APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

L´objectiu d´aquest projecte és fabricar materials metàl·lics heterogenis mitjançant impressió 3D, més concretament mitjançant deposició directa d´energia (DED). Per això, es van utilitzar filferros de coure i acer inoxidable com a matèries primeres per tal de fabricar mostres de coure pur i acer inoxidable pur, però també multicapes de 5 i 9 capes. L'objectiu dels materials metàl·lics heterogenis és produir variacions brutals de la microestructura per obtenir canvis dràstics a les propietats mecàniques. L'interès d'aquest camp força recent rau en el fet que contraresta la disjuntiva entre resistència i ductilitat que solen presentar els materials metàl·lics homogenis convencionals, cosa que permet obtenir propietats mecàniques extraordinàries i sense precedents. Per investigar aquests canvis, però també la viabilitat d'aquests materials mitjançant impressió 3D, es van dur a terme proves de caracterització, com ara mesuraments de duresa Vickers, difracció de retrodispersió d'electrons i assaigs de tracció. Gràcies a la creació de mapes de duresa i perfils de duresa al llarg de l'espessor de les mostres, es va comprovar que la duresa del coure a les multicapes augmentava en comparació amb la mostra pura del 40 al 60%, amb valors sovint superiors a 90 HV. A més, es va verificar que la transició de duresa era molt brutal, per exemple, de 90 HV a 170 HV en una distància de 10 µm, cosa que conduïa al canvi dràstic de les propietats mecàniques requerides per als materials metàl·lics heterogenis. A continuació, es va dur a terme una anàlisi microestructural mitjançant difracció de retrodispersió d'electrons que va mostrar canvis en la mida i l'orientació del gra a la interfície de les multicapes. Això és degut probablement al propi procés de fabricació additiva, que crea llacunes de fusió en què cada fase es pot difondre entre si, cosa que explica les irregularitats de la microestructura al límit de la zona.

El objetivo de este proyecto es fabricar materiales metálicos heterogéneos mediante impresión 3D, más concretamente mediante deposición directa de energía (DED). Para ello, se utilizaron alambres de cobre y acero inoxidable como materias primas con el fin de fabricar muestras de cobre puro y acero inoxidable puro, pero también multicapas de 5 y 9 capas. El objetivo de los materiales metálicos heterogéneos es producir variaciones brutales de la microestructura para obtener cambios drásticos en las propiedades mecánicas. El interés de este campo bastante reciente radica en que contrarresta la disyuntiva entre resistencia y ductilidad que suelen presentar los materiales metálicos homogéneos convencionales, lo que permite obtener propiedades mecánicas extraordinarias y sin precedentes. Para investigar estos cambios, pero también la viabilidad de estos materiales mediante impresión 3D, se llevaron a cabo pruebas de caracterización, como mediciones de dureza Vickers, difracción de retrodispersión de electrones y ensayos de tracción. Gracias a la creación de mapas de dureza y perfiles de dureza a lo largo del espesor de las muestras, se comprobó que la dureza del cobre en las multicapas aumentaba en comparación con la muestra pura del 40 al 60%, con valores a menudo superiores a 90 HV. Además, se verificó que la transición de dureza era muy brutal, por ejemplo, de 90 HV a 170 HV en una distancia de 10µm, lo que conducía al cambio drástico de las propiedades mecánicas requeridas para los materiales metálicos heterogéneos. A continuación, se llevó a cabo un análisis microestructural mediante difracción de retrodispersión de electrones que mostró cambios en el tamaño y la orientación del grano en la interfaz de las multicapas. Esto se debe probablemente al propio proceso de fabricación aditiva, que crea lagunas de fusión en las que cada fase puede difundirse entre sí, lo que explica las irregularidades de la microestructura en el límite de la zona.

L'estudi investiga la porositat i la microestructura de l'aliatge CuCrZr fabricat mitjançant Deposició Dirigida d'Energia (DED). Explora l'efecte de l'orientació d'impressió en la formació de porus i defectes dins del material. A més, destaca el paper de la conductivitat tèrmica en l'evolució del gra, demostrant com la dissipació de calor condueix a mides de gra heterogènies. Comprendre aquests factors és essencial per optimitzar les propietats mecàniques i la integritat dels components impresos.

El estudio investiga la porosidad y la microestructura de la aleación CuCrZr fabricada mediante deposición dirigida de energía (DED). Explora el efecto de la orientación de la impresión en la formación de poros y defectos dentro del material. Además, destaca el papel de la conductividad térmica en la evolución del grano, demostrando cómo la disipación del calor conduce a tamaños de grano heterogéneos. Comprender estos factores es crucial para optimizar las propiedades mecánicas y la integridad de los componentes impresos.

Aquest treball final d'estudi va desenvolupar un copolímer superabsorbent i termosensible format pels monòmers N-isopropilacrilamida (NIPAAm) i acrilamida (AAm) ) i un material foto-tèrmic, el poli(3,4-etilenodioxitiofè (PEDOT). L'objectiu de l'estudi va ser investigar el potencial del copolímer per a la dessalinització de l'aigua salada mitjançant l'evaporació facilitada per la radiació solar artifical. Per aconseguir aquest objectiu, el copolímer es va sintetitzar incorporant un polímer conductor, PEDOT:PSS, que actúa com a component que absorveix la llum. Els hidrogels sintetitzats es van caracteritzar pel que fa a la seva capacitat d'absorció d'aigua i velocitat d'evaporació, d'aigua, promoguda per irradiació de llum solar artificial, amb l'objectiu d'investigar l'efectivitat de l'hidrogel i entendre els mecanismes darrere d'aquests efectes. A continuació, els resultats obtinguts es van utilitzar per optimitzar el copolímer, amb l'objectiu d'augmentar la velocitat d'evaporació dels hidrogels. Aquests passos d'optimització es van analitzar per comprovar si van produir canvis significatius en les propietats de l'hidrogel.

El presente trabajo final de estudio presenta Desarrollo de un copolímero superabsorbente y termosensible compuesto por los monómeros N-isopropilacrilamida (NIPAAm) y acrilamida (AAm) y un material fototérmico, como es el poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT). El objetivo del estudio es investigar el potencial del copolímero para la desalinización de agua salada mediante evaporación facilitada por la radiación solar artifical. Para ello, se sintetizó el copolímero incorporando el polímero conductor PEDOT:PSS que actúa como material que absorbe luz. Los hidrogeles sintetizados se caracterizaron en términos de su capacidad de absorción de agua y su velocidad de evaporación, bajo irradiación con luz solar artificial, con el objetivo de investigar la eficacia del hidrogel y comprender los mecanismos que subyacen a estos efectos. A continuación, los resultados obtenidos se utilizaron para optimizar el copolímero, con el fin de aumentar la velocidad de evaporación de los hidrogeles. Estas etapas de optimización se analizaron para determinar si producían cambios significativos en las propiedades del hidrogel.

Aquest estudi investiga el desenvolupament i la caracterització d'hidrogels de base biològica funcionalitzada amb polímers conductors, específicament per a la seva aplicació com a membranes polielectròniquesen tecnologies de desionització capacitiva (CDI). Els hidrogels, sintetitza ts a partir d'agarosa i àcid tànnic, i amb concentracions variables de poli(3,4-etilendioxitiofeno):poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS), vanpresentar propietats electroquími-quess millorades, fonamentals per a la dessalinització de l'aigua amb eficiència energètica. Per avaluar el seu rendiment, portar a terme una caracterització exhaustiva dels materials, inclosa la relació d'equilibri d'inflament (ESR) i anàlisi electroquímics. La funcionalització amb PEDOT:PSS va millorar significativament la capacitat específica, multiplicant per 100 la de les mostres no modificades en afegir un 20 % de PEDOT:PSS. Tot i això, la disminució de la capacitància en cicles redox repetits indicava la necessitat d'optimitzar l'estabilitat. El recobriment per centrifugació per obtenir pel·lícules d'hidrogel uniformes es va enfrontar a dificultats degudes a la formació de microesferes i perfils no uniformes a velocitats superiors a 150 rpm, encara que els mètodes assistits tèrmicament van mostrar potencial per millorar la uniformitat. L´espectroscòpia d´impedància electroquímica (EIS) va confirmar la naturalesa capacitiva dels hidrogels a altes concentracions de PEDOT:PSS, encara que es van observar desviacions del comportament ideal del condensador a freqüències més baixes a causa de les limitacions del transport d´ions. Aquest estudi resalta el potencial d'aquests hidrogels per als sistemes CDI sostenibles, els quals estan d'acord amb els objectius mundials de seguretat de l'aigua, al temps que subratlla la necessitat d'avançar a l'estabilitat dels hidrogels, els mètodes d'aplicació i les tècniques d'escalat.

Este estudio investiga el desarrollo y la caracterización de hidrogeles de base biológica funcionalizados con polímeros conductores, específicamente para su aplicación como membranas polielectrolíticas en tecnologías de desionización capacitiva (CDI). Los hidrogeles, sintetizados a partir de agarosa y ácido tánico, y con concentraciones variables de poli(3,4-etilendioxitiofeno):poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS), presentaron propiedades electroquímicas mejoradas, fundamentales para la desaliniza- ción de agua con eficiencia energética. Para evaluar su rendimiento, se llevaron a cabo caracterizacio- nes exhaustivas de los materiales, incluyendo la relación de hinchamiento en equilibrio (ESR) y análisis electroquímicos. La funcionalización con PEDOT:PSS mejoró significativamente la capacidad específica, multiplicando por 100 la de las muestras no modificadas al añadir un 20 % de PEDOT:PSS. Sin embargo, la disminución de la capacitancia en ciclos redox repetidos indicaba la necesidad de optimizar la estabilidad. El recu- brimiento por centrifugación para obtener películas de hidrogel uniformes se enfrentó a dificultades debidas a la formación de microesferas y perfiles no uniformes a velocidades superiores a 150 rpm, aunque los métodos asistidos térmicamente mostraron potencial para mejorar la uniformidad. La espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) confirmó la naturaleza capacitiva de los hidro- geles a altas concentraciones de PEDOT:PSS, aunque se observaron desviaciones del comportamiento ideal del condensador a frecuencias más bajas debido a las limitaciones del transporte de iones. El estudio pone de manifiesto el potencial de estos hidrogeles para los sistemas CDI sostenibles, en con- sonancia con los objetivos mundiales de seguridad del agua, al tiempo que subraya la necesidad de avanzar en la estabilidad de los hidrogeles, los métodos de aplicación y las técnicas de escalado.

Les aliatges de zinc biodegradables, com el Zn-0,5Ca-0,5Mn, són prometedors per a implants biomèdics temporals, però requereixen una millora de les propietats mecàniques. Aquest estudi examina els efectes del laminat en fred (reducció del gruix del 30%, 60% i 80%) en la microestructura i el comportament mecànic de l'aliatge. L'anàlisi microestructural va revelar un augment de la recristal·lització dinàmica (del 66% al 96%) i un refinament del gra (de 12,8 μm a 1,9 μm). La macla inicialment va augmentar però després va disminuir amb més laminació. Les partícules de CaZn13 es van fragmentar, afavorint el refinament del gra, mentre que les partícules de MnZn13 es van mantenir estables. La textura va evolucionar d'una textura basal en forma d'anell a un nou alineament basal. El laminat va millorar la resistència al límit elàstic i la ductilitat, arribant a un 91% després d'un 80% de laminació, tot i que la isotropia en l'allargament es va deteriorar. L'anàlisi del factor de Schmid i la distribució de la mida del gra van explicar aquests canvis mecànics.

Las aleaciones de zinc biodegradables, como la Zn-0,5Ca-0,5Mn, son prometedoras para implantes biomédicos temporales, pero requieren una mejora en sus propiedades mecánicas. Este estudio analiza los efectos del laminado en frío (reducción de espesor del 30%, 60% y 80%) en la microestructura y el comportamiento mecánico de la aleación. El análisis microestructural reveló un aumento de la recristalización dinámica (del 66% al 96%) y un refinamiento del grano (de 12,8 μm a 1,9 μm). El maclado aumentó inicialmente, pero luego disminuyó con más laminado. Las partículas de CaZn13 se fragmentaron, favoreciendo el refinamiento del grano, mientras que las partículas de MnZn13 permanecieron estables. La textura evolucionó de una textura basal en forma de anillo a una nueva alineación basal. El laminado mejoró el límite elástico y la ductilidad, alcanzando un 91% después de un 80% de laminado, aunque la isotropía en el alargamiento se deterioró. El análisis del factor de Schmid y la distribución del tamaño de grano explicaron estos cambios mecánicos.

L'objectiu del projecte detallat en aquest informe va ser desenvolupar un scaffold metàl·lic biodegradable, utilitzant la tècnica Direct Ink Writing, amb propietats antibacterianes per al seu ús en la regeneració dels ossos llargs. Els scaffolds van ser fabricats amb pols de ferro pur utilitzant un hidrogel com a aglutinant, amb dos tipus de recobriment estudiats: electrodeposició de plata i fosfat de calci que conté nanopartícules de plata. Es van investigar tres temperatures de sinterització (tractament tèrmic): 1100°C, 1150°C i 1200°C. L'estructura de les mostres i el pols es van analitzar mitjançant microscòpia electrònica de rastreig i difracció de raigs X, revelant una fase alfa (ferríta) en totes les mostres, amb una possible oxidació i influència del tractament tèrmic en l'estructura resultant. Es van realitzar proves mecàniques i químiques. Com a part de la primera categoria, els assaigs de compressió no van mostrar una influència significativa del mètode de debinding ni de la temperatura de sinterització sobre les propietats mecàniques, amb valors del mòdul de Young al voltant de 0.62 GPa. Les mesures de microduresa va demostrar un material amb un Vickers HV0.2 al voltant de 73 HV de mitjana, presentant diferències en els resultats amb més duresa per a l'andamiatge sinteritzat a 1150°C. Pel que fa a les proves químiques, les proves ICP van mostrar que la degradació augmentava amb la galvanoplàstia de plata i, en menor mesura, amb la sinterització a 1200°C. En les proves biològiques, l'assaig antibacterià va revelar un efecte antibacterià en totes les mostres, amb els scaffolds sinteritzats a 1200°C mostrant un menor efecte antibacterià. Els resultats mostren propietats potencials similars a l'os, però es necessita més investigació. També cal investigar més sobre la porositat resultant, les propietats antibacterianes i la taxa de degradació per determinar les propietats requerides per a la regeneració òssia. S'han d'investigar nous mètodes de producció.

El objetivo del proyecto detallado en este informe fue desarrollar scaffold metálico biodegradable, utilizando la técnica de Direct Ink Writing, con propiedades antibacterianas para su uso en la regeneración de huesos largos. Los scaffolds fueron fabricados con polvo de hierro puro utilizando un hidrogel como binder, con dos tipos de recubrimiento estudiados: electrodeposición de plata y fosfato de calcio que contiene nanopartículas de plata. Se investigaron tres temperaturas de sinterización (tratamiento térmico): 1100°C, 1150°C y 1200°C. La estructura de las muestras y el polvo fueron analizados mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X, revelando una fase alfa-ferrítica en todas las muestras, posible oxidación e influencia del tratamiento térmico en la estructura resultante. Se realizaron pruebas mecánicas y químicas. Como parte de la primera categoría, una prueba de compresión no mostró una influencia significativa del método de debinding ni de la temperatura de sinterización sobre las propiedades mecánicas, con valores de módulo de Young alrededor de 0.62 GPa. La prueba de microdureza demostró un material con un Vickers HV0.2 alrededor de 73 HV de media, presentando diferencias en los resultados con mayor dureza para el andamio sinterizado a 1150°C. En cuanto a las pruebas químicas, las pruebas ICP mostraron que la degradación aumentaba con la galvanoplastia de plata y, en menor medida, con la sinterización a 1200°C. En las pruebas biológicas, la prueba antibacteriana reveló un efecto antibacteriano en todas las muestras, con los andamios sinterizados a 1200°C mostrando un menor efecto antibacteriano. Los resultados muestran propiedades potenciales cercanas al hueso, pero se necesita más investigación. También es necesario realizar más investigaciones sobre la porosidad resultante, las propiedades antibacterianas y la tasa de degradación. Se deben investigar nuevos métodos de producción.

Aquest projecte se centra en la preparació i caracterització d'hidrogels intel·ligents, magnetoelèctrics (ME) o conductors de l'electricitat, fabricats mitjançant impressió 3D utilitzant una matriu d'alginatogelatina i carregant, respectivament, nanopartícules (NPs) magnetoelèctriques de nucli/closca de CoFe2O4@BiFeO3 o nanoplaquetes de grafè per a aplicacions denginyeria tissular. Abans de la impressió, les NPs ME obtingudes mitjançant el procés hidrotèrmic i les nanoplaquetes de grafè es van incorporar a la tinta d'hidrogel. Es van assajar diversos processos d'impressió variant alguns paràmetres clau per assolir patrons d'impressió satisfactoris per a cada tinta. Finalment, les bastides d'hidrogel es van poder manipular després de la gelificació utilitzant CaCl2 com a agent de reticulació. Les bastides d'hidrogel es van anomenar AG, AGGR (amb nanoplaquetes de grafè) i AGNP (amb NPs). Es van fer diverses tècniques de caracterització en cada tipus d'hidrogel. Van validar la presència de tots dos nanomaterials ben distribuïts dins de la matriu de biopolímers mitjançant anàlisis d'imatge i químics. Van permetre millorar les propietats mecàniques. Pel que fa a les propietats magnètiques, l'hidrogel ME va demostrar un augment de la magnetització en comparació de l'hidrogel de control. Malauradament, no es va observar cap millora a les propietats elèctriques. De fet, el grafè utilitzat va resultar no conductor.

Este proyecto se centra en la preparación y caracterización de hidrogeles inteligentes, magnetoeléctricos (ME) o conductores de la electricidad, fabricados mediante impresión 3D utilizando una matriz de alginato-gelatina y cargando, respectivamente, nanopartículas (NPs) magnetoeléctricas de núcleo/cáscara de CoFe2O4@BiFeO3 o nanoplaquetas de grafeno para aplicaciones de ingeniería tisular. Antes de la impresión, las NPs ME obtenidas mediante el proceso hidrotérmico y las nanoplaquetas de grafeno se incorporaron a la tinta de hidrogel. Se ensayaron varios procesos de impresión variando algunos parámetros clave para alcanzar patrones de impresión satisfactorios para cada tinta. Por último, los andamiajes de hidrogel se pudieron manipular después de la gelificación utilizando CaCl2 como agente de reticulación. Los andamiajes de hidrogel se denominaron AG, AGGR (con nanoplaquetas de grafeno) y AGNP (con NPs). Se realizaron varias técnicas de caracterización en cada tipo de hidrogel. Validaron la presencia de ambos nanomateriales bien distribuidos dentro de la matriz de biopolímeros mediante análisis de imagen y químicos. Permitieron mejorar las propiedades mecánicas. En cuanto a las propiedades magnéticas, el hidrogel ME demostró un aumento de la magnetización en comparación con el hidrogel de control. Desafortunadamente, no se observó ninguna mejora en las propiedades eléctricas. De hecho, el grafeno utilizado resultó ser no conductor.

El cautxú i els plàstics són omnipresents en la vida quotidiana, però els seus residus presenten importants reptes ambientals. En resposta, la demanda de materials sostenibles i ecològics ha crescut significativament en les últimes dècades. Aquest estudi investiga una solució combinant cautxú natural (NR) amb tereftalat de polietilè opac reciclat sotmès a extrusió reactiva (Rex-rPET-O), reutilitzant aquests materials per a aplicacions potencials d'alt valor. Per fer-ho, es van aplicar tractaments físics, tèrmics i mecànics, que inclouen respectivament la irradiació per microones, el premsat en calent i la mòlta, per separat a tots dos materials per millorar la seva compatibilitat i processabilitat i determinar una temperatura òptima de mescla. Per a Rex-rPET-O, també es van comparar dues tècniques de tremp per obtenir el material més amorf. Es van utilitzar tècniques clau de caracterització com la calorimetria diferencial d'escombratge (DSC), l'anàlisi reològica dinàmica (RDA) i l'espectroscòpia infraroja per transformada de Fourier (FTIR) per avaluar les propietats tèrmiques, termomecàniques i químiques. Els resultats van mostrar que tots els tractaments degradaven el cautxú natural reduint la seva viscositat i pes molecular mitjà mitjançant el trencament de la cadena macromolecular. La irradiació de microones durant 10 minuts a 800 watts es va identificar com el tractament més eficaç a altes temperatures. Per a Rex-rPET-O, l'extinció en un bany d'aigua i gel va ser òptima, aconseguint una cristal·linitat inicial del 9,79% després d'assecar-se durant 24 hores a 80 °C. El rang òptim de temperatura de barreja es va identificar entre 215 °C i 250 °C. Entre 215 °C i 217 °C s'ha d'utilitzar cautxú natural premsat en calent a 220 °C, mentre que per sobre de 217 °C es recomana cautxú natural tractat amb microones.

El caucho y los plásticos son omnipresentes en la vida cotidiana, pero sus residuos presentan importantes retos medioambientales. Como respuesta, la demanda de materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente ha aumentado considerablemente en las últimas décadas. Este trabajo de fin de máster investiga una solución mediante la combinación de caucho natural (NR) con tereftalato de polietileno opaco reciclado sometido a extrusión reactiva (Rex-rPET-O), reutilizando estos materiales para posibles aplicaciones de alto valor. Para ello, se aplicaron tratamientos físicos, térmicos y mecánicos, incluyendo respectivamente irradiación por microondas, prensado en caliente y trituración, a ambos materiales para mejorar su compatibilidad y procesabilidad y determinar una temperatura de mezcla óptima. Para Rex-rPET-O también se compararon dos técnicas de templado para obtener el material más amorfo. Se utilizaron técnicas de caracterización como la calorimetría de barrido diferencial (DSC), el análisis reológico dinámico (RDA) y la espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR) para evaluar las propiedades térmicas, termomecánicas y químicas. Los resultados mostraron que todos los tratamientos degradaban el caucho natural al reducir su viscosidad y su peso molecular medio a través de la rotura de la cadena macromolecular. Se determinó que la irradiación por microondas durante 10 minutos a 800 vatios era el tratamiento más eficaz a altas temperaturas. Para Rex-rPET-O, el templado en baño de agua y hielo fue óptimo, alcanzando una cristalinidad inicial del 9,79% después de secarse durante 24 horas a 80°C. El rango óptimo de temperatura de mezcla fue de 215°C a 250°C. Entre 215°C y 217°C se debe utilizar caucho natural prensado en caliente a 220°C, mientras que por encima de 217°C se recomienda caucho natural tratado con microondas.

El present estudio aborda l'avaluació de les propietats antimicrobianes de les bioceràmiques de fosfat càlcic dopades amb plata, enfocándose de manera específica en la hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA) i el fosfato tricálcico (TCP). avaluació dels efectes del dopaje amb plata sobre les propietats fisicoquímiques, biològiques i antimicrobianes de dichos materials. Per ello, es va implementar un mètode de precipitació per a la preparació de les bioceràmiques, amb el propòsit d'optimitzar la distribució i l'alliberació d'ions Ag+ (Silver, 2019).Los análisis efectuados mediante técnicas como la difracción de rayos X (DRX), la microscopía electrónica de barrido (MEB) i l'espectroscòpia de fotoelectrones de rayos X (XPS) van permetre caracteritzar l'estructura, la distribució de la plata i les fases cristalinas (Rodríguez et al., 2021). La combinación de les propietats osteoconductores del CDHA amb l'acció antimicrobiana de la plata en aquestes bioceràmiques sugiere un potencial prometedor per a aplicacions ortopèdiques i maxilofacials. , lo que sugiere la necessitat d'estudis preclínics addicionals abans de la seva aplicació clínica.

El presente estudio aborda la evaluación de las propiedades antimicrobianas de las biocerámicas de fosfato cálcico dopadas con plata, enfocándose de manera específica en la hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA) y el fosfato tricálcico (TCP).El objetivo primordial de esta investigación radica en la evaluación de los efectos del dopaje con plata sobre las propiedades fisicoquímicas, biológicas y antimicrobianas de dichos materiales. Para ello, se implementó un método de precipitación para la preparación de las biocerámicas, con el propósito de optimizar la distribución y liberación de iones Ag+ (Silver, 2019).Los análisis efectuados mediante técnicas como la difracción de rayos X (DRX), la microscopía electrónica de barrido (MEB) y la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) permitieron caracterizar la estructura, la distribución de la plata y las fases cristalinas (Rodríguez et al., 2021). La combinación de las propiedades osteoconductoras del CDHA con la acción antimicrobiana de la plata en estas biocerámicas sugiere un potencial prometedor para aplicaciones ortopédicas y maxilofaciales.Sin embargo, se destacan aspectos que requieren mayor evaluación, tales como la toxicidad potencial y la variabilidad de los resultados, lo que sugiere la necesidad de estudios preclínicos adicionales antes de su aplicación clínica.

Aquesta tesi de màster se centra en l'optimització d'un model cilíndric microplà per simular el comportament mecànic dels materials compostos reforçats amb fibres. Aquest estudi es realitza utilitzant la subrutina VUMAT, codificada externament en Fortran, i integrant-la a Abaqus/Explicit per permetre simulacions explícites del comportament del material sota diferents condicions de càrrega. La investigació comença amb una fase inicial de validació, en la qual es realitzen assajos de tracció, compressió i cisallament en materials compostos unidireccionals de carboni/epoxi (AS4/3501-6). Els resultats es comparen amb dades experimentals de la literatura, obtenint un error mitjà aproximat del 6,15% en tracció longitudinal i del 2,20% en compressió transversal, la qual cosa demostra la precisió del model en la representació del comportament elàstic. Posteriorment, es simula un assaj de flexió en tres punts amb diferents mides de mostres de carboni/epoxi AS4/3501-6 amb disposició multidireccional, amb l'objectiu d'avaluar la capacitat del model per predir la fractura i el comportament post-pic en laminats compostos, així com la influència de la mida de la mostra. Els resultats evidencien certes limitacions en la predicció de la resposta posterior a la fractura, fet que requereix una nova calibració dels paràmetres clau, com la resistència al cisallament, i la redefinició d'una malla més adequada.

Esta tesis de master se centra en la optimización de un modelo cilíndrico microplano para simular el comportamiento mecánico de materiales compuestos reforzados con fibras. Este estudio se hace utilizando la subrutina VUMAT, codificada externamente en Fotran, integrándola en Abaqus/explicit para permitir simulaciones explicitas del comportamiento del materiales bajo diferentes condiciones de carga. La investigación empieza con una fase inicial de validación, en la que se realiza ensayos de tracción, compresión y cizalladura en materiales compuestos unidireccionales de carbono/epoxi (AS4/3501-6). Los resultados se comparan con experimentales datos de la literatura con un error medio aproximado del 6,15% para la tracción longitudinal y del 2,20% para la compresión transversal, los que demuestra la precisión del modelo en el comportamiento elástico. Posteriormente, se simula un ensayo de flexión en tres puntos con diferentes tamaño de muestras de AS4/3501-6 carbono/epoxi con disposición multidireccional con el objetivo de evaluar el modelo en predecir la fractura y el comportamiento después del pico en laminados compuestos y evaluar la influencia del tamaño de la muestra . Los resultados muestran limitaciones en la predicción en la respuesta posterior a la fractura, necesitando calibrar de nuevo los parámetros clave como la resistencia al cizallamiento y redefinir una malla más adecuada.

Aquesta tesi se centra en la caracterització dels ànodes de Ni-YSZ (zirconi estabilitzat amb níquel i itria), un component fonamental de les piles de combustible d'òxid sòlid (SOFC), tant en estat fresc com envellit. Els ànodes de Ni-YSZ exerceixen un paper vital en l'oxidació del combustible i la conductivitat elèctrica, i el seu rendiment influeix enormement en l'eficiència i durabilitat de les SOFC. Amb el temps, l'exposició a altes temperatures de funcionament, les impureses del combustible i els cicles tèrmics poden degradar les propietats dels ànodes i reduir el rendiment i la fiabilitat de les piles. L'objectiu d'aquest estudi és investigar la microestructura i les propietats mecàniques d'ànodes de Ni-YSZ frescos i envellits per a comprendre millor els mecanismes de degradació i identificar les principals causes de la pèrdua d'eficiència durant el funcionament de les piles de combustible. Es van emprar tècniques avançades de caracterització, com la nanoindentación, la microscòpia electrònica d'escombratge (SEM) i la difracció de raigs X (XRD), per a avaluar els canvis en la microestructura de les superfícies dels ànodes. Aquest treball contribueix a la comprensió dels mecanismes d'envelliment dels ànodes de SOFC, proporcionant idees per al desenvolupament de materials més robustos i dissenys per a estendre la vida operativa dels sistemes SOFC.

Esta tesis se centra en la caracterización de los ánodos de Ni-YSZ (circonio estabilizado con níquel y itria), un componente fundamental de las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), tanto en estado fresco como envejecido. Los ánodos de Ni-YSZ desempeñan un papel vital en la oxidación del combustible y la conductividad eléctrica, y su rendimiento influye enormemente en la eficiencia y durabilidad de las SOFC. Con el tiempo, la exposición a altas temperaturas de funcionamiento, las impurezas del combustible y los ciclos térmicos pueden degradar las propiedades de los ánodos y reducir el rendimiento y la fiabilidad de las pilas. El objetivo de este estudio es investigar la microestructura y las propiedades mecánicas de ánodos de Ni-YSZ frescos y envejecidos para comprender mejor los mecanismos de degradación e identificar las principales causas de la pérdida de eficiencia durante el funcionamiento de las pilas de combustible. Se emplearon técnicas avanzadas de caracterización, como la nanoindentación, la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la difracción de rayos X (XRD), para evaluar los cambios en la microestructura de las superficies de los ánodos. Este trabajo contribuye a la comprensión de los mecanismos de envejecimiento de los ánodos de SOFC, proporcionando ideas para el desarrollo de materiales más robustos y diseños para extender la vida operativa de los sistemas SOFC.

Este proyecto, enmarcado en la continuidad de los esfuerzos colaborativos entre e-Plascom y Procomame, se centra en el conformado de piezas de titanio mediante técnicas de moldeo por compresión y sinterización. Como punto de partida, se utilizaron feedstocks de titanio desarrollados en un proyecto previo, los cuales presentan tres porcentajes de contenido en titanio: 58%, 60% y 62% en volumen. El objetivo principal es estudiar y optimizar las condiciones de sinterización y conformado para obtener piezas compactas de titanio con propiedades mecánicas superiores. Basándose en experiencias anteriores, se diseñaron y ejecutaron diversos ciclos térmicos de sinterización para evaluar su influencia en las propiedades finales de las piezas fabricadas. El proceso incluyó el debinding, realizado mediante solventes y calor, seguido de la sinterización, obteniendo piezas de titanio comercial grado 2. Estas fueron sometidas a pruebas de densificación, resistencia a tracción y dureza, obteniendo densificaciones de hasta un 99%, resistencias a tracción en el rango de 16 a169 MPa y valores de dureza elevados, entre 299 y 483 HV. Además, se realizaron análisis de microscopía óptica y electrónica, que revelaron tamaños de grano homogéneos y una distribución uniforme de la porosidad, dependiente del ciclo térmico aplicado. Los resultados demuestran que la variación de los parámetros de sinterización tiene un impacto directo en las propiedades microestructurales y mecánicas de las piezas.

Aquest projecte, emmarcat en la continuïtat dels esforços collaboratius entre e-Plascom i Procomame, se centra en el conformat de peces de titani mitjançant tècniques d'emmotllament per compressió i sinterització. Com a punt de partida, es van utilitzar feedstocks de titani desenvolupats en un projecte previ, els quals presenten tres percentatges de contingut en titani: 58%, 60% i 62% en volum. L'objectiu principal és estudiar i optimitzar les condicions de sinterització i conformat per a obtenir peces compactes de titani amb propietats mecàniques superiors. Basar en experiències anteriors, es van dissenyar i van executar diversos cicles tèrmics de sinterització per a avaluar la seva influència en les propietats finals de les peces fabricades. El procés va incloure el debinding, realitzat mitjançant solvents i calor, seguit de la sinterització, obtenint peces de titani comercial grau 2. Aquestes van ser sotmeses a proves de densificación, resistència a tracció i duresa, obtenint densificaciones de fins a un 99%, resistències a tracció en el rang de 16 a 169 MPa i valors de duresa elevats, entre 299 i 483 HV. A més, es van realitzar anàlisi de microscòpia òptica i electrònica, que van revelar grandàries de gra homogenis i una distribució uniforme de la porositat, dependent del cicle tèrmic aplicat. Els resultats demostren que la variació dels paràmetres de sinterització té un impacte directe en les propietats microestructurales i mecàniques de les peces.

L'objectiu d'aquest treball es el estudi del polimorfisme d'un compost orgànic anomenat orcinol. Per polimorfisme es considera la capacitat d'un determinat compost per a cristal·litzar en diferents estructures cristallines amb propietats físiques clarament diferenciades. En el estudi del polimorfisme d'aquest material s'han empleat principalment tècniques d'anàlisis diferencial en el rang de pressiones comprés entre pressió atmosfèrica i 300Mpa. També s'ha utilitzat la tècnica de RX en pols per a intentar establir la simetria cristal·lina en que solidifiquen cadascun dels polimorfs. Les mesures de anàlisis tèrmic realitzades a pressió atmosfèrica han revelat l'existència de tres polimorfs amb temperatures de fusió clarament diferenciades: : 108,87 °C, 97,06 °C i 84,24 °C que corresponen a las fusions de les fases estable I, metaestable II i supermetaestable III respectivament. A partir dels resultats obtinguts en aquestes mesures s'ha establert una relació de monotropia entre las diferents fases. Les mesures de RX a pressió atmosfèrica han permès identificar la fase I amb una fase de simetria tetragonal que havia sido publicada prèviament. Malauradament les mesures realitzades per a obtenir informació sobre les simetries de las formes metaestables no han permès obtenir resultats concloents. Finalment s'ha estudiat l'evolució dels punts de fusió de les tres fases en funció de la pressió, fet que ha permès establir el diagram PT experimental de la substancia. La pendent de la línia d'equilibri II-L es superior a la de la línia I-L prodüint-se la seva intersecció a una pressió al voltant de 270 MPa, i per tant la relació entre tots dos polimorfs es para pressions superiors a la corresponent al punto triple de enantiotropia. Respecte al comportament del polimorf III, la relació respecto a les altres fases continua essent de monotropia.

El objetivo de este trabajo es el estudio del polimorfismo, del compuesto orgánico Orcinol. Por polimorfismo se considera la capacidad de un sólido para cristalizar en diferentes formas cristalinas con propiedades físicas claramente diferenciadas. En el estudio del polimorfismo de este material se han empleado principalmente técnicas de análisis térmico diferencial en el rango de presiones comprendido entre presión atmosférica y 300 MPa.Tambien se ha recurrido a la técnica de difracción de RX en polvo para intentar establecer la red en que cristalizan los diferentes polimorfos. Las medidas de análisis térmico realizadas a presión atmosférica han revelado la existencia de tres polimorfos con temperaturas de fusión claramente diferenciadas: 108,87 °C, 97,06 °C, y 84,24 °C que corresponden a las fusiones de las fases estable I, metaestable II y supermetaestable III respectivamente. A partir de los resultados obtenidos en las anteriores medidas se ha establecido una relación monotropía entre las diferentes fases. Las medidas de RX a presión atmosférica han permitido identificar la fase I con una fase de simetría tetragonal que había sido publicada previamente. Desafortunadamente las medidas emprendidas para obtener información acerca de las simetrías de las formas metaestables no han permitido obtener resultados concluyentes. Finalmente se ha estudiado la evolución de los puntos de fusión de las tres fases en función de la presión, lo que ha permitido establecer el diagrama PT experimental de la sustancia. La pendiente de la línea de equilibrio II-L es superior a la de la línea I-L produciéndose su intersección a una presión en torno a 270 MPa, por lo que la relación entre ambos polimorfos es para presiones superiores a las del punto triple de enantiotropía. En lo que respecta al polimorfo III, la relación respecto a las otras fases continúa siendo de monotropía.