Estudio de la microestructura y propiedades magnéticas de aleaciones FeMnCu

En la primera parte de esta Tesis son presentados los resultados del estudio de la cinética de molienda, donde se investigan los efectos del tiempo de molienda sobre los parámetros estructurales e hiperfinos. En una segunda parte se presentan y discuten los resultados del efecto del contenido de Cu en las propiedades estructurares, hiperfinas y magnéticas de la aleación ternaria, empleando para ello las técnicas mencionadas a continuación. La información aportada por DRX permitió determinar las fases presentes, parámetros de red de la fase mayoritaria y el tamaño de cristalita, y cómo éstos evolucionaban al variar el contenido de Cu en las muestras. La posibilidad de realizar medidas de XAS en el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) ubicado en Campinas, Brasil permitió conocer como se distribuían los átomos en la estructura fcc, es decir, si ésta era una distribución al azar o si existían regiones ricas en un material u otro, lo que podría suceder debido a las distintas entalpías de mezcla que poseen los elementos constituyentes entre si. Además de ésto se pudo determinar la variación de la distancia a primeros vecinos con la concentración de Cu, y estudiar si existía oxidación de los metales en la aleación. Los resultados de EM a temperatura ambiente brindaron información sobre el entorno atómico de los átomos de Fe, pudiendo de esta forma determinar, por medio de modelos de ajuste, parámetros que indiquen si existen gradientes de campo eléctrico producidos por una asimetría en la distribución de carga o desdoblamientos magnéticos debido a las fases con orden magnético presentes. La incorporación substitucional de los átomos de Cu en la estructura fcc-FeMn fue seguida mediante la evolución de los parámetros hiperfinos con el contenido de dicho aleante. Para completar el estudio hiperfino se realizaron medidas empleando un criógeno de ciclo cerrado de He en el rango de temperaturas entre 300 K y 21 K. Las temperaturas características obtenidas en cada caso fueron comparadas posteriormente con las correspondientes a las medidas magnéticas realizadas. La información obtenida mediante diversas técnicas de caracterización magnética, junto con distintos modelos en los que se estudian la evolución de los parámetros obtenidos, brindan un amplio panorama de la respuesta estructural y magnética del sistema.Facultad de Ciencias Exacta

Laboratorio de Física I en la virtualidad

En la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), la materia Física I se dicta integrando teoría, práctica y laboratorio. Los laboratorios son una parte esencial en el proceso de aprendizaje de los contenidos, y por lo tanto deben ser adaptados a las situaciones que nos atañen, actualmente, la virtualidad. Por lo general, los alumnos suelen tener dificultades para relacionar la teoría y la práctica con la realidad cotidiana. Una de las principales razones para esto es que la teoría pareciera a veces estar alejada de la realidad, y que los conceptos dados no son realmente aplicables. Por este motivo, se ha decidido a pesar de las dificultades que impone la no presencialidad, continuar realizando algunos laboratorios los cuales han sido adaptados para ser llevados a cabo con materiales de fácil acceso, como es el caso de la experiencia de la Ley de Hooke que se describe en este trabajo. El mismo consiste en crear un dispositivo empleando bandas elásticas, elásticos o resortes, y que los estudiantes realicen una serie de mediciones con el fin de determinar la constante elástica del material, así como estudiar el comportamiento del mismo en distintas configuraciones (serie y paralelo). Dicha tarea fue realizada por grupos de estudiantes de la cátedra durante el 2do semestre de 2020 habiéndose obtenido una muy buena recepción por parte de los mismos, además de resultados acordes con los vistos en la teoría. En particular, en este artículo se presenta el trabajo y resultados obtenidos por uno de los grupos el cual a modo de experiencia piloto fue evaluado por competencias. Esta experiencia fue realizada utilizando las estrategias de aprendizaje basado en el problema y un proceso de evaluación por competencias, adaptado a la virtualidad, lo cual se explica a lo largo del artículo. También se citan en las referencias los autores en los cuales se basa el marco teórico. En el trabajo se describe la experiencia que realizaron los estudiantes. Finalmente, se analiza el proceso, los resultados y su impacto en el aprendizaje.Facultad de Ingenierí

Inorganically coated colloidal quantum dots in polar solvents using a microemulsion-assisted method

The dielectric nature of organic ligands capping semiconductor colloidal nanocrystals (NCs) makes them incompatible with optoelectronic applications. For this reason, these ligands are regularly substituted through ligand-exchange processes by shorter (even atomic) or inorganic ones. In this work, an alternative path is proposed to obtain inorganically coated NCs. Differently to regular ligand exchange processes, the method reported here produces core–shell NCs and the removal of the original organic shell in a single step. This procedure leads to the formation of connected NCs resembling 1D worm-like networks with improved optical properties and polar solubility, in comparison with the initial CdSe NCs. The nature of the inorganic shell has been elucidated by X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES), Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The 1D morphology along with the lack of long insulating organic ligands and the higher solubility in polar media turns these structures very attractive for their further integration into optoelectronic devices.Facultad de Ciencias ExactasInstituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Confined gold nanoparticles enhance the detection of small molecules in label-free impedance aptasensors

A controlled architecture of nanoelectrodes, of a similar size to small molecule-binding aptamers, is synthesized inside nanoporous alumina. Gold nanoparticles with a controlled size (about 2 nm) are electrogenerated in the alumina cavities, showing a fast electron transfer process toward ferrocyanide. These uncapped nanoparticles are easily modified with a thiol-containing aptamer for label-free detection of adenosine monophosphate by electrochemical impedance spectroscopy. Our results show that the use of a limited electrical conducting surface inside an insulating environment can be very sensitive to conformational changes, introducing a new approach to the detection of small molecules, exemplified here by the direct and selective detection of adenosine monophosphate at the nanomolar scale.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

LiFePO4 CO-dopado con rGO como material catódico para baterías de ion Li: caracterización xas en condiciones "in operando"

Los estudios recientes en baterías de ion Li están dedicados a entender los procesos que se generan en la interfaz electrodo/electrolito los cuales son cruciales en la litiación/delitiación. En general, el mecanismo de intercalación de estos iones está gobernado por procesos que ocurren de manera homogénea y en diferentes escalas de tamaño, que van desde micrones hasta unos pocos nanómetros, por lo tanto, los estudios in operando surgen como una excelente forma de comprender los mecanismos que originan estos procesos. Dentro de las técnicas de rayos X, la absorción es una excelente candidata debido a que es químicamente selectiva y posee una alta sensibilidad para determinar el estado de oxidación de los átomos absorbentes. En este trabajo se sintetizaron materiales activos para cátodos, de la familia del LiFePO4 (LFP), utilizando diferentes estrategias con la incorporación de compuestos a base de carbono. Mediante estudios de caracterización avanzados (XANES in operando) se correlacionó la estructura y las características químicas de los cátodos con su capacidad de carga y estabilidad.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

EXAFS and DFT study of the cadmium and lead adsorption on modified silica nanoparticles

Silica nanoparticles of 7 nm diameter were modified with (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) and characterized by CP-MAS 13C and 29Si NMR, FTIR, zeta potential measurements, and thermogravimetry. The particles were shown to sorb successfully divalent lead and cadmium ions from aqueous solution. Lead complexation with these silica nanoparticles was clearly confirmed by EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) with synchrotron light measurements. Predicted Pb–N and Pb–C distances obtained from quantum-chemical calculations are in very good agreement with the EXAFS determinations. The calculations also support the higher APTES affinity for Pb2+ compared to Cd2+.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasCentro de Investigaciones ÓpticasCentro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale

Unexpected compositional and structural modification of CoPt<SUB>3</SUB> nanoparticles by extensive surface purification

We combined synchrotron small angle X-ray scattering, X-ray fluorescence and extended X-ray absorption fine structure spectroscopy to probe the structure of chemically synthesized CoPt3 nanoparticles (NPs) after ligand removal via the commonly accepted solvent/nonsolvent approach. We showed that the improved catalytic activity of extensively purified NPs could not be explained only in terms of a “cleaner” surface. We found that extensive surface purification results in the substantial leaching of the Co atoms from the chemically synthesized CoPt3 NPs transforming them into CoPt3/Pt core/shell structures with an unexpectedly thick (∼0.5 nm) Pt shell. We indicated that the improved catalytic activity of extensively purified NPs in octyne hydrogenation reaction can be explained by the formation of CoPt3/Pt core/shell structures. Also, we demonstrated that drastic compositional and structural transformation of water transferred CoPt3 NPs was rather a result of extensive removal of native ligands via a solvent/nonsolvent approach than leaching of cobalt atoms in aqueous media. We expect that these findings can be relevant to other transition metal based multicomponent NPs.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

LiFePO4 CO-dopado con rGO como material catódico para baterías de ion Li: caracterización xas en condiciones "in operando"

Los estudios recientes en baterías de ion Li están dedicados a entender los procesos que se generan en la interfaz electrodo/electrolito los cuales son cruciales en la litiación/delitiación. En general, el mecanismo de intercalación de estos iones está gobernado por procesos que ocurren de manera homogénea y en diferentes escalas de tamaño, que van desde micrones hasta unos pocos nanómetros, por lo tanto, los estudios in operando surgen como una excelente forma de comprender los mecanismos que originan estos procesos. Dentro de las técnicas de rayos X, la absorción es una excelente candidata debido a que es químicamente selectiva y posee una alta sensibilidad para determinar el estado de oxidación de los átomos absorbentes. En este trabajo se sintetizaron materiales activos para cátodos, de la familia del LiFePO4 (LFP), utilizando diferentes estrategias con la incorporación de compuestos a base de carbono. Mediante estudios de caracterización avanzados (XANES in operando) se correlacionó la estructura y las características químicas de los cátodos con su capacidad de carga y estabilidad.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada