagel y la adición de Michael. Los catalizadores híbridos han sido empleados en la condensación entre furfural y metil isobutil cetona. El catalizador más activo ha sido seleccionado para ser funcionalizado posteriormente con nanoparticulas de paladio y empleado en un proceso catalítico en cascada. Mecanismos de reacción han sido pro-puesto para cada proceso catalítico. El efecto beneficioso debido a la presencia de los grupos silanoles en la superficie del soporte también fue analizado. En el Capítulo 5, la síntesis de catalizadores híbridos multi-funcionales fue descrita. Basándose en los resultados obtenidos en el Capítulo 4, se ha preparado un catalizador que presente grupos aminopropil- y nanopartículas de paladio. Las propiedades estructurales y texturales han sido estudiadas. Además, a través de la microscopia electrónica de transmisión, la distribución dimensional de las nanoparticulas ha sido estimada, resultando en un tamaño medio equivalente a la dimensión de los canales mesoporosos del soporte, MCM-4 / [CA] El treball de recerca descrit en aquesta tesi doctoral es va desenvolupar en el marc del projecte europeu MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) i se centra en la sínte-si i la caracterització de catalitzadors híbrids mono i multifuncionals amb àcid, base o redox actius llocs. S'han desenvolupat diverses línies d'investigació en paral·lel per dissenyar múltiples catalitzadors híbrids per a diferents processos catalítics, basant-se en les necessitats dels socis industrials. A causa del caràcter col·laboratiu del projecte, cada soci acadèmic es va centrar princi-palment en un aspecte de tot el procés. Institut de Tecnologia Química (ITQ-CSIC), on es va desenvolupar aquesta tesi, està principalment centrat en el disseny i síntesi de catalitzadors híbrids. Per això, part dels resultats de caracterització reportats al Capítol 3 s'han dut a terme a la Università del Piemonte Orientale (IT), durant una estada d'un mes. Alguns dels resultats catalítics reportats al Capítol 3 i al Capítol 5 han estat reali-tzats per la Universitat de Southampton (Regne Unit). En el Capítol 3, s'ha descrit la síntesi de dos catalitzadors heterogenis híbrids que pre-senten molècules d'àcid aril-sulfònic en la composició. En un d'ells, l'anell aromàtic presentarà àtoms de fluor en posició 2, 3, 5, 6. S'han dut a terme dues estratègies de síntesi multi-etapes, a través de la síntesi dels precursors alkoxi-silans, mitjançant pro-cessos de condensació al costat d'un precursor de sílice (en absència d'agents directors d'estructura, a pH neutre i temperatures baixes) i d'una reacció de tethering. Els mate-rials híbrids han estat caracteritzats mitjançant diferents tècniques. Les propietats texturals, l'estabilitat tèrmica i la composició química dels catalitzadors ha sigut estudiada. A més, molècules sondes han estat adsorbides en els materials híbrids i les interaccions entre ells han estat estudiades mitjançant espectroscòpies FTIR i RMN multi-nuclear. El catalitzador híbrid en que l'anell aromàtic estava fluorat va resultar ser el més actiu catalíticament en la reacció de formació d'acetal entre benzaldehid i etilenglicol. Una versió dels híbrids en que la superfície havia estat pasivada amb grups metilos també va ser obtinguda. Les propietats dels materials híbrids passivats van ser comparades, per poder estudiar l'efecte de la polaritat de la superfície del suport sobre l'activitat catalítica. En el Capítol 4 es descriu la síntesi d'organo-catalitzadors híbrids obtinguts per ancoratge de precursors de silici funcionalitzats amb grups bàsics sobre un suport del tipus MCM-41. Els catalitzadors han estat caracteritzats i empleats en diferents reaccions de formació d'enllaços C-C, com la condensació de Knoevenagel i l'addició de Michael. Finalment, els catalitzadors híbrids han estat emprats en la condensació entre furfural i metil isobutil cetona. El catalitzador més actiu ha estat seleccionat per a ser funcionalitzat posteriorment amb nanoparticules de pal·ladi i emprat en un procés catalític en cascada. Mecanismes de reacció han estat proposat per a cada procés catalític. L'efecte beneficiós a causa de la presència dels grups silanols en la superfície de suport també va ser analitzat. En el Capítol 5, la síntesi de catalitzadors híbrids multi-funcionals va ser descrita. Basant-se en els resultats obtinguts en el Capítol 4, s'ha preparat un catalitzador que presenti grups aminopropil- i nanopartícules de palladi. Les propietats estructurals i texturals han estat estudiades. A més, a través de la microscòpia electrònica de trans-missió, la distribució dimensional de les nanoparticulas ha estat estimada, resultant en una grandària mitjana equivalent a la dimensió dels canals mesoporosos del suport, MCM-41. El material ha estat emprat com a catalitzador multi-funcional. / [EN] The research work described in this Doctoral Thesis was developed within the frame of the MULTI2HYCAT European Project (grant agreement N. 720783) and it is focused on the synthesis and characterization of mono- and multi-functional hybrid catalysts featuring acid, base or redox active sites. Several research lines have been developed in parallel to design multiple hybrid catalysts for different catalytic processes, building upon the needs of the industrial partners. Due to the collaborative nature of the project, each academic partners mainly focused on one aspect of the whole process. Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), where this Thesis was developed, mostly focused on the design and synthesis of the hybrid catalysts. For that, part of the characterization results reported in Chapter 3 have been carried out at Università del Piemonte Orientale (IT), during a one month stay. Some of the catalytic results reported in Chapter 3 and Chapter 5 have been car-ried out by the University of Southampton (UK). In Chapter 3 the synthesis of two different heterogeneous hybrid catalysts carrying aryl-sulfonic moieties, in which the aromatic ring was either fluorinated or not, is re-ported. Two multi-step synthetic approaches were developed, involving the synthesis of the silyl-derivative precursor, template-free one-pot co-condensation (at low tem-perature and neutral pH) and tethering reaction. A multi-technique approach was im-plemented to characterize the hybrid catalysts. Textural properties, thermal stability and chemical makeup of the materials were studied. Moreover, probe molecules were adsorbed onto the hybrids and the interaction were studied with multi-nuclear NMR and FTIR spectroscopies. The catalytic activity of the two hybrids showed superior performances for the fluoro-aryl-sulfonic acid, compared to the non-fluorinated mate-rial, in the acetal formation between benzaldehyde and ethylene glycol. Silanol-capped versions of the hybrids have also been prepared and their properties have been com-pared with those of hydrophilic hybrids, to study the effect of the polarity of the sur-face on the overall catalytic activity of the hybrids. In Chapter 4, the synthesis of hybrid mesoporous organocatalysts, obtained by graft-ing of commercial and custom-made silyl-derivatives onto MCM-41 supports, is re-ported. The hybrid catalysts were characterized and tested for different reactions in-volving C-C bond formation, such as Knoevenagel condensations and Michael addi-tion. Finally, the catalysts were tested in the condensation between furfural and methyl isobutyl ketone and the most performing catalyst was selected for the synthesis of a multi-functional hybrid. Reaction mechanisms have been proposed and the beneficial effect of the surface silanol groups on the catalytic activity was demonstrated. In Chapter 5, the synthesis of hybrid multi-functional catalysts is reported. Building upon the results reported in Chapter 4, a hybrid catalyst featuring aminopropyl moie-ties and palladium nanoparticles was developed. Structural and textural properties of the catalysts were accessed. Moreover, transmission electron microscopy showed a narrow nanoparticles distribution, centered a value equivalent to the size of the meso-porous channels of the support. The catalyst was tested in a tandem process involving the aldol condensation between furfural and methyl isobutyl ketone followed by hy-drogenation of the aldol adduct. The influence of several variables on the activity of the multi-functional catalyst was explored, with the scope of paving the way for more thorough studies to be carried out in flow regime. Lastly, proof-of-concept syntheses of multi-functional hybrid catalysts featuring base sites and supported metal complex are reported. / The research work described in this Doctoral Thesis was developed within the frame of the MULTI2HYCAT European Project (grant agreement N. 720783). I would like to thank la Caixa foundation for my PhD scholarship. / Erigoni, A. (2021). Organic-Inorganic Hybrid Catalysts for Chemical Processes of Industrial Interest [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165238

Orientador: Peter Hammer / Banca: Cecilio Sadao Fugivara / Banca: Hudson Wallace Pereira de Carvalho / Resumo: Este projeto visa a investigar a relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais epoxi-silica preparados pelo método sol-gel. Os híbridos foram preparados pela reação de cura entre o poly(Bisphenol A-co-epichlorohydrin) (DGBEA), e o dietil triamina (DETA) assim como pelo processo Sol-Gel de hidrolise e condensação entre GPTMS (3-Glycidoxypropyl)methyldiethoxysilane) e TEOS. Ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), espectroscopia de Infravermelho e RAMAN, microscopia de força atômica (AFM) assim como termogravimétria foram utilizadas com o proposito de investigar a morfologia e as propriedades estruturais do material. Finalmente as propriedades anticorrosivas dos filmes foram testadas em uma solução salina por meio de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Durante a fase inicial do projeto diferentes amostras com diferentes concentrações de TEOS foram preparadas. A estabilidade térmica como as propriedades anticorrosivas foram testadas. Os resultados mostraram que para maiores concentrações de TEOS, as propriedades anticorrosivas e térmicas dos híbridos melhoram significativamente. Vários resultados interessantes foram obtidos, para híbridos com razoes molares de TEOS : GPTMS : DGBEA = 1 : 1: 1, tendo módulos de impedância de até 1010 Ω cm-2. Durante a segunda fase do projeto, duas series de amostras com concentrações diferentes de GPTMS a TEOS foram prepar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aims to investigate the relationship between the structure and the properties of the sol-gel prepared epoxy-silica materials. The organic-inorganic hybrids were prepared from the curing reaction of poly(Bisphenol A-co-epichlorohydrin) (DGBEA), with Diethyltriamine (DETA) and (3-Glycidoxypropyl)methyltriethoxysilane) (GPTMS) combined with the sol-gel hydrolysis and condensation reactions between Tetraethoxysilane (TEOS) and GPTMS. Nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Infrared and Raman spectroscopy (IR), Atomic force microscopy, as well as thermogravimetry (TG) have been used with the purpose to investigate the morphological and structural properties of the material. Finally the anticorrosive properties of the hybrid coated carbon steel were evaluated in saline solution using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). During the initial phase of the project different samples with increasing concentrations of TEOS have been prepared and their thermal stability as well as their anticorrosive properties were tested. It was found, that for increasing TEOS concentration, the hybrid's anticorrosive and thermal properties can be improved. Several interesting results were obtained for hybrid coatings at a TEOS : GPTMS : DGBEA = 1 : 1 : 1 ratio, having an impedance modulus of up to 1010 Ω cm-2. During the second phase of the work, a series of epoxy-silica hybrids were synthetized varying the concentrations of GPTMS and TEOS. Their str... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Luiz Gasche / Resumo: Na atualidade, um compressor precisa ter elevada eficiência para ser competitivo no mercado. Como o escoamento de refrigerante nas válvulas é uma das maiores fontes de perdas termodinâmicas, melhorias no seu projeto podem aumentar significativamente a eficiência do compressor. Simular computacionalmente válvulas de compressores utilizando modelos tridimensionais completos, além de computacionalmente caro, demanda muito tempo e, por essa razão, pesquisadores buscam metodologias simplificadas para realizar a tarefa de predizer a dinâmica das válvulas. Aqui avaliamos a aplicabilidade de um modelo híbrido para simular computacionalmente o comportamento dinâmico de um modelo frequentemente usado como válvula de sucção. Neste modelo, resolvemos o problema do escoamento tridimensional em regime transiente pela válvula aplicando o método de volumes finitos para escoamento compressível e isotérmico e a dinâmica da válvula usando um modelo massa-mola-amortecedor com um grau de liberdade. Comparamos os resultados do modelo híbrido com aqueles obtidos de um modelo tridimensional completo para a estrutura da válvula usando como parâmetros o tempo de processamento, deslocamento da válvula, força sobre a válvula e distribuições de pressão e de velocidade do escoamento. Validamos os modelos numéricos com resultados experimentais. A boa concordância entre os resultados indicam que a redução de tempo obtida pelo modelo híbrido é pequena (15% em média) e não justifica seu uso. / Mestre

Identificar e localizar faltas em alimentadores de distribuição representa um passo importante para a melhoria da qualidade de energia, pois proporciona impactos diretos sobre o tempo de inspeção. Na verdade, a duração da inspeção implica consideravelmente no intervalo em que os consumidores estão sem energia elétrica, quando ocorre uma interrupção não programada. O objetivo deste trabalho é fornecer um sistema de detecção automática de curtos-circuitos, permitindo aos profissionais das companhias de distribuição acompanhar e monitorar de maneira on-line a ocorrência de possíveis faltas e transitórios eletromagnéticos observados na rede primária de distribuição. A abordagem de detecção utiliza um sistema híbrido que combina ferramentas inteligentes e convencionais para identificar e localizar faltas em redes primárias. Os resultados que foram compilados demonstram grande potencialidade de aplicação da proposta em sistemas de distribuição. / Efficient faults identification and location in power distribution lines constitute an important step for power quality improvement, since they provide direct impacts on the inspection time. In fact, the duration of inspection implies directly in the time interval where consumers are without power, considering here the occurrence of a non-programmed interruption. The objective of this work is to provide an automated fault detection system, allowing to the power companies engineers to online track and monitor the possible occurrence of faults and electromagnetic transients observed in the primary network for the distribution circuits. The detection approach uses a hybrid system, which combines a set of intelligent and conventional tools to identify and locate faults in the primary networks. Validation results show great application potential in distribution systems.

Nesse estudo procurou-se avaliar o impacto do aditivo dióxido de titânio, mistura anatase-rutila, no comportamento fotocrômico de nanocompósitos baseados em materiais híbridos do tipo silicatos orgânicos (Ormosis) contendo ácido fosfotúngstico, \'H IND.3\'PW IND.12\'O IND.40\'. O material híbrido foi obtido via processo sol-gel tendo sido caracterizado quanto à sua morfologia por Microscopia óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), que mostrou que os filmes em geral são pouco rugosos e homogêneos. Estudos de Espectroscopia Vibracional (Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho e Raman) confirmaram a integridade do heteropoliânion fosfotungstato e a formação de uma rede tridimensional de silicatos, assim como, permitiram identificar a abertura do anel oxirano para formar um poli(óxido de etileno) ramificado, caracterizando a formação de um material híbrido classe II. A Espectroscopia de absorção na região do Ultra-violeta visível (UV-vis) ou espectroscopia eletrônica, além de confirmar a integridade química da espécie fosfotungstato, permitiu acompanhar a formação de heteropoliazuis mono- e duplamente reduzidos de maneira quantitativa. A cristalinidade dos materiais foi avaliada por Difração de raios-x (DRX) e mostrando que o sólido resultante é amorfo. Os estudos espectroscópicos permitiram inferir que a interação entre os polioxometalatos e as nanopartículas de \'TI\'O IND.2\' deve ser fraca, entretanto, estudos posteriores são necessários para confirmar isto. A adição de nanopartículas leva a um material mais sensível à radiação UV, entretanto, não há uma correlação linear entre massa de nanopartículas adicionada e variação de absorbância devido à irradiação. / In this study we evaluated the impact of the additive titanium dioxide, anatase-rutile mixture, Photochromic behavior of nanocomposite materials based on hybrid organic-type silicates (Ormosia) containing phosphotungstic acid, \'H IND.3\'PW IND.12\'O IND.40\'. The hybrid material was obtained via sol-gel process has been characterized for their morphology by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), which showed that the films are often little rough and smooth. Studies of Vibrational Spectroscopy (Absorption Spectroscopy in the infrared and Raman) confirmed the integrity of phosphotungstic acid and the formation of a three-dimensional network of silicates, as well as the opening of the oxirane ring to form a poly (ethylene oxide) branched characterizing the formation of a hybrid class II material. The absorption spectroscopy in the region of Ultra-violet visible (UV-vis) to confirm the chemical integrity of phosphotungstate species, allowed us to track the formation of mono-and doubly heteropolyblues reduced quantitatively. The crystallinity of the materials was evaluated by x-ray diffraction (XRD) and showed us that the resulting solid is amorphous. The spectroscopic studies allowed us to infer that the interaction between polyoxometalates and \'TI\'O IND.2\' nanoparticles should be weak, however, further studies are needed to confirm this. The addition of nanoparticles leads to a material more sensitive to UV radiation, however, there is not a linear correlation between mass of nanoparticles added and absorbance variation due to irradiation.

Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos constituem uma classe especial compostos, obtidos pela combinação adequada entre duas ou mais fases (orgânica e inorgânica), que têm recebido muita atenção nos últimos anos. Quando combinados em escala molecular, os nanocompósitos formados promovem o sinergismo entre as propriedades destas fases podendo produzir materiais com características e propriedades únicas e inusitadas que não são encontradas nas partes individuais. As particularidades dos novos materiais podem resultar em aplicações como melhoria de propriedades mecânicas, da estabilidade térmica, permeabilidade de gases, retardadores de chama, polímeros eletrólitos, dentre outras. As siliconas aniônicas são materiais poliméricos utilizados como agentes dispersantes, espumantes, emulsificantes e complexantes promovendo a compatibilidade entre a silicona e outros polímeros, permitindo a formulação de géis estáveis e limpos com aplicações principalmente na indústria de cosméticos. Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) são materiais cuja estrutura lamelar é constituída de camadas de um hidróxido duplo carregadas positivamente, com ânions hidratados no domínio interlamelar. A esfoliação de HDL é um processo que permite a separação em escala nanométrica das contrapartes inorgânica (do hidróxido duplo) do ânion interlamelar (que pode ser orgânico ou não). O foco do presente trabalho é a preparação e a caracterização de materiais híbridos orgânico-inorgânicos através da utilização de siliconas aniônicas funcionalizadas com os grupos fosfato, sulfato, ftalato e succinato como matriz orgânica e as lamelas esfoliadas de um HDL do sistema Zn-Al como aditivo inorgânico. Novos compósitos foram preparados, em blocos e na forma de filmes, a partir da interação entre as siliconas aniônicas e diferentes cargas do HDL esfoliado utilizado como aditivo. Os compósitos apresentaram modificações em suas características como aumento da estabilidade térmica, resistência mecânica e maleabilidade comparada às siliconas puras. Tais características podem ser aproveitadas para aplicações até então inexploradas por estes materiais. / Hybrid composites are a class of materials obtained by the appropriate combination of two or more phases (organic and inorganic), which have nowadays received a lot of attention. When these composites are combined at the molecular scale, the resulting nanocomposites resulting promote the synergism among the properties of the lonely phases and can then produce materials with unique and unusual characteristics and properties not found in individual species. The particularities of the new materials can result in applications such as the improvement of mechanical properties, thermal stability, permeability of gases, flame retarder, polymeric electrolytes, etc. Anionic silicones are polymeric materials used as dispersant, foaming, emulsifiant and complexant agents capable of promoting compatibility among the silicone and the other polymers, thus allowing the formulation of stable and clean gels for applications mainly in the cosmetic industry. Layered double hydroxides (LDH) are lamellar materials constituted of positively charged layers of a double hydroxide, with hydrated anions in the interlayer domain. The exfoliation of LDH is a process that allows to separate the inorganic sheets (of the double hydroxide) from the interlayer anion (which can be organic or not) at nanometric scale. The present work focus on the preparation and the characterization of organic-inorganic hybrid materials by using anionic silicones functionalized with the phosphate, sulfate, ftalato and succinate groups (organic matrix) and the layer of the exfoliated LDH of the Zn-Al system as the inorganic additive. New composites in block and films forms were prepared, starting from the interaction between the anionic silicones and different loads of LDH exfoliated as additive. The composites presented modifications in their characteristics such as the increase of thermal stability, mechanical resistance and malleability compared to pure silicones. Such characteristics can be used for applications in unexplored areas of these materials.

Esta pesquisa investiga relações entre som e espaço, discutindo conceitos referentes à justaposição de entornos sonoros e físicos. Para tanto, a abordagem da pesquisa reside na discussão dessas relações a partir do uso de interfaces sonoras que promovam escuta coletiva em espaços públicos, constituindo entornos híbridos e proporcionando diferentes apreensões do espaço. Tratando-se de uma pesquisa multidisciplinar, o estudo busca aproximar as disciplinas da Arquitetura e Urbanismo e Estudos de Som. A investigação teórica contextualiza e fornece conceitos de ambos campos disciplinares sobre a função do som enquanto elemento do espaço. A partir dos conceitos trabalhados, são realizadas leituras de intervenções sonoras e a análise do experimento da pesquisa, que inclui a realização de uma intervenção. A intervenção consta no relocamento do conjunto de sons do trem para uma praça pública, de forma a dialogar com seu contexto e dinâmicas sociais e históricas, contribuindo para o surgimento de diferentes interpretações e reflexões das pessoas presentes. Dessa forma, reforça-se a importância da associação entre teoria e prática, que se constitui como procedimento fundamental para a investigação sobre o assunto. / This research investigates sound and space relationships, discussing concepts referred to the juxtaposition of sonic and physical environments. So, the research approach lies in the discussion of these relationships based on the use of sound interfaces which promote collective listening in public spaces, producing hybrid environments and promoting different apprehensions of space. As it is a multidisciplinary research, the study seeks to approach Architecture, Urbanism and Sound Studies disciplinary fields. Theoretical investigation contextualizes and provides concepts from both disciplinary fields on the role of sound as an element of space. From the developed concepts, readings on sound interventions are made as well as the analysis on the research\'s experiment, which includes the accomplishment of an intervention. The intervention is based on the relocation of a set of trains sounds to a public square, engaging with its context and social and historical dynamics, contributing to the appearance of different interpretation and thinking on the people present. Thus, the importance of the association between practice and theory is reinforced, which is fundamental for researching this subject.

Neste trabalho foi estudado o efeito dos parâmetros de síntese na resposta de polarização de híbridos Nafion-SiO2 como eletrólitos em células a combustível poliméricas (PEMFC) em elevadas temperaturas (até 130 °C). A fase inorgânica foi adicionada à matriz polimérica com o objetivo de aumentar a retenção de água na membrana em elevadas temperaturas (acima de 100 °C); melhorar as propriedades mecânicas do Nafion e favorecer cineticamente as reações eletródicas. As membranas foram preparadas a partir da incorporação in-situ de sílica em membranas comerciais de Nafion por rota sol-gel acompanhada de catálise ácida. Os parâmetros de síntese, tais como: concentração do catalisador ácido, natureza do solvente, temperatura e tempo de reação e concentração do precursor de silício (Tetraetil-Ortosilicato TEOS) foram avaliados em função do grau de incorporação e resposta de polarização. Os híbridos Nafion-SiO2 foram física e quimicamente caracterizados por gravimetria, termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (MEV-EDX), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e espalhamento de raios X em baixos ângulos (SAXS). Por fim, os híbridos sintetizados foram avaliados diretamente como eletrólitos em células PEM unitárias alimentadas com hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) no intervalo de temperatura de 80 ºC a 130 ºC e a 130 ºC em condições de umidade relativa reduzida (75 e 50%). Resumidamente, o desempenho dos híbridos se mostrou fortemente dependente dos parâmetros de síntese, principalmente, o tipo de álcool utilizado e concentração inicial de TEOS. / In this work, the effect of sol-gel synthesis parameters on the preparation and polarization response of Nafion-SiO2 hybrids as electrolytes for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) operating at high temperatures (130 oC) was evaluated. The inorganic phase was incorporated in a Nafion matrix with the following purposes: to improve the Nafion water uptake at high temperatures (> 100 oC); to increase the mechanical strength of Nafion and; to accelerate the electrode reactions. The hybrids were prepared by an in-situ incorporation of silica into commercial Nafion membranes using an acid-catalyzed sol-gel route. The effects of synthesis parameters, such as catalyst concentration, sol-gel solvent, temperature and time of both hydrolysis and condensation reactions, and silicon precursor concentration (Tetraethylorthosilicate TEOS), were evaluated as a function on the incorporation degree and polarization response. Nafion-SiO2 hybrids were characterized by gravimetry, thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy and X-ray dispersive energy (SEM-EDS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and X-ray small angle scattering (SAXS). The hybrids were tested as electrolyte in single H2/O2 fuel cells in the temperature range of 80 130 oC and at 130 oC and reduced relative humidity (75% and 50%). Summarily, the hybrid performance showed to be strongly dependent on the synthesis parameters, mainly, the type of alcohol and the TEOS concentration.