El presente trabajo presenta una implementación del método de recursión, propuesto por Roger Haydock en la década de los ochentas, con la finalidad de calcular la densidad de estados electrónicos (DOS) proyectada sobre un sitio atómico específico (densidad de estados local) del sistema bajo estudio. Este método no resuelve la ecuación de Schrodinger sino su correspondiente ecuación de Green. Este método es una alternativa al método tradicional de diagonalización directa con la ventaja que permite estudiar sistemas de mucho mayor tamaño que los que se pueden estudiar con la iagonalización. Para verificar la eficiencia del método se ha aplicado al cálculo de la densidad de estados de sistemas conocidos como son las cadenas, mallas bidimensionales y mallas cúbicas de redes periódicas. Al comparar los resultados obtenidos por el método de recursión y el de diagonalización se puede notar un muy buen acuerdo entre ambos métodos. Para mostrar la relevancia y actualidad del método de recursión se ha estudiado la densidad de estados de dos materiales nanoscópicos de trascendencia actual como son las nano-partículas de cobre y las mallas finitas de grafeno. En el primer caso se buscó determinar el tamaño umbral donde la DOS de las nano-partículas de cobre pierden su carácter nanoscópico para asemejarse a las de su contraparte sólida. Los resultados indican que para nano-partículas de mas de 2000 átomos; es decir, de aproximadamente 3 nm de diámetro, la DOS es similar a la del sólido de cobre. En el caso de las mallas finitas de grafeno se estudia la influencia del corte (forma del borde de la malla) en la DOS. El estudio de la DOS en mallas con diferentes tipos de borde (romboedral, triangular, cuadrada, rectangular, circular y hexagonal) indican que hay tres tipos de átomos con diferentes DOS: átomos con uno, dos y tres primeros vecinos. En cada malla el numero de dichos átomos superficiales (con uno y dos vecinos) varía influenciando así la DOS total. Las mallas que presentan menos influencia del borde son aquellas con corte tipo romboedral, hexagonal y rectangular. / -- This work presents the implementation of the recursion method proposed by Roger Haydock in the 80’s, for the calculation of the electronic density of states (DOS) projected on a specific atomic site (local DOS) of the system under study. This method does not solve the Schr¨odinger equation but the corresponding Green function. The main advantage of this method is that it can be applied to study large-size systems which are not possible with standard tools, as direct diagonalization of the Hamiltonian. To verify the performance of the method, I applied it to the calculation of the DOS of known systems such as finite linear chains, and finite square and cubic grids. After comparing the results employing the recursion and direct diagonalization methods a good agreement is found. To show tha relevance of the recursion method I studied the DOS of two different nanoscopic systems: copper nano-particles and finite graphene grids. In the first case I determined the threshold where the DOS of the copper nano-particles changes from a size-depending DOS to a typical DOS of the solid copper. The results indicate that the DOS of nano-particles of 2000 atoms; ie 3 nm diameter, do not present differences with the DOS of their solid counterparts. For the case of the finite graphene grids I studied the influence of the cutting edge on the DOS. The DOS of finite graphene grids of rhombic, triangular, square, ribbon and disc edge has been studied showing three kind of atoms with different local DOS: atoms with one, two and three first neighbours. In each finite grid the number of the surface atoms (with one and two first neighbours) changes producing different total DOS. The finite graphene grids that present minor influence of the surface are those of rhombic, hexagonal and ribbon edge type. / Tesis

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / Esta tesis consiste en el uso de la proteína ferritina para la síntesis de nanopartículas plasmónicas y magnéticas en su cavidad, estudiándose el efecto de las condiciones de síntesis de estos materiales sobre las propiedades ópticas, magnéticas y estructurales del sistema resultante. El trabajo está dividido en cinco etapas: i) El estudio de la proteína ferritina como material de partida, ii) la formación de apoferritina, iii) la síntesis de nanoestructuras de oro en la cavidad de la proteína, iv) la formación de óxidos de hierro magnéticos dentro de la proteína y v) la carga mixta de nanoestructuras de oro y óxidos de hierro en la cavidad. En el estudio inicial de la proteína se establece la coexistencia de agregados y monómeros de ferritina, en que el contenido de hierro en la cavidad está relacionado con la existencia de especies oligoméricas. Por otro lado, el núcleo de óxido de hierro presente en la cavidad corresponde a una mezcla de diversos tipos de óxidos con un comportamiento antiferromagnético. Con el propósito de obtener apoferritina, se evaluaron distintas condiciones para la remoción de los óxidos de hierro nativos presentes en la proteína, resultando en un protocolo que permite la remoción casi total del hierro, conservando su integridad estructural. A su vez se observa que las propiedades ópticas de la proteína dependen del contenido de hierro. La síntesis de nanoestructuras de oro en la cavidad de la proteína mediante la adición y reducción controlada del oro permite obtener partículas monodispersas. Sintetizándose inicialmente cúmulos o clusters de oro, los que presentan fluorescencia y posteriormente las nanopartículas de oro, las que exhiben el plasmón de resonancia superficial. La formación de óxidos de hierro magnéticos en la cavidad de la proteína fue obtenida mediante la adición y oxidación controlada de hierro, produciendo una mezcla de óxidos magnéticos cuya proporción depende principalmente del contenido de hierro y del pH del proceso. La carga mixta y secuencial de clusters de oro y de óxidos de hierro genera moléculas de proteína en las cuales coexisten ambas nanoestructuras, conservándose las propiedades magnéticas. La existencia de clusters de oro limita el proceso de incorporación del hierro.

Inspirados en el concepto de investigación traslacional, nuestros proyectos de investigación están dirigidos al desarrollo de sistemas químicos desde el conocimiento básico hasta la aplicación. Los sistemas químicos pueden ser definidos como sistemas auto-ensamblados que son capaces de hacer algo interesante y útil. Considerando los sistemas anfifílicos, hay dos procesos básicos de ensamblado utilizados en su construcción. El primero, es el ensamblado espontáneo de moléculas que se conoce como autoensamblaje. Asimismo, hay procesos con requerimiento de energía que conducen a estructuras metaestables o en “equilibrio permanente”, es decir, de larga duración, que no son necesariamente las estructuras termodinámicamente más favorecidas o estados de equilibrio verdaderos. Este último tipo de proceso se denomina ensamblaje dirigido. Por lo tanto, la capacidad de diseñar y organizar bloques moleculares individuales de construcción, en arquitecturas bien definidas en el agua, sigue siendo un desafío. Inicialmente, utilizamos nuestra experiencia en química orgánica, coloidal e interfacial para desarrollar un sistema fotomodulador de membrana, de potencial utilidad debido tanto a su estructura química simple, como a las propiedades interfaciales y en solución del sistema solo, y en un entorno constituido por una biomembrana. A tal efecto, se presenta la síntesis y caracterización de cuatro anfifilos no iónicos, 3A, 3B, 4A y 4B, basados en un núcleo de azobenceno. A continuación, evaluamos su capacidad de fotoisomerización y su comportamiento como cristales líquidos termotrópicos. Sólo 4A, C12OazoE3OH, presentó utilidad como molécula funcional. En segundo lugar, se realizó la evaluación de 4A puro en la interfase por monocapas de Langmuir y microscopía de ángulo de Brewster. Por otra parte, se comprobó la fotomodulación y la capacidad de penetración de C12OazoE3OH en un modelo de membrana biológica (Lipoid s75TM), presentándose como un sistema de administración inteligente, lo cual representa un objetivo primordial a la hora de realizar investigación traslacional, en el ejercicio del control remoto adecuado para estudios biofísicos en células. En la biomembrana lipídica, el cambio geométrico E-Z de C12OazoE3OH, indujo cambios de fase que aumentan o disminuyen la fluidez y la temperatura de transición de la mezcla. El éxito de la capacidad de respuesta y la funcionalidad resultante son debidos al tamaño de la cabeza y al carácter no iónico que juega un papel esencial en el parámetro de empaquetamiento. Sorprendentemente, experimentos de monocapas de Gibbs demostraron que ambas isoformas de C12OazoE3OH penetraron la membrana lipídica, resultados promisorios para su utilización como sonda externa en sistemas reales. Las vesículas fotoconmutables utilizadas en la administración controlada de fármacos, conocida como “drug delivery”, emplean el ensamblaje dirigido de fosfolípidos y polímeros conteniendo grupos azobencenos unidos covalentemente, o mezclados con un cierto porcentaje de azobencenos, de forma no covalente. Nosotros proponemos la aplicación de un proceso de ensamblaje dirigido sencillo, mediante la utilización de un rotavapor, el cual consiste en la evaporación del disolvente y la formación de un cristal líquido, seguido de autoensamblaje inducido por agua. Este proceso resulta en la construcción de un sistema azovesicular puro o azoniosoma a base de C12OazoE3OH. Esta metodología es similar a la empleada en la producción de liposomas a partir de lípidos, sin embargo, desde nuestro conocimiento, es la primera vez que es utilizada con bloques de construcción π-conjugados puros con características anfifílicas, como lo son las moléculas anfifílicas constituidas por azobencenos. Los sistemas vesiculares obtenidos se evaluaron mediante microscopía óptica y de luz polarizada, espectroscopia UV-Vis, microscopía electrónica y dispersión dinámica de la luz. Además, la capacidad de delivery y las características de fotoisomerización del sistema se evaluaron por espectroscopia de fluorescencia usando la sonda calceína. Aunque se obtuvo un rendimiento de fotoconversión con un PSS de E: Z (36: 54), el cambio en la sección transversal promovido por la isomerización E-Z fue suficiente para liberar el 97% de calceína. Adicionalmente, se comprobó la interacción del colorante Rojo Nilo con las azovesículas E, evidenciándose después de la fotoisomerización E-Z, un desplazamiento de la emisión de fluorescencia hacia la zona azul del espectro de absorción, efecto similar al observado en las vesículas lipídicas. Estos hallazgos en el desarrollo de azoanfifilos no iónicos pueden abrir nuevas perspectivas en el área de estudio del control remoto de membranas y vesículas, materia de incesante innovación, con sus consecuencias en el desarrollo de sistemas citomiméticos fotomodulables y en la administración inteligente de fármacos. Finalmente, se informa la síntesis y caracterización de un sistema peptídico AcFFCNH2, llamado péptido A capaz de formar nanoestructuras promovidas inicialmente por el cambio en las condiciones del medio acuoso a pH 3.0 y 8.0. Además, se evaluó el rol del aditivo TCEP, conocido reductor de enlaces disulfuros, en el proceso de organización dirigida del péptido A, a ambos pH. En estas condiciones observamos que el péptido A, formas nanoestructuras tipo vesículas, las cuales sufren una transición vesícula-cinta-fibra en función del tiempo. Se pudo determinar en todos los casos a las 24 horas, la formación de manojos de fibras, las cuales fueron más robustas a pH 3.0 en condiciones oxidantes. Finalmente se modificó la organización de las fibras maduras obtenidas a pH 8.0, por el agregado de TCEP. En esta condición experimental se observó la ruptura inmediata de los manojos de fibras en nanoestructuras esféricas y tubos que se organizaron en anillos; finalmente el sistema evoluciono a la formación de nano- y micro vesículas. Puesto que la funcionalidad de estas arquitecturas está intrínsecamente ligada a su estructura jerárquica y sus morfologías, que a su vez son consecuencia de una compleja historia de auto-ensamblaje, nuestros resultados contribuyen a avanzar en el estudio de la elucidación de los mecanismos de autoagregación proteica. De esta forma y como fin último podríamos intervenir racionalmente en el diseño de nuevas drogas dirigidas a controlar la no deseada agregación proteica, asociada a diferentes patologías humanas incurables.

Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria de Titulo se estudió la remoción de iones fosfatos desde soluciones acuosas que simulan aguas ácidas residuales industriales, mediante adsorción con silicatos de calcio nano-estructurados modificados o no con magnesio, en presencia de otros contaminantes como ion NH4+, Cu(II), Cd(II) y Zn(II). Los silicatos de calcio nano-estructurados modificados con Mg se sintetizaron en base a la reacción de una solución de silicato de sodio e hidróxidos de calcio y magnesio, respectivamente. Los adsorbentes fueron caracterizados física y químicamente, empleando diferentes metodologías, entre ellas, las de microscopía electrónica de barrido, análisis de porosimetría y difracción de rayos X. Los adsorbentes resultaron ser amorfos y de superficie porosa. Los análisis de porosimetría BET indicaron para los silicatos de calcio modificados en un 30% con Mg, un área superficial del orden de 86 m2/g y diámetros de poro promedios de 20 nm,. La adsorción de iones fosfatos con los silicatos nano-estructurados de calcio modificados o no con magnesio fue muy eficiente en todo el rango de acidez estudiado, debido a la formación de fosfatos de calcio y fosfatos de magnesio muy insolubles y estables, determinándose una capacidad de carga variable entre 280 a 300 mg PO43-/g n-silicato. La remoción de fosfato se vio favorecida en presencia de ion NH4+, debido a la formación de precipitados muy insolubles de fosfatos dobles de magnesio y amonio. La presencia de iones fosfatos y amonio no afectó la adsorción de los iones metálicos Cu(II), Cd(II) y Zn(II), la cual ocurriría mediante la formación de hidróxidos y sales básicas silicatadas granulares muy estables. Sin embargo, los resultados experimentales también indican que no es posible modificar el silicato de calcio mediante reemplazo de los átomos de Ca por Mg más allá del 30% molar, al ir perdiéndose la nano-estructura del silicato y por tanto su capacidad adsorbente. Finalmente, se analizaron los resultados experimentales de los experimentos cinéticos mediante estos adsorbentes, utilizando un modelo cinético de pseudo-segundo-orden, el cual está basado en la capacidad de adsorción del adsorbente, más que en la concentración de los contaminantes en solución / In this work was studied the removal of phosphate ions from aqueous solutions that simulate acidic industrial waste waters that also contain other pollutants as NH4+, Cu(II), Cd(II) y Zn(II), by means of an adsorption process onto nano-structured calcium silicates modified or not with magnesium. The magnesium-modified nano-structured calcium silicates were synthesized following a route based on the reaction of a sodium silicate solution and calcium and magnesium hydroxides, respectively. Sorbents were physically and chemically characterized using diverse methodologies, among them, scanning electron microscopy, porosimetry analysis and X-ray diffraction. They resulted be amorphous having a rough surface. BET analysis indicated a surface area of 86 m2/g and an average pore diameter around 20 nm for calcium silicate modified with 30% of Mg. A highly efficient sorption of phosphate ions onto nano-structured calcium silicates modified or not with magnesium throughout the revised acidity range due likely to the generation of insoluble and stable calcium and magnesium phosphates. A 280-300 mg PO43-/g n-silicate phosphate loading capacity was measured. Removal of PO43- ions was enhanced by the presence of NH4+ ions in the treated solution due the production of very insoluble double-magnesium and ammonium phosphate. The existence of PO43- and ammonium ions did not affected the sorption of metallic ions Cu(II), Cd(II) y Zn(II), which would occur through the formation of hydroxides and stable and granular basic silicates salts. However, the experimentally observed results indicate that is no possible modifying the calcium silicates by replacement of calcium atoms by magnesium atoms beyond 30 % (molar) since the nano-structure of silicates is affected being reduced they sorption capacity. Finally, the experimental results of sorption kinetics were analyzed by using a pseudo-second-order model based more in the sorption capacity of solids than in the concentration of pollutants in solution / Fondecyt

Estudia la influencia de la velocidad de enfriamiento (cooling rate o freezing) sobre las propiedades estructurales y electrónicas de nano-hilos mono-metálicos de plata y cobre constituidos con un número desde 200 hasta 5880 átomos correspondientes a diámetros de 0.49 a 2.86 nm para la plata y de 0.43 a 2.53 nm para el cobre y una longitud de 16.34 y 14.46 nm respectivamente. / Tesis

Doctor en Química / El uso de antibacterianos de tipo nitrofurano en animales que serán utilizados como productos de consumo humano en cualquiera de sus etapas, se encuentra prohibido a nivel mundial. Debido a esto se hace necesario realizar el análisis de estos nitrocompuestos en los diversos alimentos de origen animal; HPLC-MS es la metodología aceptada como oficial por la FDA. Al respecto, en esta Tesis se desarrolla una técnica electroanalítica para el análisis de nitrocompuestos en muestras de origen animal y/o biológicas, como músculo de pollo y orina, utilizando nanoestructuras de carbono como electrodo de trabajo. Para tal efecto se estudió el comportamiento de la corriente debida a la reducción del grupo nitro a hidroxilamina vía 4 electrones. De acuerdo a este estudio se establecieron los potenciales óptimos de reducción para realizar el análisis voltamperométrico. Se realizó un estudio de la respuesta de la corriente de pico utilizando voltametría lineal de barrido y electrodo de carbón vítreo modificado con nanotubos de carbono y nanotubos de carbono oxidados, preparando la suspensión en distintos disolventes (agua, DMF, Nafión) y con diferentes concentraciones de nanotubos. Posteriormente y con la finalidad de mejorar la reproducibilidad y el límite de detección, se implementó el uso de un sistema FIA en conjunto con el uso de voltametría lineal de barrido y electrodos serigrafiados de nanotubos de carbono y nanofibras de carbono. Se desarrolló un pretratamiento de activación de los electrodos serigrafiados, que permitió aumentar la rugosidad y el área electroactiva 19 veces, lo que fue corroborado por estudios de cronocoulombimetría e imágenes obtenidas con Microscopía de barrido electrónico (SEM) y Microscopía de barrido electroquímico (SECM). Esto pretratamiento permitió alcanzar límites de detección inferiores a 3×10-8M para cada uno de los nitrocompuestos en estudio / Nitrofurans antibiotics for animals that will be used for human consumption in any of its stages have been prohibited worldwide. As result of that regulation nitro compounds in various foodstuffs of animal origin should be analyzed. HPLC-MS is the official accepted methodology by the FDA. The aim of this thesis is to develop an electroanalytical method for determination of nitro compounds in biological and/or animal origin samples, such as chicken muscle and urine by using carbon nanostructures as a working electrode. For this purpose we studied the behavior of the current due to the reduction of the nitro group to hydroxylamine via to four electrons. According to this study the optimal reduction potentials were established for the voltammetric analysis. The response of the peak current (ip) by using Linear sweep Voltammetry (LSV) on a Glassy Carbon Electrode (GCE) modified with carbon nanotubes and oxidized carbon nanotubes was studied. Different solvents (water, DMF, Nafion) as well as also different concentrations of nanotubes on suspension were prepared. Subsequently trying to improve the reproducibility and the detection limit a Flow Injection Analysis (FIA) system was implemented in conjunction with the use of linear sweep voltammetry on carbon nanotubes and carbon nanofibers electrodes. Activation pretreatment for screen printed electrodes was developed and applied before to the LSV analysis allowing to increases the electroactive area 19 folds and the surface roughness, these facts was corroborated by using Chronocoulometry and images obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Scanning Electrochemical Microscopy (SECM). Consequently low detection limits (below to 3×10-8M) were obtained to every studied nitrofuran

Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria se estudió la síntesis y caracterización de silicatos de calcio nano-estructurados modificados con Mg y Fe para su uso como adsorbente para la remoción de iones fosfatos y arseniatos respectivamente, en el tratamiento de aguas ácidas de mina. La modificación con Mg se realizó reemplazando durante la síntesis de los silicatos, átomos de Ca por Mg empleando Mg(OH)2. A su vez, la modificación con Fe se realizó empleando alternativamente FeCl3 o Fe(OH)3 preparado in situ. La síntesis de los silicatos modificados resultó ser sencilla y reproducible, obteniendo rendimientos promedios cercanos al 80-90%. No obstante, se observó un límite de reemplazo de los átomos de Ca por Mg alrededor del 30% molar, y de 13% molar para la modificación con Fe. Ambos adsorbentes fueron caracterizados mediante análisis SEM, difracción de rayos X, porosimetría BET y determinación de distribución de tamaño de partícula. Estos revelaron que los adsorbentes poseen una estructura amorfa y una superficie porosa, con áreas superficiales variables entre 60 y 150 m2/g y una distribución de tamaño de partículas del orden de 350 nm. Análisis químico confirmaron el % de reemplazo de los átomos de calcio por Mg y Fe en la estructura de los silicatos. La adsorción de iones fosfato mediante los silicatos de calcio nanoestructurado modificado con Mg y de arseniatos con los silicatos de calcio nano-estructurado modificado Fe resultó ser eficiente y muy rápida en todo el rango ácido estudiado. Se midieron capacidades de carga variable entre 60- 125 mg PO4 3-/g de silicato y de 2,5-14 mg de arseniato/g de silicato. El mecanismo de adsorción se basa en la presencia en el silicato de átomos de Ca, Mg y Fe que actúan como sitios de enlace para la formación de fosfatos y arseniatos insolubles y estables. La aplicación de un modelo cinético de pseudo-segundo-orden se ajustó a los resultados experimentales obtenidos durante la adsorción de ambos aniones al emplear ambos adsorbentes silicatados modificados. Es claro que estos adsorbentes presentan un gran potencial de uso en el tratamiento de aguas ácidas contaminadas con especies iónicas / In this work is studied the synthesis and characterization of nano-structured calcium silicates modified with Mg and Fe in order to use them as sorbents for removing phosphate and arsenates respectively, as treatment of acid mine waters. The modification with Mg was conducted by replacing during the silicate synthesis, Ca atoms by Mg using Mg(OH)2. In turn, the modification with Fe was carried out employing alternatively FeCl3 or Fe(OH)3 prepared in situ. The synthesis of modified silicates is simple and reproducible being obtained yields close to 80-90%. However, the modification presented some limits: 30% molar for the replace of Ca by Mg atoms and 13% molar for the modification with Fe due a loss of the nano-structure of the sorbents over these values. Both sort of sorbents were characterized using SEM analysis, Xray difraction, BET porosimetry and measurements of distribution of particle size. The analysis revealed that the sorbents present an amorphous structure with a porous surface, having surface areas variable between 60 and 150 m2/g and a particle size distribution around 350 nm. Chemical analysis confirmed the replacing of Mg and Fe atoms by calcium on the silicate structure. The adsorption of phosphate ions by means of nano-structured calcium silicates modified with Mg and that of arsenates by nano-structured calcium silicates modified with Fe were highly efficient and fast in all the studied pH range. It were measured the following sorption loading capacities: 60-125 mg PO4 3-/g silicate and 2.5-14 mg de As/g silicate. The adsorption mechanism is based on the presence in the silicate of Ca, Mg and Fe that act as bonding sited for the formation of very insoluble and stable phosphate and arsenate salts. A pseudo-second-order-kinetic model was applied to explain the experimental results obtained during the sorption process, being observed a very good agreement between the experimental values and those calculated by the model. Finally, it is possible to state that these sorbents present a huge potential for using them in the treatment of acid waters polluted with ionic species / Fondecyt

Presenta un estudio del orden estructural y microestructural de las aleaciones AlXFe(1−X) con x = 0,25; 0,5 y 0,75. Primeramente las muestras son sintetizadas por la técnica de horno de arco (HA) y tratadas térmicamente a temperaturas de 600, 950 y 10000C por los tiempos de 48, 290 y 48 horas respectivamente. Posterior al tratamiento térmico correspondiente a la temperatura de 6000C, las muestras son nanoestructuradas por la técnica de molienda mecánica (MM). La estructura y microestructura de las muestras sintetizadas y nanoestructuradas son estudiados por las técnicas de difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía Mossbauer (EM). / Tesis

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En esta tesis se analizan experimental y teóricamente distintos aspectos relacionados con procesos de relajación hacia el equilibrio y transiciones de fase en copol´ımeros bloque confinados en la nanoescala. Mediante un modelo de grano grueso (coarse grained) se investiga el efecto de la curvatura del sustrato sobre el proceso de nucleaci´on y crecimiento durante transiciones de fase de primer orden en espacios curvos. El estudio se focaliza en el efecto de la curvatura del sustrato sobre el tamaño del núcleo crítico. Mediante aproximaciones sobre el modelo propuesto se obtienen leyes analíticas para la dinámica de crecimiento que son contrastadas con simulaciones numéricas. El proceso de separación de fases de un copolímero bloque de simetría hexagonal se simula numéricamente mediante el funcional de energía libre de Otha- Kawasaki y una dinámica de Guinzburg-Landau dependiente del tiempo. Con este modelo se estudian en detalle transiciones de fase, procesos de relajación y mecanismos de ordenamiento (coarsening), así como su relación con diferentes estructuras de defectos topológicos presentes en cristales curvos. Diversas técnicas de análisis son empleadas para describir e identificar los mecanismos más relevantes de la dinámica de autoensamblado y entender el modo en que la curvatura del sustrato afecta los procesos involucrados en el camino hacia el equilibrio. Experimentalmente, el proceso de autoensamblado se estudia a través de monocapas de copolíımeros dibloque de diferentes simetrías y características químicas. Se desarrolla un nuevo método experimental para extraer y manipular membranas poliméricas de unas pocas decenas de nanómetros de espesor y se explora el acoplamiento entre los defectos de sistemas esmécticos o hexagonales y la geometría de membranas libres de soporte. La combinación de membranas de diferentes morfologías y simetrías permiten generar complejas y novedosas estructuras 3D fuera del equilibrio. Esto resulta de interés tecnológico tanto para desarrollar moldes para nanolitografía 3D como para producir nuevos nanodispositivos. / This thesis explores different aspects of the relaxational dynamics towards the equilibrium state and the phase transitions in block copolymer systems confined into the nanoscale. A coarse grained model is employed to study the effect of the substrate’s curvature on the nucleation and growth process during first-order phase transitions in curved space. Approximations to the model allows to obtain the laws of nucleation and growth; these approximations are compared against numerical simulations. The phase separation process of block copolymer systems with hexagonal symmetry is numerically modelled with the Otha-Kawasaki free energy functional and a time-dependent Guinzbug-Landau dynamics. The model is employed to study the relaxational dynamics and coarsening mechanisms and their relationship with different topological defect structures found in curved crystals. Different numerical techniques are employed to describe the dynamics of self-assembly and the role of the curvature on the pathways towards equilibrium. The self-assembly process is experimentally studied through block copolymer monolayers with different symmetries and chemical features. A novel experimental technique is employed to obtain and manipulate very thin polymeric membranes; these system are employed to explore the coupling between the defects of smectic or hexagonal systems and the geometry of free-standing membranes. The combination of membranes with different morphologies and symmetries allow to obtain novel and complex 3D out-of-equilibrium structures. This method is of technological interest to develop templates for 3D nanolithography on new nanodevices.