Influence of layer microstructure on the double nucleation process in Cu/Mg multilayers

We have investigated by differential scanning calorimetry the thermal evolution of Cu/Mg multilayers with different modulation lengths, ranging from 7/28 to 30/120 nm. The Cu and Mg layers were grown by sequential evaporation in an electron beam deposition system. The phase identification and layer microstructure were determined by cross-section transmission electron microscopy, Rutherford backscattering, and scanning electron microscopy with focused ion beam for sample preparation. Upon heating, the intermetallic CuMg2 forms at the interfaces until coalescence is reached and thickens through a diffusion-limited process. Cross-section transmission electron microscopy observations show a distinct microstructure at the top and bottom of the as-prepared Mg layers, while no significant differences were seen in the Cu layers.We show that this effect is responsible for the observed asymmetry in the nucleation process between the Cu on Mg and the Mg on Cu interfaces. By modeling the calorimetric data we determine the role of both interfaces in the nucleation and lateral growth stages.We also show that vertical growth proceeds by grain development of the product phase, increasing significantly the roughness of the interfaces.Spanish Ministry of EducationDirecció General de Recerca of the Generalitat of CataloniaHungarian National Science Fun

Increased Cysteine Availability is Essential for Cadmium Tolerance and Accumulation in Arabidopsis Thaliana

Employing genetic transformation using an Atcys-3A cDNA construct expressing the cytosolic O-acetylserine(thiol)lyase (OASTL), we obtained two Arabidopsis lines with different capabilities for supplying cysteine under metal stress conditions. Lines 1-2 and 10-10, grown under standard conditions, showed similar levels of cysteine and glutathione (GSH) to those of the wild-type. However, in the presence of cadmium, line 10-10 showed significantly higher levels. The increased thiol content allowed line 10-10 to survive under severe heavy metal stress conditions (up to 400M of cadmium in the growth medium), and resulted in an accumulation of cadmium in the leaves to a level similar to that of metal hyperaccumulator plants. Investigation of the epidermal leaf surface clearly showed that most of the cadmium had accumulated in the trichomes. Furthermore, line 10-10 was able to accumulate more cadmium in its trichomes than the wild-type, whereas line 1-2 showed a reduced capacity for cadmium accumulation. Our results suggest that an increased rate of cysteine biosynthesis is responsible for the enhanced cadmium tolerance and accumulation in trichome leaves. Thus, molecular engineering of the cysteine biosynthesis pathway, together with modification of the number of leaf trichomes, may have considerable potential in increasing heavy metal accumulation for phytoremediation purposes.Dirección General de InvestigaciónJunta de Andalucí

Uso de microfluorescencia de rayos X y otras técnicas nucleares no destructivas para el estudio de joyas y metales arqueológicos

Hoy en día, el estudio de objetos antiguos de metal incluye el análisis por medio de métodos físico-químicos no destructivos desarrollados en las décadas pasadas. Uno de los parámetros más importantes que deben conocerse de una muestra es su composición química, ya que esta información contribuye significativamente a la determinación de varias suposiciones y a la respuesta de muchas preguntas que surgen mientras se estudia un objeto de gran valor histórico. La fluorescencia de rayos X es una técnica bien conocida y muy empleada en el análisis elemental de objetos antiguos de metal y el nuevo desarrollo del microhaz focalizado de rayos X descrito en este texto incrementa su adecuación para el estudio de técnicas antiguas de fabricación y decoración. Esta técnica de análisis superficial se complementa con la técnica de transmisión de rayos gamma, que ha sido utilizada para la estimación de la composición en el interior de monedas de plata-cobre y objetos realizados en otras aleaciones del cobre. Describimos también el sistema de microfluorescencia confocal portátil desarrollado por nuestro Grupo para la obtención de perfiles en profundidad de forma no destructiva.The study of ancient metal artefacts includes nowadays the non-destructive analysis by means of chemical-physical methods developed in the past decades. One of the most important parameters to be known from a sample is its chemical composition, as this information significantly contributes to the determination of several assumptions and to the response of many questions arisen from the study of a valuable heritage object. X-ray fluorescence is a well-known technique very much employed for the elemental analysis of ancient metal artefacts and the new implementation of a microfocused X-ray beam described in this text increases its applicability for the study of manufacture and decorative ancient techniques. This surface analytical method is complemented with the Gamma Ray Transmission technique, which has been employed in the bulk composition estimation of silver-copper coins and other copper based alloy samples. We also describe a portable confocal microfluorescence system developed by our Group to obtain non-destructive depth profiles.Ministerio de Economía y Competitividad (España) HAR2012-33002Ministerio de Economía y Competitividad (España) HAR2015-67113-PJunta de Andalucía P09-HUM454

Nuevo sistema portátil de micro-fluorescencia de rayos X basado en óptica de policapilares para aplicaciones en Patrimonio Cultural

Ministerio de Ciencia e Innovación (España) HAR2009-07449Junta de Andalucía P09-HUM454

Protagonismo del mentor en una actividad tutorial de carácter multidisciplinar en Ingeniería

XIX Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas : Barcelona, 6 a 8 de julio de 2011En la Escuela Politécnica Superior (EPS) de la Universidad de Sevilla se ha trabajado, por tercer curso consecutivo, en un Plan de Acción Tutorial desarrollado por 16 profesores tutores y 20 alumnos mentores de 5 titulaciones de Ingeniería Técnica. El objetivo perseguido en este curso ha sido potenciar actividades que han surgido del propio albedrío de los alumnos mentores, lo que ha dado como resultado la realización de una serie de actividades de mentoría motivadas y dirigidas desde el principio por los alumnos mentores. La actividad conjunta de todos ellos ha llevado a organizar unos subgrupos de mentorías en función de determinadas características del alumnado de primer curso (deportistas, trabajadores, becarios de otras universidades…), a realizar reuniones presenciales de mentores para puesta a punto de estas actividades así como de puesta al día de los resultados que se iban consiguiendo, además de organizar una segunda captación de mentorizados tras las notas del primer cuatrimestre, y la protagonización de una Jornada de Mentoría al final del curso.A third edition with 16 tutorial lecturers and 20 tutorial students from five different degrees (Technical Engineering of the Polytechnical School, EPS, at University of Seville) in a Tutorial Plan development, has been prepared. During the present year, the main characteristic has been a serial of mentoring actions motivated and directed by these mentors. This activity has been organized considering several subgroups of mentoring depending on special characteristics in first year students (sportsplayers, workers, grant holders from other universities…), moreover the organization of a second recruiting of new students after the first term marks, updating meetings for mentors only, and to be main figures in a Congress on Mentoring at the end of the academic year

Caracterización y modificación de materiales de interés tecnológico e industrial mediante técnicas nucleares

Las técnicas nucleares que utilizan haces de partículas para análisis, caracterización o modificación de materiales (técnicas deIon Beam Analysis ó IBA) vienen siendo empleadas con notable éxito en los últimos 15 años en distintos campos de aplicación (arqueometría, biología, medioambiente, etc.). Especialmente relevante ha sido su impacto en el análisis y fabricación de nuevos materiales de interés tecnológico e industrial. La alta sensibilidad, relativo bajo costo y carácter no destructivo de estas técnicas, entre otras características, han permitido su implantación en un notable número de laboratorios, que han ido desviando sus líneas de trabajo desde la Física Nuclear Básica hacia temas interdisciplinarios. A su vez, los grupos de Ciencias de materiales han ido sacando mayor provecho de sus excepcionales potencialidades, pudiéndose decir hoy en día que las técnicas nucleares han sido plenamente incorporadas a la metodología de los grupos más competitivos de esta dinámica área de investigación. El presente trabajo se enmarca dentro de un ambicioso proyecto de colaboración entre varias universidades y centros de investigación europeos (Universidad de Sevilla,Universidade de Lisboa, Instituto Tecnológico e Nuclearen Sacavém (Portugal), el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla y elLaboratoire pour l’Utilisation du Rayonnement Electromagnétique en Orsay (Francia)) y la industria siderometalúrgica (ACERINOX, S.A.), que ha sido financiado por la Unión Europea a través de la Comisión Europea del Carbón y del Acero (convenio nº 7210-MA/948, MA/950). Gracias a esta cooperación, se ha conseguido diseñar y poner a punto un procedimiento de bajo costo y fácilmente aplicable en el ámbito industrial, que permite el aumento de la temperatura de servicio de una aleación comercial bien conocida y ampliamente implantada en el mercado, como es el acero inoxidable austenítico AISI-304. El método desarrollado aprovecha el todavía poco entendido efecto de los elementos reactivos, conocido por sus siglas inglesas REE (Reactive Element Effect). Con la intención de aproximarse a la comprensión de este efecto, se ha hecho uso de una gran variedad de técnicas analíticas, que van desde las tradicionales microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, EDX, difracción de rayos X, XPS, AES, DRIFTS, etc., hasta las simulaciones de dinámica molecular, pasando por las técnicas de haces de iones, objeto principal de las siguientes páginas. Fruto de dichos estudios son, además, los numerosos trabajos publicados y las varias tesis doctorales presentadas [1][2][3][4], que concluyen con esta tesis. En esta memoria se profundiza en el estudio de los mecanismos que provocan el REE y que conducen a la mejora de la oxidación a alta temperatura del acero AISI-304. El REE se traduce en una mejora considerable de la resistencia a la oxidación a alta temperatura de ciertos materiales metálicos y aleaciones, cuando se añaden pequeñas cantidades de ciertos elementos como Y, Ce, La, Sm, Hf, Zr, Nd, etc. Este efecto es conocido desde 1937 y aún no existe ninguna teoría ni modelo que lo explique de forma completa. Para la consecución técnica del REE se encuentran diversas posibilidades, pero son muy pocas y caras las aleaciones comerciales que aprovechan este efecto, debido principalmente al elevado coste de los procesos de producción existentes. Para mejorar el comportamiento refractario del acero inoxidable AISI-304, se va a inducir el efecto de los elementos reactivos mediante la adición de lantano y cerio (tierras raras baratas y fáciles de encontrar) a su superficie. La aplicación de lantano usando diversos procedimientos, permitirá calibrar y poner a punto las técnicas IBA de espectrometría de retrodispersión Rutherford (RBS) y de análisis por reacciones nucleares (NRA) para su aplicación al estudio de la oxidación de los aceros. Esto permitirá la aplicación inmediata de estas técnicas al estudio de la mejora de la resistencia a la oxidación del AISI-304 por adición superficial de cerio, ya sea mediante pirólisis de aerosoles o mediante la implantación de iones Ce+. Este trabajo puede ser considerado pionero en la combinación de las técnicas RBS y NRA en el estudio de la oxidación de aceros. Tras efectuar una introducción a los fenómenos que van a ser estudiados y a las técnicas experimentales utilizadas, se verá cómo el lantano es capaz de producir dicho efecto en el acero inoxidable AISI-304 cuando es simplemente aplicado sobre la superficie en forma de solución acuosa de nitrato de lantano, y permitirá establecer las ventajas de la técnica de RBS frente a otras técnicas analíticas tradicionales, como la espectroscopía de electrones Auger (AES) y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, XPS. A continuación se estudiará la aplicación superficial de lantano mediante un procedimiento de pirólisis de aerosoles, y su efecto en la oxidación a alta temperatura del AISI-304. Para profundizar en el estudio de la mejora de la oxidación, se procederá a la incorporación de cantidades muy precisas de lantano a una profundidad determinada mediante implantación iónica. La implantación producirá también otros efectos que serán ampliamente estudiados y discutidos. Todo el conocimiento y la experiencia adquiridos a través de los estudios con lantano, serán aplicados a la mejora de la oxidación mediante la adición de cerio por pirólisis de aerosoles y por implantación iónica. Con los resultados obtenidos, se procederá a realizar una discusión global, estableciendo las diferencias y semejanzas entre los efectos que induce la aplicación de lantano y la de cerio, y entre los distintos procedimientos empleados, y adelantando tesis e hipótesis que podrían contribuir al esclarecimiento del efecto de los elementos reactivos. Finalmente, se resumirán todas las conclusiones a las que se ha llegado en la presente tesis

Estudio arqueométrico mediante análisis petrográfico y químico de dos esculturas romanas del Museo de Riotinto (Huelva)

Se recogen los resultados de los análisis de mármoles de dos esculturas romanas talladas en mármol blanco y de afloramientos naturales del sur de la península ibérica con la intención de poder designar las canteras de abastecimiento. Se han realizado análisis mineralógicos mediante DRX y estudio petrográfico de láminas delgadas de muestras de afloramientos marmóreos y de las esculturas. Mediante PIXE se han determinado las concentraciones de Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Ba y Pb. Los resultados obtenidos han sido muy variados, lo cual dificulta una fácil designación