Ostwald Ripening of Platinum Nanoparticles Confined in a Carbon Nanotube/Silica-Templated Cylindrical Space

Sintering of nanoparticles mediated by an Ostwald ripening mechanism is generally assessed examining the final particle size distributions. Based on this methodology, a general approach for depositing platinum nanoparticles onto carbon nanotubes in solution has been employed in order to evaluate the sintering process of these metallic nanoparticles at increasing temperatures in a carbon nanotube/silica-templated confined space

Optical characterization of absorbent solar coating obtained from different nanoestructured pigments

En este trabajo se propone investigar la influencia de la composición química de pigmentos nanoestructurados obtenidos por métodos de combustión en las propiedades ópticas de recubrimientos en particular en la absorbancia solar (l entre 300 y 2500 nm). Se propone la obtención de recubrimientos absorbentes solares formados por pinturas alquídicas formuladas con los mismos ingredientes y proporciones, excepto el pigmento absorbente y aplicadas sobre superficies metálicas previamente preparadas de acero galvanizado (zincalum).Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Modelo Conceptual Geotermico Preliminar del Volcán Socompa, Departamento de los Andes, Provincia de Salta, Argentina

Fil: Conde Serra, A. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Seggiaro, R. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Apaza, F. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas - Universidad Nacional de Salta; Argentina.Fil: Castro Godoy, S. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Marquetti, C. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Masa, S. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Cozzi, G. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Tecnología Minera; Argentina.Fil: Carrizo, N. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Azcurra, D. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Carballo, F. Servicio Geológico Minero Argentino. Instituto de Geología y Recursos Minerales; Argentina.Fil: Lelli, M. Consiglio Nazionale delle Ricerche. Istituto di Geoscienze e Giorisorse; Italia.Fil: Raco, B. Consiglio Nazionale delle Ricerche. Istituto di Geoscienze e Giorisorse; Italia.Fil: Guevara, L. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Nacional de Geología Isotópica. Departamento de Geofísica; Argentina

Synthesis and characterization of carbon nanotubes-inorganic hybrid nanocomposites

En este resumen se pretende ofrecer una visión global del trabajo que se describe a lo largo de los capítulos que conforman la presente tesis. En ella se ha llevado a cabo la funcionalización de nanotubos de carbono (CNT) con diferentes clases de nano-materiales y la caracterización de las propiedades eléctricas, mecánicas y electro-mecánicas de estos compuestos. Los materiales híbridos obtenidos en este trabajo presentan propiedades de interés por su utilidad en diversas aplicaciones. Objetivo El principal objetivo de esta tesis se centra en la síntesis de compuestos híbridos nanoestructurados basados en nanotubos de carbono (CNTs) y en el estudio de sus propiedades eléctricas, magnéticas, mecánicas y electro-mecánicas. Tanto los CNTs como las películas y fibras formadas con ellos son utilizados como soportes ¿templates¿ para deposición de diferentes materiales orgánicos o inorgánicos, debido a sus excelentes propiedades intrínsecas; las cuales dependen de su estructura unidimensional. La funcionalización de CNTs con distintas clases de nanomateriales hace que estos nanocompuestos híbridos tengan propiedades adicionales, haciendo posible su uso en un amplio rango de aplicaciones. De esta forma, podemos dividir este trabajo en cuatro partes principales: El capítulo 2 se centra en la síntesis de materiales nanoestructurados de CNTs recubiertos con nanopartículas (NPs) de Pt y una capa de sílice homogénea, así como en el estudio del proceso de sinterizado de NPs a altas temperaturas. El proceso de sinterizado de nanopartículas responde a un mecanismo de “Ostwald ripening” que se produce en un nano-espacio confinado al estar encapsulado el nanocompuesto hibrido por una capa homogénea de sílice, la cual es estable a alta temperatura. El capítulo 3 se centra en la modificación de transporte eléctrico en películas de CNTs dependiendo del número de capas de polielectrolito (PE) depositadas en la superficie de CNTs. La combinación de la funcionalización no-covalente de CNTs con polímeros y la técnica de ensamblado LbL (capa-por-capa) permiten controlar el número de capas de PEs depositadas en la superficie de los CNTs. Las redes de CNTs son ideales debido a su fácil manipulación, que permite la modificación de propiedades eléctricas y del poder termoeléctrico. Así estas películas de CNTs podrían ser aptas para la fabricación de transistores plásticos en los que el recubrimiento de polímero puede actuar como puerta dieléctrica. El capítulo 4 describe las estrategias sintéticas de películas magnéticas de CNTs, destacando el control de transporte electrónico en dichas redes a través del material magnético. Los CNTs son primeramente funcionalizados con nanopartículas catalíticas siendo claves en la formación de material magnético. Estas películas híbridas combinan propiedades eléctricas y magnéticas haciendo que sean muy interesantes para su uso en almacenamiento de datos. Las medidas de conductividad, efecto Seebeck y magneto-resistencia realizadas permiten evaluar los fenómenos de transporte en tales redes. El capítulo 5 se centra en el uso de redes de CNTs oxidados como soportes para la nucleación de hidroxiapatita. Debido a su alta relación de aspecto similar a las fibras de colágeno y a su gran resistencia, los CNTs son buenos candidatos como material de refuerzo para su aplicación en ingeniería de tejido óseo. El proceso de biomineralización en CNTs se estudia con dos fluidos simulados, demostrando el rol de los CNTs en la orientación del crecimiento de cristales de Ca-P. El capítulo 6 describe la síntesis y la caracterización de microactuadores electromecánicos basados en CNTs. La elongación o contracción de los nanotubos de carbonos de una sola capa (SWNTs) ocurre como forma de respuesta a la inyección de carga de doble capa en la superficie de los mismos. Las diferentes funcionalizaciones de fibras de CNTs llevadas a cabo aportan mejoras en las propiedades mecánicas relacionadas con fenómenos de fuerza y relajación de los materiales estudiados.The aim of the work presented in this thesis comprises the synthesis of hybrid nanostructured composites based on carbon nanotubes (CNTs), as well as the study of their electrical, magnetic, mechanical and electro - mechanical properties. CNTs and assemblies of nanotub es such as CNT networks and CNT fibers are used as templates due to their excellent intrinsic structure - dependent properties. The functionalization of CNT supports with different kinds of nanomaterials gives additional properties to the hybrid CNT composit es making possible their use in a wide range of applications.So, we can divide this work in four main parts: Chapter 2 focuses on the synthesis of nanostructured materials of CNTs doped with platinum nanoparticles coated with a homogeneous silica shell an d the study of the nanoparticle sintering process at higher temperatures. The nanoparticle sintering responds to an Ostwald ripening mechanism in a confined cylindrical nano - space of the encapsulated composites. Chapter 3 covers the tuning of the electron transport in CNT films through the number of polyelectrolyte (PE) layers deposited onto the CNTs surface. The combination of the non - covalent CNT polymer wrapping and the Layer - by - Layer self - assembly are suitable techniques to get control over the number o f PE - layers deposited onto the CNTs surface. CNT networks are ideal because of their easier manipulation allowing as well the tuning of the electric properties and thermoelectric power . Therefore, these CNT films are suitable for the fabrication of CNT pla stic transistors where the polymer coating can act as a dielectric gate. Chapter 4 describes the synthetic strategies of magnetic CNT films, pointing out the control of the electronic transport in the nanotube network by the magnetic material. Herein, CNTs are extra functionalized with catalytic NPs which play a crucial role in the formation of magnetic material. These hybrid CNT films combine electric and magnetic properties making them interesting for storage data applicatio ns. So, conductivity, Seebeck effect and magnetoresistance are used as sensitive tools to assess the transport phenomena in these networks. Chapter 5 comprises the use of oxidized CNTs as scaffolds for the nucleation of hydroxyapatite. Due to their unique structure - dependent mechanical properties, their high aspect ratio, high strength similar to collagen fibrils, CNTs are promising candidates as reinforcing material for bone tissue engineering. The biomineralization process on the CNTs is studied with two simulated fluids demonstrating the role of CNTs in the growth orientation of Ca - P crystals. Chapter 6 describes the synthesis and characterization of carbon nanotube - based electromechanical micro - actuators. The elongation or contraction of SWNTs occurs in response to a double - layer charge injection at the nanotube surface. The different functionalization of the CNT fibers provides improvements of actuator properties regarding the stress relaxation of the investigated materials

Characterisation of commercial Li‐ion batteries using electrochemical impedance spectroscopy

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade de Vigo/CISUGElectrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to characterize commercial cylindrical Li-ion cells under different state-of-charge (SOC) conditions and up to 300 charge/discharge cycles to monitor state-of-health (SOH) status. The study included the effect of temperature to access better resolution of the time constants related to the redox reactions at the electrodes. The EIS in the 10 kHz–1 mHz frequency range allowed the elaboration of a comprehensive electrical equivalent that incorporated the geometry of the cell and the electrochemical processes occurring at the anode and cathode active material. The fitting procedure of the experimental EIS data to the equivalent circuit produced parameter values that can be used to assess the SOC and SOH of the cell. In the study example, early detection of cell degradation can be obtained using the evolution of Li+ diffusion resistance through the solid electrolyte interface (SEI) layer.Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades | Ref. RTC-2017-6519-

Wet-Spun Bioelectronic Fibers of Imbricated Enzymes and Carbon Nanotubes for Efficient Microelectrodes

The electrical connection of enzymes and microelectrodes is usually achieved through the direct deposition of biomoleculesat the electrode surface. Optimization of this interface can be achieved by using conductive nanomaterials such as carbonnanotubes, by adding shuttles of electrons, and/or by tuning the geometry of the electrode. However, immobilized enzymesremain essentially located at the outer surface of the electrode, thereby limiting the current density of the devices. A singlestep,scalable wet-spinning approach that allows the fabrication of microfibers into which enzymes and carbon nanotubes are imbricated in the core of the fiber is reported in this work. The efficiency of these bioelectronics fibers is tested in the enzymatic reduction of O2 and glucose oxidation. The presented microelectrodes exhibit a significantly enhanced activity compared to surface-coated microelectrodes, while preserving all of the advantages of microelectrodes in terms of miniaturization and spatiotemporal resolution.Ingénierie de matériaux poreux et d'enzymes pour le développement de biopilesAdvanced Materials by DesignInitiative d'excellence de l'Université de Bordeau

Carbon Nanotube Microfiber Actuators with Reduced Stress Relaxation

Assembling carbon nanotubes (CNTs) into robust macroscopic structures remains the main challenge to efficiently exploit their electromechanical properties in actuator applications. CNT-based actuators generally suffer from creep and stress relaxation due to poor interactions between the assembled CNTs. In order to overcome this limitation, a new class of porous single wall CNT microfiber electrodes is here proposed. The present fibers are produced by a wet spinning process and generate a mechanical stress when they are stimulated at low voltage (∼1 V) in a liquid electrolyte. The used fabrication process enables the inclusion of small amounts of chemically cross-linked polymer such as poly(vinyl alcohol) within the fibers. The presence of cross-linked polymer limits the sliding of nanotubes with respect to each other, without sacrificing the porosity and electrical conductivity of the fibers. As a result, stress relaxation is greatly reduced. The fibers generate a negative stress (propensity to expand) when a positive or negative voltage is applied......Ingénierie de matériaux poreux et d'enzymes pour le développement de biopilesMINECO-SpainINBIOMED-FEDE

Surface-enhanced Raman scattering biomedical applications of plasmonic colloidal particles

This review article presents a general view of the recent progress in the fast developing area of surface-enhanced Raman scattering spectroscopy as an analytical tool for the detection and identification of molecular species in very small concentrations, with a particular focus on potential applications in the biomedical area. We start with a brief overview of the relevant concepts related to the choice of plasmonic nanostructures for the design of suitable substrates, their implementation into more complex materials that allow generalization of the method and detection of a wide variety of (bio)molecules and the strategies that can be used for both direct and indirect sensing. In relation to indirect sensing, we devote the final section to a description of SERS-encoded particles, which have found wide application in biomedicine (among other fields), since they are expected to face challenges such as multiplexing and high-throughput screening