Este trabajo de investigación muestra la factibilidad de sintetizar nanopartículas de oro dentro de hidrogeles (HG) termosensitivos de N-isopropilacrilamida (NiPAAm) y 2-oxazolinas obteniendose de esta forma un nuevo compósito Hidrogelnanopartículas de oro (HG-NPAu). Los hidrogeles termosensitivos se elaboraron a partir de la copolimerización radicalar de (NiPAAm) y un macromonómero (MM) hidrolizado de 2-éster-2-oxazolina en presencia de Bisacrilamida. También se sintetizaron hidrogeles mediante la polimerización de NiPAAm y un telequélico, el cual fue elaborado a partir de los monómeros de Metiloxazolina (MeOXA) y 2-éster-2-oxazolina (EsterOXA). La polimerización fue iniciada por el Clorometilestireno (CMS) y finalizada con un terminador derivado de Piperazina. Los grupos ácidos carboxílicos contenidos en el macromonómero y en el telequélico permitieron mediante una reacción con cisteamina la incorporación de grupos tioles en la estructura de los hidrogeles. Los hidrogeles así modificados fueron acomplejados con iones aúricos y luego éstos fueron reducidos con citrato de sodio a baja temperatura. De esta forma se obtuvo nanopartículas de oro (NPAu) in situ dentro del hidrogel. Los ensayos de absorción de agua y sensibilidad a la temperatura realizados a los hidrogeles muestran que la capacidad de absorción de agua del HG se incrementa con el contenido de macromonómero en su estructura y éstos son sensibles a la temperatura, manifestándose esta sensibilidad a mayores temperaturas conforme aumento el contenido de macromonómero. Los HG que contienen nanopartículas de oro (NPAu) también mostraron sensibilidad a la temperatura. La caracterización por UV-Visible de los HG con NP-Au muestra un pico en aproximadamente 520 nm, el cual es característico del plasmón de las nanopartículas de oro (NPAu). Esto es evidencia de la formación de NPAu dentro de los hidrogeles. Junto con ello, la microfotografía electrónica de transmisión (REM) también evidencia la presencia de nanopartículas de oro dentro de los hidrogeles. Los compósitos de Hidrogel-NPAu, tienen potenciales aplicaciones en el campo de la biotecnología, óptica y electrónica debido a su propiedad de contracción y/o expansión de su volumen, con el consiguiente cambio de las propiedades ópticas y electrónicas de las nanopartículas de oro. / Tesis

La búsqueda del hombre por elaborar nuevos materiales de acuerdo a las necesidades que se presentan día a día, a impulsado a muchos investigadores a desarrollar materiales más pequeños que puedan brindarle mejores e inclusive nuevas propiedades. Es por eso que en los últimos quince años la "nanotecnología" o "ciencia de elaboración de nanomateriales" a tenido un impulso considerable. Muchos son los tipos de nanomateriales elaborados y muchos más están por desarrollarse. Entre las aplicaciones de los nanomateriales podemos encontrar aplicaciones sencillas como la elaboración de pinturas a base de "nanopigmentos", hasta la elaboración de "nanofármacos" que penetran el cuerpo humano y viajan de manera más rápida y efectiva. Seria realmente imposible enumerar la gran cantidad de aplicaciones que los nanomateriales presentan en la actualidad, abarcando muchos campos de aplicación que van desde la electrónica hasta la medicina. Este articulo presenta de manera breve y sencilla las principales características y aplicaciones de nanomateriales, con la finalidad de introducir al lector en este nuevo e interesante campo de investigación aún en desarrollo.

Hoy en día la manufactura aditiva está teniendo una gran acogida tanto en el campo académico como industrial, ya que con ella se pueden fabricar piezas con geometrías complicadas sin la necesidad de usar moldes o los clásicos procesos de manufactura por remoción de material, donde un gran porcentaje del material es desperdiciado sin la opción en muchos casos a poder reciclarlos. En cambio con la manufactura aditiva se pueden obtener piezas de manera directa partiendo de un modelo tridimensional hecho por un programa de diseño asistido por computador (CAD). Sin embargo el limitado uso de materiales y la anisotropía de las propiedades mecánicas de piezas obtenidas por manufactura aditiva, no la hacen muy llamativa en ciertas aplicaciones donde se requiera una alta exigencia mecánica. En ese sentido el objetivo del presente trabajo es desarrollar materiales compuestos de matriz termoplástica: Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) Y Poliácido Láctico (PLA), reforzadas con nanoarcillas, utilizando la técnica de modelado por deposición fundida (FDM: Fused deposition modeling) empleada en manufactura aditiva. La investigación se desarrolló principalmente en dos etapas. Primero, se estudió el efecto de los principales parámetros de impresión sobre las propiedades mecánicas de piezas obtenidas por FDM con el objetivo de seleccionar valores de dichos parámetros que permitan una fácil impresión para generar piezas de ABS y PLA con buenas propiedades mecánicas. Segundo, se evaluaron las propiedades mecánicas de probetas impresas mediante FDM a partir de filamentos de material compuesto de matriz termoplástica (ABS y PLA) reforzado con nanoarcillas. Se demostró que las propiedades mecánicas de las probetas impresas mediante FDM varían considerablemente con la temperatura de impresión, altura de capa y ángulo de impresión, encontrando resistencias a la tracción desde 28.3 MPa hasta 43.4 MPa para el ABS y desde 52.9 MPa hasta 61.2 MPa para el PLA. Así mismo se logró una adecuada impresión 3D de materiales compuestos, aumentando la resistencia a la tracción del ABS con contenido de nanoarcillas, pero una caída en la resistencia al impacto. Mientras que para el PLA la resistencia a la tracción disminuyo sensiblemente al introducir las nanoarcillas, pero su resistencia al impacto se incrementó con un contenido de 3% de nanoarcillas. / Tesis

Para comprender propiedades esenciales de materiales es necesario disponer de una configuración experimental de alta precisión. Nanocalorimetría basada en membranas es una herramienta importante para el análisis termo‐físico ya que esta técnica puede lograr resoluciones en el orden de pJ/K facilitando la detección de posibles nano‐fases en materiales modernos. Algunos materiales de nueva generación pueden ser complicados de producir en alta escala y sólo pueden estar disponibles en cantidades pequeñas o en capas delgadas. Algunos ejemplos de aplicaciones atractivas incluyen la síntesis de alto rendimiento de capas delgadas e hidruros metálicos para el almacenamiento de hidrógeno, estudio de los efectos cuánticos y transiciones de fase en sistemas magnéticos, en los sistemas de escala nanométrica para la investigación de vidrios orgánicos y/o sintéticos a temperaturas superiores/inferiores a temperatura ambiente. Condiciones adiabáticas se vuelven más complicadas de satisfacer cuando la temperatura y las dimensiones de la muestra disminuyen. Medidas puntuales de capacidades caloríficas pequeñas a temperaturas bajas resultan complicadas debido a que pequeñas transferencias de calor involucradas en el ambiente podrían contribuir a grandes errores. Con el objetivo de medir el calor liberado o absorbido durante transiciones de fase en pequeñas muestras, hemos desarrollado una técnica calorimétrica basada en compensación de potencia que puede mantener ritmos de calentamiento lineales de 1 – 1000 K/s en condiciones no adiabáticas. El dispositivo funciona en el rango intermedio entre valores calorimetría convencionales β < 5 K/s, y de capas fina, β >10 3 K/s. Control activo en tiempo real durante el proceso de calentamiento/enfriamento se lleva a cabo mediante la utilización de la tarjeta FPGA NI‐7833, la cual incluye un campo programable de matrices de 3M de memoria con un lazo de control de 20 μs. Una mejora de la metodología existente logra minimizar la acción de control a través de la implementación de perfiles predefinidos de intensidad. Con una resolución en energía de ~1μJ, este es un sistema calorimétrico muy sensible basado en compensación de potencia. Además, se destaca la capacidad de esta técnica de calorimetría basada en membranas de capa fina para caracterizar transiciones de fase limitadas cinéticamente como lo es el proceso de des‐hidrogenación en hidruros metálicos. Proporcionamos una primera visión sobre el desarrollo de una técnica de detección multi‐paralela de alto rendimiento. Se analizaron las reacciones de des‐hidrogenación en varios hidruros metálicos de capa fina (Magnesio puro, Mg/Al y MgTi). Se determinó la influencia de la composición de la aleación a la temperatura inicial de des‐hidrogenación. Capas vítreas de moléculas orgánicas preparadas mediante deposición en fase vapor a temperaturas ligeramente por debajo de la temperatura de transición vítrea se comportan como vidrios más estables comparados a los enfriados desde el líquido. Una alta estabilidad se obtiene al depositar alrededor de 0.8 Tg. Mediante nanocalorimetría podemos monitorear el comportamiento de las muestras y determinar su estabilidad cinética y termodinámica. Capas vítreas de tolueno, etilbenceno y agua fueron preparadas directamente en las membranas de SiN de los calorímetros a bajas temperaturas (90K) utilizando un evaporador en una cámara de alto vacío. Los tratamientos térmicos se llevan a cabo insitu mediante una técnica de calorimetría altamente sensible con ritmos de calentamiento en el orden de 105 K/s a capas finas entre 5 – 100 nm de grosor. Las capas más finas disponen de una estabilidad cinética menor mientras aumentan su estabilidad termodinámica. Procesos de envejecimiento modificará las propiedades físicas del vidrio acercándose a configuraciones de alta estabilidad. Los efectos de envejecimiento se borran cuando se caliente el vidrio por encima de su transición vítrea. La temperatura de envejecimiento con mayor impacto corresponderá a la temperatura ficticia (Tf) de la capa depositada en fase vapor. / To understand essential properties of materials it is necessary to dispose of an experimental countenance with a high accurate thermodynamic measurement system. Membrane‐based nanocalorimetry is an important tool for thermophysical analysis since this technique can achieve pJ/K resolution and characterize the presence of possible unknown nanophases in modern materials. Some new class materials may be complicated to produce in large size samples and can just be available in small quantities or thin films. Examples of attractive applications of novel calorimetric techniques include highthroughput synthesis and screening of thin films and metal hydrides for hydrogen storage, the study of quantum effects and phase transitions in magnetic systems, in nano‐scale systems to investigate synthetic and/or organic glasses below/above room temperature. Adiabatic conditions become more complicated to be satisfied when the temperature and sample dimension decreases. Accurate measurements of low temperature heat capacities become thus more difficult because small heat fluxes from the surroundings can lead to significant errors. With the goal of measuring the heat released or absorbed during phase transitions occurring in small samples, we have developed a power compensated membrane‐based calorimeter that can maintain linear heating rates spanning 1– 1000 K/s under non‐adiabatic conditions. The device works in the intermediate range of heating rates between conventional, β < 5 K/s, and thin film, β >10 3 K/s, scanning calorimeters. Active control in real time during heating/cooling experiments is achieved using the NI‐7833 FPGA card, which includes a 3M field programmable array with a control loop timer of 20 μs. An improvement of the existing methodology [7] achieved by minimizing control action through the use of predefined temperature profiles is also demonstrated. With ~1μJ energy sensitivity, this is a very sensitive scanning calorimeters working in power‐compensation mode [8]. In addition, we highlight the suitability of the thin film membranebased calorimetric technique to measure kinetically limited phase transitions such as the dehydrogenation of metallic hydrides and provide a first insight into the development of a multiparallel high‐throughput screening technique. We analyzed the dehydrogenation reaction in several metallic hydrides (pure Mg, Mg/Al and MgTi) thin films. We determine the influence of the alloy composition on the onset dehydrogenation temperature. Glassy films of organic molecules grown by physical vapor deposition at temperatures slightly below the glass transition temperature behave as stable glasses compared to those cooled directly from the liquid. Higher stability is achieved when depositing at 0.8Tg. By means of nanocalorimetry we can monitor the behavior of the samples and determine their kinetic and thermodynamic stability. Glassy toluene, ethylbezene and water films were directly deposited using a home‐made evaporator design in an ultra high vacuum chamber onto the SiNx membrane of the microcalorimetric chips at temperatures above liquid‐nitrogen. Calorimetric scans are done in situ with a high sensitivity calorimetric setup with scanning rates up to 10 5 K/s. In quasi‐adiabatic treatment ultrafast heating rates are applied for samples from 5 to 100 nm thickness. Thinner films dispose of a less kinetic stability while increasing their thermodynamical stability. Aging a glass will modify its physical properties and approach the sample to more stable configurations. Physical aging effects are erased by heating the glass above its glass transition. The optimal aging temperature will correspond to fictive temperature (Tf) of the corresponding AD film. Kinetic effects on several transitions such as crystallization are of high interest. With nanocalorimetry it is possible to study this type of phenomena. With pulse‐heating we can apply fast (15000 K/s) and ultra fast (40000 K/s) heating rates and characterize different size samples. Although in some cases these complex kinetic events may have to be supported with proper and high‐quality modeling.

El objetivo principal de la presente investigación fue el estudio de la adsorción de fenol, 2-nitrofenol, 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol con nanofibras de carbono (CNF) como adsorbente mediante el uso de un diseño experimental aplicando el modelo factorial de Box Wilson. El uso de este modelo permitió estudiar el efecto en conjunto de diferentes variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial del adsorbato) y encontrar las condiciones óptimas para la adsorción. Las CNF fueron sintetizadas por el método CVD utilizando una mezcla de etileno e hidrógeno en un reactor tubular de lecho fijo empleando un catalizador de Ni/SiO2 por 4h a 873K. El material adsorbente (CNF) fue caracterizado mediante diferentes técnicas instrumentales: ATR, FTIR, DRX, SEM, EDX, sorción de N2, titulación Boehm y pHPZC. El análisis por DRX permitió la determinación de las fases cristalográficas en la estructura y la naturaleza grafítica del material. Se encontraron dos picos representativos de planos grafíticos (d101, 44,52° y d002, 25,76°). La titulación Boehm permitió determinar los grupos ácidos superficiales: fenólicos 12,22±0,28 mmolH+/gCNF, lactónicos 6,47±0,12 mmolH+/gCNF y carboxílicos 0,89±0,17 mmolH+/gCNF. La espectroscopia infrarroja (FTIR) permitió identificar los grupos funcionales. El análisis por SEM mostró que las nanofibras se encuentran aglomeradas, sin un ordenamiento aparente, relacionado posiblemente con la alta temperatura empleada en la síntesis (600°C). El análisis elemental realizado (EDX) indica la presencia de solo dos elementos: C (96,4%) y Ni (3,36%), éste último relacionado con el catalizador empleado en la síntesis. Mediante la sorción de N2 se determinó que las CNF tenían un área superficial de 120m2.g-1. Las CNF resultaron ser mayoritariamente micro-mesoporosas, lo que podría favorecer la adsorción de moléculas grandes como el fenol y los nitrofenoles. La isoterma de adsorción de N2 fue de tipo IV, según la clasificación IUPAC, típica de materiales carbonosos. El punto de carga cero encontrado fue de 6,5. El estudio de la cinética de adsorción permitió determinar los tiempos de equilibrio que fueron: 250min para fenol, 300min para 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol y 400min para 2-nitrofenol. Se aplicó el diseño experimental en base al modelo factorial de Box-Wilson con dos variables (pH y fuerza iónica) y tres variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial de adsorbato). A partir de los ensayos propuestos por el diseño factorial se obtuvieron ecuaciones de regresión (funciones de respuesta) de dos y tres variables utilizando el software estadístico JMP® 7.0.1. En base al análisis matemático de estas funciones, se determinó que las condiciones de máxima adsorción para todos los adsorbentes fueron pH = 1 y 20%NaCl. Las condiciones medias fueron pH = 7 y 10%NaCl y las condiciones menos favorables fueron pH = 13 y 0%NaCl. A partir de estas condiciones se realizaron las isotermas de adsorción. Utilizando el software de química computacional HyperChemTM 8.0.3 se realizaron los cálculos de densidad electrónica para los adsorbatos de estudio bajo diferentes condiciones de pH. Se encontró que, para todas las especies adsorbidas, las condiciones ácidas aumentan la electrofilicidad del anillo aromático por una disminución de la densidad electrónica en él mismo. Además, la sustitución de un grupo nitro (NO2) en la estructura lleva a un aumento de la electrofilicidad (disminución de la densidad de carga en el anillo) por su carácter atractor, lo que se tradujo en un aumento de la adsorción. Así mismo, para elucidar el posible mecanismo de adsorción se determinaron las isotermas de adsorción. Los resultados experimentales se correlacionaron con seis modelos de isotermas: Freundlich, Langmuir, Elovich, Temkin, Redlich-Peterson, Dubinin-Radushkevich. En general, se encontró que la adsorción se produce en centros activos con una superficie mixta y con una distribución homogénea de energía. El orden descendente obtenido en relación con a la capacidad de adsorción promedio fue: 2,4-dinitrofenol > 4-nitrofenol > 2-nitrofenol > fenol. Este orden se explica mediante el efecto del pH y la fuerza iónica en la adsorción. El pH tiene el efecto de protonar/desprotonar al adsorbato y este hace variar la electrofilicidad que es determinante en la adsorción. Por otro lado, la fuerza iónica está relacionada con el efecto de “salting out”, que hace cambiar la solubilidad de los adsorbatos debido a la presencia de electrólitos en solución. / Tesis

Desde el descubrimiento de la penicilina en el año 1928 hasta la actualidad, los antibióticos han salvado la vida de millones de personas. Sin embargo, su abuso y mal uso son la razón de un incesante aumento de bacterias resistentes a ellos. En lo que a la medicina veterinaria se refiere, la utilización de los antibióticos como promotores de crecimiento podría causar problemas en la salud humana ya que, en muchas ocasiones, no se respetan los tiempos de retirada establecidos por los médicos veterinarios para sacrificar los animales. Consecuentemente organismos internacionales, como la Organización Mundial de la Salud, buscan concientizar y regular el consumo de antibióticos, tanto en humanos como en animales, a través de numerosas campañas y reglamentaciones. Por lo tanto, es de suma importancia el desarrollo de nuevos métodos de análisis que acompañen a estas medidas, controlando la presencia de dichos compuestos en los alimentos que ingerimos. Esta Tesis se centró en el desarrollo de nuevos métodos analíticos para la extracción, preconcentración y determinación de antibióticos (tetraciclinas y macrólidos) en matrices alimentarias. El primer trabajo consistió en la utilización de metodologías de flujo continuo y técnicas de microextracción para la determinación de doxiciclina en grasa de pollo. En el segundo trabajo se desarrolló una nueva metodología de microextracción asistida por ultrasonido para la determinación de tilosina y tilmicosina, también en grasa de pollo, y su posterior análisis por electroforesis capilar. El tercer trabajo consistió en el desarrollo de un sensor electroquímico a base de grafeno para la determinación de tetraciclinas totales en muestras de agua y leche de vaca. El cuarto y último trabajo, se basó en el empleo de irradiación por microondas para la extracción de tetraciclinas en pechuga de pollo seguido de su análisis por electroforesis capilar. Para cada uno de estos trabajos, se utilizaron metodologías basadas en la Química Verde, con el objetivo de que los nuevos métodos sean rápidos, sencillos, económicos y además, generen la menor cantidad de residuos contaminantes. / Since the discovery of penicillin in 1928 to the present time, antibiotics have saved the lives of millions of people. However, their abuse and misuse are the reason for a relentless increase in bacteria resistant to them. As far as veterinary medicine is concerned, the use of antibiotics as growth promoters could cause problems in human health given that, in many cases, the withdrawal times established by veterinary doctors to sacrifice animals are not respected. Consequently, international organizations, such as the World Health Organization, seek to raise awareness and regulate the consumption of antibiotics, both in humans and in animals, through numerous campaigns and regulations. Therefore, the development of new methods of analysis that accompany these measures is very important, controlling the presence of these compounds in the food we eat. This work focused on the development of new analytical methods for the extraction, preconcentration and determination of antibiotics (tetracyclines and macrolides) in food matrices. The first work consisted in the use of continuous flow methodologies and microextraction techniques for the determination of doxycycline in chicken fat. In the second work, a new ultrasound-assisted microextraction methodology was developed for the determination of tylosin and tilmicosin, also in chicken fat, and its subsequent analysis by capillary electrophoresis. The third work consisted in the development of a graphene-based electrochemical sensor for the determination of total tetracyclines in water samples and in cow milk. The fourth and final work, was based on the use of microwave irradiation for the extraction of tetracyclines in chicken breast followed by a capillary electrophoresis analysis. Methodologies based on Green Chemistry were used in each of these works to achieve new, simple, fast and cost effective methods which generate the least amount of polluting waste.

En la presente investigación se evalúa el efecto de la incorporación de nanopartículas de carbonitruro de titanio (TiCN) en la aleación AA5083 mediante la técnica de fricción batido (FSP) sobre las propiedades de resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión de los materiales compuestos resultantes. Se elaboraron probetas de 150 mm de largo x 13 mm de ancho x 2.8 mm de altura cada una, la cual se procesaron a diferentes porcentajes de nanopartículas de TiCN (0 %, 5 %, 10 % ,15 %). Se utilizó como parámetros óptimos de procesamiento de fricción batido: velocidad de rotación 1000 RPM y velocidad de avance 80 mm/min. La forma del pin para la presente investigación fue cilíndrica roscada de 2.5 mm de altura y 4 mm de diámetro. Luego se realizó una inspección visual y caracterización microestructural de los materiales compuestos AA5083-nanoTiCN resultantes, mediante microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido. Se determinó 2 tipos de fases intermetálicas características: Al (Mn, Mg/Si) y Al (Mn, Mg) o también llamado β (Al3Mg2). Así mismo se evaluó la distribución de la nanopartícula de TiCN en el material base AA5083 después de ser procesada mediante fricción batido y se observó aglomeración de la nanopartícula TiCN. Se determinó una disminución en el tamaño de grano producto del procesamiento por fricción batido pasando de 16.0983 ± 6.9724 μm en la zona del material base a 2.4871 ± 0.7664 μm en la zona del núcleo central. Por último se evaluaron las propiedades mecánicas de dureza, la resistencia al desgaste mediante la pérdida de peso y resistencia a la corrosión se evaluó en un medio de agua de mar artificial. Se reportó una mejora en los valores de dureza alcanzando un 30% de aumento en relación al material base (110 HV frente a 84 HV) este aumento de la dureza se le atribuye al refinamiento de grano. La resistencia al desgaste se mejoró en las probetas procesadas mediante fricción batido conforme se aumentó el porcentaje de nanopartícula de TiCN (2.0898 gramos de pérdida de peso en el material base frente a 1.1114 gramos de pérdida de peso en la probeta AA5083-nanoTiCN 15%) y la resistencia a la corrosión aumento en 26 % en relación al material base producto del del afinamiento de grano y la mayor distribución del compuesto intermetálico β (Al3Mg2) el cual promovería la repasivacion. / Tesis

Las nanopartículas de oro (AuNP) poseen propiedades ópticas que las convierten en buenas candidatas para una gran variedad de aplicaciones en campos tales como la fotónica y la biomedicina. Estas propiedades dependen de las dimensiones y la geometría de la nanopartícula, por lo que es imprescindible controlar y optimizar las condiciones de síntesis para su posterior uso. Además, se puede obtener información de dichas propiedades mediante métodos numéricos para modelar la distribución del campo eléctrico y el espectro de extinción (absorción y dispersión) de la nanopartícula. Esto es muy importante para la espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS), ya que en esta técnica las AuNP actúan como antenas, que amplifican la intensidad del campo eléctrico a las frecuencias de resonancia plasmónica, el cual además se concentra en zonas específicas de la superficie. En el presente trabajo se optimizarán las condiciones de síntesis de tres AuNP con morfologías diferentes: cajas (NB), cubos (NC) y prismas triangulares (NT), para lo cual, se utilizarán tres métodos de síntesis basados en la reducción de ácido cloroáurico. El primero de ellos se emplea para sintetizar AuNB a partir del reemplazo galvánico de nanocubos de plata (AgNC) preparados mediante el método del poliol. En el segundo se utilizará CTAB como estabilizante y se variará la concentración de los reactivos para la obtención de diversas morfologías como cubos o triángulos. El último método se utilizará para conseguir AuNT, únicamente con tiosulfato como reductor y estabilizante. Seguidamente, se caracterizarán las NP obtenidas mediante espectroscopía UV–Vis–NIR y microscopía electrónica. Posteriormente, se empleará el modelado computacional por el método de diferencia finita en el dominio del tiempo (FDTD) para explicar las propiedades ópticas de las nanopartículas sintetizadas. Para esto se tomarán en cuenta variables como la geometría, las dimensiones, la identidad del metal y el medio que las rodea. Finalmente, se compararán las potenciales ventajas y desventajas de cada nanopartícula en función al método de síntesis y a sus propiedades ópticas analizadas por el método de FDTD.

El auto-ensamblaje donde debido a la interacción con el disolvente moléculas de un compuesto anfifílico se asocian espontáneamente es un proceso general que puede servir para la preparación de entidades supramoleculares de gran tamaño con aplicación en la preparación de materiales tanto dispersos en fase liquida como sólidos insolubles. Por otra parte la asociación supramolecular puede ocurrir también entre moléculas diferentes y cuando una de ellas es una cápsula molecular esta puede albergar en su interior una molécula de tamaño inferior al de su abertura. Los CB[n] son oligómeros cíclicos de unidades de glicol uril unidas por puentes metileno que definen una cavidad en forma de calabaza hueca que permite alojar en su interior moléculas de colorantes fluorescentes. En la presente tesis doctoral se ha desarrollado una matriz de sensores para sales de amonio cuaternarias, ?-aminoácidos y ácido ?-hidroxibutírico. De la misma manera los CBs pueden también formar complejos con acetanilidas conteniendo grupos aminopropil. En la presente tesis doctoral se va a sacar ventaja del auto-ensamblaje de líquidos iónicos con estructura de imidazolio simétrico sustituído con dos grupos ?-alquenilo para formar liposomas. Otro tema de interés será establecer como el proceso de auto-ensamblaje influye en la asociación supramolecular entre líquidos iónicos con estructura de imidazolio y cucurbituriles. Por último el ensamblaje entre iones inorgánicos y biopolímeros naturales se empleará para pre-organizar los precursores inorgánicos de manera que cuando estos sufran polimerización el biopolímero actúe como agente plantilla controlando el tamaño de las partículas inorgánicas formadas. El objetivo general de la presente tesis doctoral es estudiar procesos de agregación que ocurren de manera espontánea en el seno de disoluciones acuosas y que dan lugar a la formación de complejos supramoleculares huésped-hospedador o a la formación de entidades supramoleculares de tipo liposomas. / Buaki Sogo, M. (2012). APLICACIÓN DE FENÓMENOS DE AUTO-ENSAMBLAJE Y ASOCIACIÓN SUPRAMOLECULAR CON CUCURBIT[n]URIL PARA EL DESARROLLO DE MATRICES DE SENSORES Y MATERIALES FUNCIONALES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17830

Tesis por compendio / [EN] The main objective of this thesis is to provide knowledge about the influence of nanomaterials as additives for food packaging purposes. Their influence on final packaging performance and also on the environmental impact of the whole packaging & product system, waste management once the packaging is empty. Besides, the environmental impacts not only considering global environmental impacts but ecotoxicity effects are analysed when nanomaterials are incorporated as additives for packaging. The common link between the research articles is according to the main objective intended of this thesis. This objective is to provide novel data and specific research work and results regarding nanomaterials on their application to packaging from different perspectives; functional but mainly environmental. The research activities carried out and detailed in each one of the published papers aim at providing valuable scientific contribution to such ambitious objective commented. Thus, it was considered a key starting point to carry out an exhaustive analysis of the State-of-the-Art on nanomaterials and their applications to food packaging. Due to the huge diversity of existing nanomaterials and that they can be applied not only to the package but to the food product, the analysis was made considering the final properties improvement of the package compared to those only considering conventional materials. The analysis considered three main categories for the properties studied: Technical, active and intelligent. The qualitative evaluation results were grouped to identify the ones with the most relevant potential actual and future for food packaging. That was made applying Multicriteria Decision Analysis (MCDA). Although some constraints were identified, such as no availability of specific applications for some nanomaterials, case by case analysis demands, it could be concluded that those nanomaterials have had been focused on barrier properties improvement, microbial activity reduction, mechanical functionality, and water permeability minimisation. Among the more than 84 publications reviewed, it could be observed that the one with the highest application potential was calcium carbonate or the chitosan, due to their combination of active and improved properties. Besides, nanoclays (caolinite), carbon nanotubes/nanofibres, and nanobiocomposites based on bioplastics like PLA and PHB were in the first ranking positions of the MCDA. Nonetheless the good ranking carbon nanotubes/nanofibres, there are still great uncertainties due to their citotoxicity and the non-desired migration potential to the food product. Another interesting result was that metallic particles like ZnO, TiO2 and Ag were not in the first ranking positions of the MCDA carried out. The potential influence of the presence of nanomaterials in the packaging recycling process as well as their influence on the final recycled material properties were evaluated in the second paper. Combinations of three different film polymers (polyethylene (PE), polypropylene (PP) y polyethilenterephtalate (PET) reinforce with four different nanomaterials (nanoclays, calcium carbonate, zinc dioxide and nano silver) were anaylised. Tested combinations were: PE-nanoclay, PE-CaCO3, PP-Ag, PET-ZnO, PET-Ag, PET-nanoclay. The experimental recycling tests show that smells and degradation fumes appears in the processing of PET reinforced with nanoclay, as well as increasing number of pinholes when this polymer is reinforced with Ag. / [ES] La presente tesis tiene como objetivo principal conocer la repercusión que la aplicación de nanomateriales como aditivos puede tener sobre las propiedades de los envases en los que se aplican, sobre los impactos ambientales del sistema de envase, así como en la gestión de los residuos generados una vez se han consumido los productos contenidos. Consecuencia de la investigación realizada en el marco de esta tesis, se han preparado tres artículos científicos que se adjuntan como anejos en su totalidad. El primero de ellos, se publicó en la revista ¿Packaging Technology and Science¿, el segundo en la revista ¿Waste Management¿ y el tercero en la revista ¿Journal of Cleaner Production¿. La selección de las revistas se realizó en base a la temática de cada artículo. El nexo de los artículos refleja de forma fiel los objetivos pretendidos en la tesis. Así, se consideró un buen punto de partida realizar un exhaustivo análisis del estado del arte de los nanomateriales empleados en envase alimentario. Debido a la enorme variedad de nanomateriales, y al hecho que pueden ser utilizados en algunos casos, tanto en el propio envase como sobre el propio producto contenido, el análisis se abordó desde el punto de vista de las propiedades mejoradas respecto a los materiales convencionales. El estudio, se basó en la valoración cualitativa de las propiedades mejoradas clasificadas en tres grupos: propiedades técnicas, activas e inteligentes. A pesar de las limitaciones observadas, tales como la ausencia de aplicaciones concretas para algunos nanomateriales, y la necesidad de análisis caso por caso, pudo concluirse que dichos materiales se han enfocado a la mejora de propiedades barrera, la reducción de la actividad microbiana, la mejora de las propiedades mecánicas y la reducción de la permeabilidad al agua. Las implicaciones derivadas de la presencia de nanomateriales en los procesos de reciclado de envases plásticos fueron evaluadas en el segundo trabajo. Se analizaron combinaciones de tres films plásticos polietileno (PE), polipropileno (PP) y polietiléntereftalato (PET) reforzados con cuatro nanomateriales diferentes (nanoarcilla, carbonato cálcico, óxido de zinc, y nanoplata). / [CA] La present tesi te com a principal objectiu conèixer la repercussió de la aplicació de nanomaterials com additius sobre les propietats finals d¿un envàs en la seua aplicació al sector alimentari, així com proporcionar les dades concretes del potencial de reciclat dels mateixos i els impactes ambientals en termes no únicament mediambientals, sinó també en relació amb la toxicitat que deriva de estes substancies. El nexe de unió dels articles manifesta de forma ferma els objectius proposats en la tesis, sent el objectiu final la aportació de dades i estudis concrets dins del camp dels nanomaterials aplicats a l¿envàs i la seua repercussió no sols funcional, sinó també i fonamentalment ambiental. Les investigacions plantejades i detallades en cadascú dels articles pretenen contribuir parcialment a un objectiu tan ambiciós com el que planteja aquest treball. Així mateix, es va considerar com a punt de partida portar a terme un exhaustiu anàlisis de l¿estat de l¿art dels nanomaterials incorporats en envasos per al sector alimentari. A causa de la varietat de nanomaterials, i pel fet de que en algunes ocasions es poden utilitzar tant en el envàs com sobre el propi producte contingut, el anàlisis es va afrontar des del punt de vista de les propietats millorades respecte als materials convencionals. La valoració qualitativa de les propietats millorades és va classificar en tres grups: propietats tècniques, actives e intel·ligents. Aquestes valoracions qualitatives es van agrupar posteriorment per a quantificar les propietats amb un major potencial actual i futur dels nanomaterials en el camp del envàs alimentari. Aquesta quantificació es va portar a terme mitjançant la tècnica de anàlisi multi criteri (MCDA en anglès). Malgrat les limitacions observades, com es la absència de aplicacions concretes per a alguns nanomaterials i la necessitat d¿analitzar cas per cas, si que es va poder concloure que els materials considerats en l¿anàlisi estaven enfocats a la millora de les propietats barrera, la reducció de l¿activitat microbiana, la millora de les propietats mecàniques i la reducció de la permeabilitat a l¿aigua. Entre els més de 84 materials referenciats, es va observar que els que presentaven un major potencial de aplicació eren el nanocarbonat càlcic o el quitosà, a causa de la possible combinació de propietats millorades i propietats actives. També de esta manera, les nanoargiles (caolinita), els nanotubs/nanofibres de carboni i els nanobiocomposites basats en bioplàstics com l¿Àcid Polilactic (PLA) i el polihidroxibutirat (PHB) figuren en els primers llocs de la llista de l¿anàlisi MCDA. Però malgrat la bona posició dels nanotubs/nanofibres de carboni, existeixen encara molts dubtes sobre la citoxicitat i la possibilitat de migració no desitjada cap al producte alimentari envasat. Com a resultat destacable del anàlisis, una gran part de les nanopartícules metàl·liques, tals com el ZnO, TiO2 i el Ag no van estar incloses entre els primers llocs de la llista de l¿anàlisi MCDA. Les limitacions derivades de la presència de nanomaterials en els processos de reciclat de envasos de plàstic van ser avaluades en el segon treball. Es van analitzar combinacions de tres films plàstics, polietilè (PE), polipropilè (PP) i polietilentereftalat (PET). Tots ells reforçats amb quatre nanomaterials diferents (nanoargila, carbonat càlcic, òxid de zinc, i nanoplata). Concretament, les combinacions testades van ser PE- nanoargila, PE-CaCO3, PP-Ag, PET-ZnO, PET-Ag, PET-nanoargila. / Sánchez Reig, MDC. (2015). Evaluación de los impactos ambientales derivados de nanomateriales aplicados al envase y embalaje [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48554 / Compendio