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U n i v e r s i d a d A u t ó n o m a d e S a n L u i s P o t o s í F a c u l t a d d e C i e n c i a s

Programas Analíticos de la Ingeniería en Nanotecnología y Energías Renovables .

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APLICACIONES NANO A ENERGIAS RENOVABLES A) NOMBRE DEL CURSO: APLICACIONES NANO A ENERGÍAS RENOVABLES B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO

Semestre Horas de teoría por semana

Horas de práctica por semana

Horas trabajo adicional

estudiante

Créditos

VII 4 1 3 8

C) OBJETIVOS DEL CURSO

Objetivos generales

Al finalizar el curso el estudiante: Explicará los métodos principales de aplicación de la nanotecnología,

exponiendo sus ventajas, en las ERs. Identificará los diversos procesos físicos y químicos que se llevan a cabo en

dichas aplicaciones. Describirá las ERs en las cuales se aplica o se podrán tener aplicaciones de la

nanotecnología. Aplicará estos conocimientos para proponer adicionales aplicaciones potenciales.

Identificará las aplicaciones actuales y las potenciales de las nanoestructuras en las ERs.

Con lo cuál desarrollará su competencia para: Razonar a través del establecimiento de relaciones coherentes y

sistematizables entre la información derivada de la presente materia y sus modelos explicativos derivados de los campos científicos.

Aprender a aprender y para adaptarse a los requerimientos cambiantes del contexto a través de habilidades de pensamiento complejo: Análisis, problematización y contextualización,

Asimilar y transmitir conocimientos básicos del uso de las nanotecnologías y su aplicación a las ERs.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería que involucre el uso de las nanoestructuras.

Plantear, analizar y resolver problemas referentes al uso de la Nanotecnología y las ER, mediante la utilización de las diferentes propiedades de los sistemas nanoestructurados.

Aplicar conocimientos teóricos de Física y Química en el estudio las técnicas de fabricación de nanoestructuras y de dispositivos con aplicaciones en ERs.

Objetivos específicos

Unidades Objetivo específico 1. Introducción y Conceptos.

Describir y ejemplificar las aplicaciones existentes y potenciales de la nanotecnología en las diferentes formas de energías renovables.

2. Celdas Fotovoltaicas.

Describir los diversos enfoques de la nanotecnología que potencializan los alcances de la tecnología fotovoltaica actual.



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3. Almacenamiento de Hidrógeno.

Definir las propiedades principales de nano partículas que las hacen aptas para el almacenamiento y recuperación de Hidrógeno con aplicaciones en energías renovables.

4. Materiales ligeros basados en nano-compuestos.

Describir a detalle las propiedades físicas más relevantes de los compuestos ultraligeros compuestos de nanomateriales. Describir las diferentes aplicaciones de estos compuestos en la generación de energía eólica.

5. Baterías. Definir el concepto de “batería” y enumerar sus posibles tipos en base al tipo de nanoestructuras utilizadas. Describir los métodos de síntesis y las principales propiedades de estos sistemas.

6. Celdas solares tipo Gratzel

Enumerar las diferentes aplicaciones y usos potenciales de llamadas celdas solares del tipo Grätzel. Describir las propiedades que los hacen particularmente útiles en cada caso.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1. . Introducción y Conceptos. 14

1.1 Nanopartículas en aplicaciones fotovoltaicas. 2

1.2 Celdas de energía utilizando materiales nanoestructurados. 2

1.3 Mejoramiento de dispositivos de emisión de luz utilizando nanotecnología. 4

1.4 Nanocatálisis. 3

1.5 Aspectos ambientales de la Nanotecnología. 3

Unidad 2. Celdas Fotovoltaicas. 12

2.1 Nuevas posibilidades de usar nanopartículas en celdas convencionales para aumentar la eficiencia.

6

2.2 El problema de mejorar la eficiencia cuando se utilizan nanopartículas embebidas en un material.

6

Unidad 3. Almacenamiento de Hidrógeno. 12

3.1 Nanopartículas que atrapan Hidrógeno. 4

3.2 Forma de almacenamiento de Hidrógeno. 4 3.3 Recuperación de Hidrógeno. 4

Unidad 4. Materiales Ligeros basados en nano-compuestos. 14

4.1 Alabes ligeros para molinos eólicos. 4



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4.2 Materiales ligeros con propiedades resistentes. 4

4.3 Posibles aplicaciones. 6

Unidad 5. Baterías 14

5.1 Nuevos tipos de baterías nanoestructuradas. 7

5.2 Extracción de energía en baterías nanoestructuradas. 7

Unidad 6. Celdas solares tipo Gratzel. 14

6.1 Introducción. 4

6.2 Nanopartículas de TiO2 embebidas en Polímeros Electrolítico. 3

6.3 Otras nanopartículas que funcionan con celdas Graetzel. 3

6.4 Eficiencia de las Celdas Graetzel. 4

Lecturas y otros recursos

Lectura correspondiente de los capítulos los libros de texto básicos, complementarios y sitios en internet. El profesor podrá entregar material adicional si así lo considera adecuado.

Métodos de enseñanza Además de la exposición por parte del profesor de los temas claves de la unidad, se recomienda integrar los enfoques de aprendizaje basados en problemas y en proyectos.

Se recomienda que al inicio de cada unidad el profesor especifíque las secciones o contenidos de las referencias a utilizar.

Al final de cada unidad el profesor presentará un compendio que estructure, de coherencia y unifique los conocimientos recien adquiridos.

El profesor encargará la resolución de problemas, por grupos de estudiantes (se recomiendan grupos pequeños de 3-4 estudiantes), que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las competencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.

Actividades de aprendizaje

Resolución de ejercicios en el pizarrón por parte de los alumnos. Tareas individuales de resolución de problemas del libro de texto. Elaboración de proyectos en forma grupal. Resolución de problemas en forma grupal.



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E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como aprendizaje basado en proyectos y aprendizaje basado en problemas. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos resolver problemas o entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales: desarrollo de temas clave, introducción de los temas del cual se encargarán proyectos y problemas, exposición de cuadros que resuman y unifiquen el material de cada unidad.

Uso de las TIC: asesoramiento a distancia mediante comunicación vía internet, enriquecimiento de material mediante páginas web que clarifiquen y amplíen (con recursos como videos, imágenes) los temas del curso. En lo posible, crear un sitio en internet especial para la materia, en el cuál el profesor pueda administrar tareas ó calificaciones y se pueda reunir información adicional sobre los temas del curso (enlaces a videos, revistas, bases de datos, etc.).

Resolución de problemas en sesiones de práctica por parte del profesor y de los alumnos. Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales. Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes

parciales. F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará con base en las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales (los cuales estarán compuestos por resolución de problemas del libro de texto básico y la descripción de conceptos del temario) y en los trabajos o proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los problemas o proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos tres exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya todas las unidades).

Elaboración de: Periodicidad Abarca Ponderación



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Primer examen parcial (80%), Problemas/Proyecto (20%)

1 Unidad 1-2 25%

Segundo examen parcial (80%),

Problemas/Proyecto (20%)

1 Unidad 3-4 25%

Tercer examen parcial (80%), Problemas/Proyecto (20%)

1 Unidad 5-6 25%

Examen ordinario 1 Unidades 1-6 25% TOTAL 100%

El examen extraordinario se llevará a cabo durante la programación que la facultad haga cada semestre. G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Javier Garca-Martinez (Editor), Ernest J. Moniz (2010), Nanotechnology for the Energy Challenge, Editorial Wiley-VCH Textos complementarios Edward L. Wolf (2012), Nanophysics of Solar and Renewable Energy, Editorial Wiley-VCH. C.N.R- Rao, P. John Thomas, G.U. Kulkarani (2011), Nanocrystals: Synthesis, properties and properties, Edit. Springer. Sitios de internet Portal sobre nanotecnología y nanociencia con aplicaciones en ERs, recuperado el 30 de Noviembre del

2013, de http://www.nanocap.eux Portal sobre nanotecnología y nanociencia con aplicaciones en ERs, recuperado el 30 de Noviembre del 2013, de http://www.understandingnano.com/nanotechnology-energy.html Portal sobre nanotecnología y nanociencia con aplicaciones en ERs, recuperado el 30 de Noviembre del

2013, de http://www.mme.wsu.edu

A) Desarrollo de Proyectos en Energía Renovable

Programa Analítico Desarrollo de Proyectos en Energías Renovables

B) Datos básicos

Semestre Horas de teoría Horas de práctica


estudiante

Créditos

7 4 1 3 8 C)Objetivos Generales

Que el estudiante aplique los conocimientos adquiridos en la carrera para concebir y realizar un proyecto práctico en energías renovables.

Objetivos Específicos

Unidades Objetivo especifico 1. Introducción: evaluación de la salud y la nanotecnología y riesgo ambiental

El estudiante deberá las principales características para evaluar una propuesta de proyecto en energías renovables que contenga componentes de nanociencias o nanotecnología evaluar el riesgo en salud y en el medio ambiente.

2. Análisis del proyecto seleccionado.

Una vez determinada las características principales y la evaluación inicial de la propuesta de proyecto, realizar un análisis de los riesgos de un proyecto especifico.

3. Análisis de viabilidad y costos.

Se debe establecer una metodología para realizar análisis de viabilidad y costos de un proyecto practico de energías renovables.

4. Realización y seguimiento del proyecto.

El estudiante debe conocer y practicar la metodología necesaria para realizar un reporte completo de un proyecto de energías renovables y sus principales caracterisiticas, ventajas y las normatividades a la que debe ajustarse tanto nacional como internacional.

5. Evaluación del proyecto.

5.1 Reporte final.

Métodos y prácticas Métodos Exposición de proyectos sugeridos por los asesores. Se trabajará en equipo de dos o tres personas asesorados por un profesor de la UASLP. Un comité formado por profesores de la carrera evaluará la originalidad y factibilidad del proyecto y dará un dictamen para otorgar el presupuesto destinado a la realización del mismo. El mismo comité evaluará los resultados de investigación y desarrollo del proyecto al final del curso.

Prácticas Se tendrá una sesión de una hora por semana para la resolución de ejercicios y aclaración de dudas.

Mecanismos y procedimientos de evaluación

Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización tres reportes parciales con el 10% c/u. Un reporte final que tenga un peso del 30% de la calificación final. La exposición final con un peso del 20%, la participación en clase tendrá un peso de 20% de la calificación final.

Examen ordinario Reporte y exposición final del proyecto con un peso del 40%.

Unidad 1. Introducción: evaluación de la salud y la nanotecnología y riesgo ambiental 20 h Tema 1.1 Qué es un proyecto práctico en energías renovables. 4 h 1.1.1 Características que debe contener un proyecto.

1.1.2 Plan de análisis 1.1.3 Resultados mínimos que deben obtenerse 1.1.4 Formato de presentación

Tema 1.2 Discusión sobre proyectos propuestos por asesores. 4 h 1.2.1 Descripción y características de diversas propuestas de proyectos.

1.2.2 Definición de las diferencias de cada propuesta de proyecto.

Tema 1.3 Factibilidad de los proyectos discutidos. 4 h

1.3.1 Evaluación de la factibilidad de las propuestas de proyectos. 1.3.2 Planteamiento de un plan de trabajo para llevar a cabo cada propuesta de proyecto.

Tema 1.4 Selección del proyecto grupal 4 h

1.4.1 Exposición de cada grupo del plan de trabajo para desarrollar la propuesta. 1.4.2 Determinación de los objetivos y metas a cumplir en cada proyecto 1.4.5 Metodología a utilizar.

Tema 1.5 Reglas para el desarrollo del proyecto. 4 h

1.5.1 Proliferación de productos nanoestructurados en el medio ambiente. 1.5.2 Mecanismos naturales de reciclamiento de productos nanoestructurados.

Métodos de enseñanza

Exposición detallada frente al pizarrón y en presentaciones de información mediante Power Point de cada uno de los temas de las propuestas haciendo énfasis en la información actualizada sobre los temas.


Resolución de algunos problemas relacionados con la temática de las propuestas tanto por parte del alumno como del maestro y sobre todo presentación de temas por parte de los estudiantes.

Unidad 2. Análisis del proyecto seleccionado. 20 h

Tema 2.1 Estado del arte, bibliografía sobre la propuesta 4 h 2.1.1 Estado del arte del los temas propuestos por los grupos de trabajo

2.1.2 Discusión sobre la pertinencia de la bibliografía utilizada Tema 2.2 Plan de trabajo del proyecto seleccionado 6 h 2.2.1 En concordancia con el tema 1.5 elaboración del plan de trabajo a desarrollar.

Tema 2.3 Diseño de propuesta y puntos a destacar 4 h

2.3.1 Elementos necesarios para elaborar la propuesta. 2.3.2 Discusión en grupo de la propuesta y de su viabilidad. 2.3.3 Presentación y defensa del proyecto con su posible maqueta, ante el grupo.

Tema 2.4 Reporte 6 h

2.4.1 Elementos que debe contener un reporte 2.4.2 Presentación por parte del profesor y los alumnos de ejemplos de reportes. 2.4.5 Discusión de diferentes tipos de reportes.


Exposición detallada frente al pizarrón y en presentaciones de información mediante Power Point de cada uno de los temas haciendo énfasis en la información actualizada sobre los temas.


Resolución de algunos problemas tanto por parte del alumno como del maestro y sobre todo presentación de temas por parte de los estudiantes.

Unidad 3. Análisis de viabilidad y costos. 15 h

Tema 3.1 Materiales. 4 h 2.1.1 Elaboración de lista de materiales e insumos necesarios para realizar la propuesta

2.1.2 Discusión sobre la pertinencia de la bibliografía utilizada Tema 3.2 Procesos. 4 h 2.2.1 En concordancia con el tema 1.5 elaboración del plan de trabajo a desarrollar.

Tema 3.3 Presupuesto y trámite de gastos. 4 h


Tema 3.4 Diferentes metodologías y formas de redactar un reporte 3 h






Unidad 4. Realización y seguimiento del proyecto. 15 h

Tema 4.1 Reporte. 5 h 2.1.1 Estado del arte del los temas propuestos por los grupos de trabajo

2.1.2 Secciones que debe contener el reporte 2.1.3 Figuras y análisis de datos 2.1.2 Discusión sobre la pertinencia de la bibliografía utilizada

Tema 4.2 Realización y seguimiento del proyecto. 4 h 2.2.1 Presentación del esquema general de un reporte que sea viable a los tipos diferentes

de reportes elaborados por los órganos responsables de hacerlos.

Tema 4.3 Elementos y discusión del reporte. 6 h






Unidad 5. Evaluación del proyecto. 10 h

Tema 5.1 Reporte final 10 h

5.1.1 Presentación de un reporte final, escrito. 5.1.2 Reporte final principales conclusiones. 5.1.3 Consecuencias inmediatas del reporte final 5.1.4 Consecuencias a mediano y largo plazo del reporte.





Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 1 50%

Primer examen al mes o mes y

medio

unidad 1

25% Segundo examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 2 y 3 50%

Segundo examen al

segundo mes

Unidad 2 y 3 25%

Tercer examen parcial Examen teroirco 50%Investigación y presentación de temas 4 y 5

Tercer examen parcial

Unidad 4 y 5 25%

Otra actividad 1 Temas adicionales

25%

TOTAL 100%

Examen a título No aplica, se deberá retomar el curso, y que el estudiante elabore su proyecto. Examen de regularización Se realizará por escrito y deberá abarcar la totalidad del programa. Otros métodos y procedimientos

La asistencia y participación en clase pueden evaluarse y tener un peso no mayor al 20% de la calificación final.

Otras actividades académicas requeridas

Reporte semanal/quincenal de avances en el proyecto. Elaboración de posibles prototipos.

Energías renovables, Jaime González Velasco, Reverte, 2009.

Tecnología Solar (Universidad de Lleida), M. Ibáñez Plana, J. R. Rosell Polo, J. I. Rosell Urrutia, 2005.

7to Semestre

A) Nanotecnología y Medio Ambiente

Programa Analítico Nanotecnología y Medio Ambiente

B ) Datos básicos



estudiante

Créditos

7 4 1 3 8 C) Objetivos Generales El estudiante comprenderá el efecto de las principales nanoparticulas sobre

medio ambiente y sepa prevenir, remediar los posibles efectos y riesgos tanto para la salud como para el medio ambiente de estos productos derivados de la nanotecnología.


Unidades Objetivo específico 1. Introducción: evaluación de la salud y la nanotecnología y riesgo ambiental

El estudiante tendrá los conocimientos básicos para la realizar una evaluación y los riesgos ambientales producidos por los derivados de la industria de la nanotecnología. Determinar la información necesaria para realizar un informe de riesgo y su metodología.

2. Definiendo riesgo y evaluación y como esto se usa para protección ambiental y su rol para el manejo de nanotecnología.

Definir y entender que es un riesgo ambiental y a partir de esta información evaluar el grado de peligro. Definir las diferencias de la industria de la nanotecnología con otras industrias a fin de considerar el manejo más adecuado de los desechos producidos por esta industria en comparación con el manejo que ya se tiene para productos peligrosos. Definir productos seguros de los que potencialmente tenga riesgo de toxicidad.

3. Desarrollo de nanotecnología sustentable usando riesgo y evaluación y sus aplicaciones en el ciclo de la vida.

Identificar los puntos más importantes de desarrollo de la industria de la nanotecnología a fin de identificar ciclos de uso y reprocesamiento de estos productos y su interacción con los diferentes ciclos de vida animal.

4. Salud humana, toxicología, y riesgo en la nanotecnología.

El estudiante tendrá un conocimiento importante de los riesgos de la nanotecnología en la toxicología humana y tener las herramientas básicas para actuar o hacer recomendaciones para evitar contaminación o manejo de residuos.

5. Riesgo ambiental.

Con el conocimiento adquirido en los capítulos anteriores el estudiante sabrá realizar evaluaciones de riesgo ambiental cuyo origen sea los productos de la industria nanotecnológica

Programa Analítico y la actuación que se debe tener para su manejo adecuado.

6. Análisis adaptativo para nanomateriales usando análisis de riesgos.

Comprender el origen y desarrollo de gestión de la evaluación de riesgos, establecer el contexto de riesgo con la tecnología utilizada para la toma de decisiones de protección ambiental. Conocer el proceso de gestión y retroalimentación de análisis adaptativo y sus ventajas. Estudiar casos de éxito y fracaso.

7. Propuestas para una aproximación de manejo de riesgo en ambiente ocupacional

El estudiante conocerá la regulación ocupacional de riesgos, tanto para trabajadores expuestos como para la población en general. Determinar que materiales peligrosos son susceptibles de ser regulados y el procedimiento para llevar a cabo esto.

8. Esfuerzos internacionales para el control de riesgos y legislación actual

Conocer legislación internacional sobre el control de riesgos ambientales por materiales cuyo origen es la industria de la nanotecnología. Conocer los principales acuerdos internacionales para el control y uso de nanomateriales. Determinación de estándares y modelos de estudio. Comparación de la legislación internacional con la legislación nacional.

D) Contenidos y métodos por unidad y temas

Unidad 1. Introducción: Evaluación de la salud y la nanotecnología y riesgo ambiental.

12 h

Tema 1.1 a) ¿Qué es la nanotecnología? b) ¿Qué hace un nanotecnólogo? 1 h 1.1.1 Origen de la nanotecnología

1.1.2 Definición los productos nanoestructurados naturales y artificiales. 1.1.3 Quien es el profesional dedicado a la nanotecnología

Tema 1.2 Origen de la nanotecnología y la siguiente revolución industrial 1 h 1.2.1 Origen de la nanotecnología y sus primeros productos.

1.2.2 Producción actual y proyectada de productos nanoestructurados a nivel mundial

Tema 1.3 Nanomateriales: estado actual de la nanotecnología y sus aplicaciones. 1 h

1.3.1 Descripción de productos actuales que tengan su origen en la nanotecnología. 1.3.2 Estado actual de la industria y la proyección de nuevos productos que estarán en el

mercado próximamente. 1.3.3 Cambios industriales producida por la revolución de la nanotencología.

Tema 1.4 Riesgos actuales de la nanotecnología. 1 h

1.4.1 Exposición actual humana de productos nanoestructurados naturales 1.4.2 Exposición actual humana de productos nanoestructurados artificiales 1.4.5 Metodología a utilizar para considerar riesgos.

Tema 1.5 Aspectos ambientales de la nanotecnología. 2 h

1.5.1 Proliferación de productos nanoestructurados en el medio ambiente. 1.5.2 Mecanismos naturales de reciclamiento de productos nanoestructurados.

Tema 1.6 DDT aprendiendo del pasado 2 h

1.6.1 La problemática originada por el DDT 1.6.2 Enfermedades originadas por el uso y contaminación del DDT 1.6.3 Legislación y origen de la misma para la prohibición del uso del DDT

Tema 1.7 ¿Qué es un riesgo? 2 h 1.7.1 Definición de un riesgo ambiental y de trabajo 1.7.2 Legislación actual para la prevención de un riesgo. Tema 1.8 Análisis de riesgos 2 h 1.8.1 ¿Como lleva a cabo un análisis de riesgos ambiental? 1.8.2 Métodos para reportar riesgo ambiental 1.8.3 Legislación en que apoyarse para cuando existe riesgo ambiental comprobado.





Unidad 2. Definiendo riesgo y evaluación y como esto se usa para protección ambiental y su rol para el manejo de nanotecnología.

10 h

Tema 2.1 Contexto para considerar riesgos tecnológicos. 1 h 2.1.1 Estado del arte del los temas propuestos por los grupos de trabajo

2.1.2 Discusión sobre la pertinencia de la bibliografía utilizada Tema 2.2 ¿Por qué es necesaria la evaluación de riesgos? 1 h 2.2.1 En concordancia con el tema 1.5 elaboración del plan de trabajo a desarrollar.

Tema 2.3 Origen y desarrollo de evaluación de riesgos y la dimensión social del riesgo. 2 h


Tema 2.4 La dimensión social del riesgo y sus limitaciones. 1 h


Tema 2.5 ¿Cómo se usa el análisis de riesgo para la toma de decisiones ambientales? 2h

2.5.1 Riesgo adaptativo y riesgo reciente. 2.5.2 Tecnología que producen nanoparticulas o productos nanoestructurados. 2.5.3 Dimensión social y extensión geográfica del riesgo. 2.5.4 Análisis de consecuencias 2.5.5 Organismos nacionales e internacionales relacionados con los riesgos ambientales

Tema 2.6 Los cuatro pasos de la evaluación de riesgos 2 h

2.6.1 Identificación del Riesgo 2.6.2 Identificación de la exposición o el origen de la fuente 2.6.3 Identificación de la dosis y la reacción 2.6.4 Caracterización del riesgo

Tema 2.7 Ejemplos de aplicación de los cuatro pasos de evaluación de riesgos en casos de nanotecnología.

1 h

2.7.1 Casos de aplicación de los cuatro pasos en el caso de compuestos no nanoestructurados 2.7.2 Presentación de casos de materiales tóxicos nanoestructurados.





Unidad 3. Desarrollo de nanotecnología sustentable usando riesgo y evaluación y sus aplicaciones en el ciclo de la vida.

10 h

Tema 3.1 Costos de oportunidad. 2 h 3.1.1 El inicio de la revolución nanotecnológica y su oportunidad

3.1.2 La economía de la nanotecnlogía y la proyección a futuro de esta revolución 3.2.3 Nuevas oportunidades de desarrollo basadas en la nanotecnología.

Tema 3.2 Riesgos y evaluación para la nanotecnología y su urgente necesidad 2 h a) Crecimiento de uso de la Nanotecnología y las políticas de información. 3.2.1 a) Riesgos potenciales de la nanociencias y la nanotecnología

3.2.2 a) Patentes, derechos de autor y proliferación del conocimiento. b) ) Potencial para la amplia dispersión en el ambiente en medio de la incertidumbre sobre sus efectos 3.2.1 b) El grado de desconocimiento de esta tecnología

3.2.2 b) Conocimiento social, información y desinformación

Tema 3.3 El asunto del riesgo ambiental: 3 h

a) Nanotubos de Carbón (¿el próximo asbesto?).

3.3.1 a) Propiedades de los fulerenos, grafenos y nanotubos de carbón 3.3.2 a) Ingeniería de nanoparticulas en sistemas biológicos. 3.3.3 a) Retos de la nanotoxicología

b) ¿Cómo definir dosis tóxicas en caso de Nanopartículas? 1 h

3.3.1 b) Conocimiento actual sobre toxicología de fulerenos 3.3.2 b) Conocimiento actual sobre toxicología de nanoparticulas metálicas 3.3.3 b) Toxicología de nanoparticulas.

c) Nanopartículas ambientalmente amigables. 1 h

3.3.1 c) Casos de éxito en nanoparticulas y su reciclado

Tema 3.4 Análisis de ciclos de vida para nanotecnología sustentable. 1 h

3.4.1 Análisis de procesos de reciclado de nanoparticulas 3.4.2 Fisiología del reciclado de nanoparticulas.





Unidad 4. Salud humana, toxicología, y riesgo en la nanotecnología. 8 h

Tema 4.1 Mecanismos de toxicidad. 2 h 4.1.1 Cambios de las propiedades físicas de los materiales al pasar escalas nanometricas

4.1.2 Modificación de sus propiedades toxicológicas. 4.1.3 Mecanismos de entrada de nanoparticulas al organismo 4.1.4 Patogenesis de las nanoparticulas conocidas

Tema 4.2 Casos de estudio de tipos de toxicidad 2 h 4.2 .1 Exposición de casos de estudio de toxicidad de nanoparticulas Tema 4.3 Ejemplos 2h 4.3.1 Estudios de toxicidad pulmonar

4.3.2 Estudios in vitro 4.3.3 Estudios dermatológicos de toxicidad in Vitro.

Tema 4.4 Dirección futura de los estudios. 2 h 4.4.1 Perspectiva histórica de la salud y sus riesgos

4.4.2 Nanotecnologia y la medicina (nanomedicina)





Unidad 5. Riesgo ambiental. 12 h

Tema 5.1 Propiedades antimicrobianas 2 h 5.1.1 Propiedades Antimicrobianas de Nanopartículas de Ag

5.1.2 El caso de las Buckyball (C60). 5.1.3 Dióxido de Titanio (TiO2).

Tema 5.2 Pruebas de toxicidad con efectos a corto plazo 2 h 5.2.1 a) Ensayos de dopamina LC50

5.2.2 a) Carcinogénesis 5.2.3 a) Neurotoxicología 5.2.4 a) Sistema reproductivo y la nanotoxicología

Tema 5.3 Estudio de toxicidad de nanomateriales en peces 2 h 5.3.1 a) Buckyball en lubinas

5.3.2 b) TiO2 y arsénico en carpas Tema 5.4 Estudios de campo 2h 5.4.1 Nanotecnología en la agricultura y en el sector alimenticio

5.4.2 Identificación del peligro y su fuente 5.4.3 Determinación de la contaminación y su extensión 5.4.4 Procesos de aislamiento del peligro.

Tema 5.5 Exposición ambiental 2h 5.5.1 Riesgos de exposición ambiental de los seres vivos por nanoparticulas

5.5.2 Exposición por nanoparticulas de origen natural y artificial 5.5.3 Dosis de riesgo y efectos de la contaminación

Tema 5.6 Riesgo y evaluación 2h

5.6.1 Construcción de un sistema de evaluación de riesgos para las nanopaticulas artificales 5.6.2 Mecanismos de validación del sistema propuesto. 5.6.3 Extensión del sistema de evaluación.





Unidad 7 Propuestas para una aproximación de manejo de riesgo en ambiente ocupacional 12 h

Tema 7.1 Conceptos actuales sobre exposición ocupacional de nanomateriales. 2 h 7.1.1 Introducción sobre regulación ocupacional de riesgos

7.1.2 Regulaciones actuales para la seguridad del trabajador 7.1.3 Materiales peligrosos susceptibles de ser regulados

Tema 7.2 Marco de referencia para la evaluación actual sobre la exposición ocupacional a nanomateriales

2 h

7.2.1 Regulación actual y su marco de referencia 7.2.2 Historia de las regulaciones surgidas en los últimos años. 7.2.3 Regulación y organismos encargados de vigilancia.

Tema 7.3 Las mejores prácticas para el uso de nanomateriales en el lugar de trabajo. 2 h

Unidad 6. Análisis adaptativo para nanomateriales usando análisis de riesgos. 8 h

Tema 6.1 Gestión adaptativa de nanomateriales usando análisis de riesgos. 2 h 6.1.1 Origen y desarrollo del gestión de la evaluación de riesgos

6.1.2 Contexto tecnológico del riesgo 6.1.2 Marco de referencia en la toma de decisiones de riesgo ambiental

Tema 6.2 Proyección del análisis de riesgo y la gestión adaptativa 4 h 6.2.1 Gestión y retroalimentación de análisis adaptativo

6.2.2 Ventajas de la gestión adaptativa de riesgos. Tema 6.3 Un caso de proyección del evaluación de riesgo en un caso de ciclo de vida y su exitosa gestión

2 h

6.3.1 Investigación actualizada de casos y sus resultados





7.3.1 Identificación de riesgos laborales 7.3.2 Información de los materiales susceptibles de ser peligrosos y su manejo 7.3.3 Evaluación de la exposición 7.3.4 Efectos visibles de un posible riesgo 7.3.5 Control de los materiales riesgosos 7.3.6 Estudios médicos de los médicos de control de los trabajadores

Tema 7.4 Esfuerzos Actuales por EHS (Environmental Health and Safety Office Practicas) y usos cotidianos para el manejo de nanomateriales..

2 h

7.4.1 Discusión sobre la propuesta para el uso cotidiano de manejo de nanomateriales 7.4.2 El caso de México para el manejo seguro de nanoparticulas 7.4.3 Discusión sobre la viabilidad de una iniciativa nacional para el manejo ambiental seguro de nanoparticuls.

Tema 7.5 Estudio de la iniciativa americana para el manejo ambiental seguro de nanotecnologías. 2 h 7.5.1 Estudio del caso de la propuesta americana para el manejo ambiental seguro de

nanotecnlogía. 7.5.2 Comparación con el caso de México.

Tema 7.6 Estándares voluntarios en nanotecnología. 2 h 7.4.1 Caracteríticas de un estándar y su reproducibilidad.

7.4.2 ¿Cómo fabricar un estándar?





Unidad 8 Esfuerzos internacionales para el control de riesgos y legislación actual 8 h

Tema 8.1 Esfuerzos Internacionales de los diferentes gobiernos para el manejo de Nanotecnología.

2 h

8.1.1 Propósito de la regulación como gobernantes y otros actores 8.1.2 Reconcetualización de la regulación y legislación para el caso de nanotecnología. 8.1.3 Exposición de regulación de países ya establecidas. 8.1.4 Actividad internacional y organismos pertinentes.

Tema 8.2 Establecimiento de estándares Internacionales. 2 h 8.2.1 Discusión de estándares ya establecidos.

8.2.2 El caso de Canada y el estado de California. Tema 8.3 Organizaciones Internacionales. 2 h 8.3.1 Consejo Internacional de Riesgo y Governancia (The International Risk Governance

Council IRGC), 8.3.4 NANOSAFE2 8.3.5 Otros casos ya desarrollados

Tema 8.4 Organizaciones no gubernamentales ocupadas de riesgos ambientales 2 h 8.4.1 Esfuerzos realizados por los organismos nacionales de ciencias.

8.4.2 Esfuerzo realizado por la universidad de Rice (ICON ) 8.4.3 Caso de México.





Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca PonderaciónPrimer examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 1, 50%

Primer examen al

mes o mes y medio

Unidad 1y2

25%

Segundo examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 2 y 3, 50%

Segundo examen al

segundo mes

Unidad 3 y 5 25%

Tercer examen parcial Examen teórico 50%Investigación y presentación de temas 4 y 5


Unidad 5 y 8 25%


25%

TOTAL 100%

E) Estrategias de enseñanza y aprendizaje

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales Tareas previas y posteriores a cada tema Análisis de textos científicos y tecnológicos Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes parciales o en este caso por presentaciones de los proyectos. Presentaciones sobre los temas de interés del curso por parte de los estudiantes

F) Evaluación y acreditación

La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará con base en las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales (los cuales estarán compuestos por resolución de problemas del libro de texto básico y la descripción de conceptos del temario) y en los trabajos y con presentaciones parciales de los proyectos entregados. Los problemas o proyectos grupales tendrán que ser evaluados en forma escrita y mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se deben realizar al menos tres exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya todas las unidades).

Elaboración y/o presentación Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial 1 Unidades 1-4 20% Segundo examen parcial 1 Unidades 4-6 20% Tercer examen parcial 1 Unidades 6-8 20% Presentación del proyecto por parte de los alumnos

3 1-8 20%

Examen Ordinario 1 1-8 20% TOTAL 100%

G) Bibliografía y recursos informáticos

Nanotechlogy: Health and Environmental Risks Jo Anne Shatkin CRC Press (2008).Perpectives in Nanothechology Nanotechnology and Global Sustainability Series Gabor L. Hornyak

Nanotechnology and the Public: Risk Perception and Risk Communication Susanna Hornig Priest Series Gabor L. Hornyak

Nanotechnology: Legal Aspects Patrick M. Boucher, Series Gabor L. Hornyak

Programa Analítico Propiedad Intelectual

Datos básicos



estudiante

Créditos

7 5 0 3 8 Objetivos General Al finalizar el curso el estudiante:

Dominará los conceptos de propiedad industrial, derechos de autor, patentes, marcas registradas, secreto industrial, trámites de registros. Conocerá los pasos necesarios para registros de patentes o derechos de autor y en su caso la redacción y los costos que esto implica.

Con lo anterior desarrollará competencia para:

Determinar cuando un desarrollo intelectual puede protegerse. Aplicar la legislación nacional e internacional apropiada para proteger un

desarrollo Basados en la legislación determinar las características de la propiedad

Industrial Conocer de forma general cuales son las características que generan

derechos de autor y cómo es el procedimiento para llevarlo a cabo. Cuáles son las características principales de una patente. Cómo desarrollar una marca registrada Determinar las características de un secreto industrial. Llevar a cabo los procedimientos básicos necesarios para registro de

patentes y derechos de autor. Unidades Objetivo especifico


Unidades Contenidos 1. Introducción a la propiedad intelectual.

El estudiante tendrá conocimiento del nacimiento, desarrollo y consolidación del Sistema de Patentes. Las leyes básicas nacionales e internacionales que gobiernan el Sistema de Patentes, así como las obligaciones y la problemática actual del sistema de patentes.

2. Patentes. El estudiante deberá conocer que es una patente, como se desarrolla y que es susceptible de ser patentado y la legislación nacional e internacional que protege patentes, así como conocer modelos de utilidad y protección de diseño industrial.

3. Derechos de autor.

El estudiante será capaz de diferencias derechos de autor, protección de licencias y derechos exclusivos sobre un procedimiento de producción o un proceso, y aplicar la legislación adecuada para cada caso.

4. Secretos industriales.

El estudiante debe ser capaza de distinguir que es un secreto comercial y obtener protección para ese secreto y como combatir una apropiación indebida y los delitos que implica.

5. Marcas El objetivo es determinar que es una marca registrada sus

Programa Analítico Registradas. signos distintivos, que es un nombre comercial, asi como

denominación de origen. 6. Proyecto de

registroEl estudiante será capaz de realizar una búsqueda para definir si es posible patentar, obtener derechos de autor o protección sobre un conocimiento, redactar de manera apropiada para llevar a cabo un registro y determinar los costos de todo esto.

Unidad 1. Introducción a la Propiedad Intelectual 15 h Tema 1.1 El origen y desarrollo del sistema de patentes. 4 h 1.1.1 Origen de las patentes en el mundo moderno.

1.1.2 Desarrollo de la necesidad del registro de patentes 1.1.3 Sistema actual de patentes nacional e internacional.

1.2 Leyes básicas de patentes. 6 h 1.2.1 Legislación nacional sobre patentes

1.2.2 Legislación internacional sobre patentes 1.2.3 Obligaciones y limitaciones de la legislación de patentes 1.2.4 Tiempo de vigencia de una patente y su costo.

1.3 Los derechos, obligaciones y problemas de los inventores. 5 h

1.3.1 Derechos que otorga el patentar un desarrollo, un producto o un concepto. 1.3.2 Tipos de patentes y los derechos y obligaciones que surgen del tipo de patente.




Presentación de casos que ejemplifican la problemática expuesta en la Propiedad Intelectual y algunos problemas tanto por parte del alumno como del maestro y sobre todo presentación de temas por parte de los estudiantes.

Unidad 2. Patentes. 15 h Tema 2.1 Objetos de patentes: productos y procesos. 6 h 2.1.1 Definición de invención y de patente

2.1.2 Criterios de patentabibilidad 2.1.3 Modelos de utilidad 2.1.4 Diseño industrial

Tema 2.2. Normas para protección intelectual. 3 h 2.2.1 Las patentes y el sistema internacional

Tema 2.3 Trámites de protección de derechos. 6 h

2.3.1 Procedimiento para el otorgamiento de una patente o un registro 2.3.2 Examen de forma 2.3.3 Examen de fondo 2.3.4 Tiempo y costo de tramite 2.3.5 Formatos de solicitud y de pago





Unidad 3 Derecho de autor. 12 h Tema 3.1 Objetos sujetos a derecho de autor 3 h 3.1.1 Derechos de autor: obra literaria, musical artística, fotográfica, dramática, software.

3.1.2 Derechos conexos: artistas, interpretes o ejecutantes, editores de libros, productores de fonogramas, productores de videogramas, organismos de radiodifusión, señales de satélites

Tema 3.2. Objetos excluidos a derechos de autor 3 h 3.2.1 Nombres genéricos, teorías científicas, expresiones matemáticas, imágenes o frases

que ofendan.

Tema 3.3 La obtención de protección y licencias 6 h

3.3.1 Solicitud nacional 3.3.2 Solicitud internacional 3.3.3 Costo de licencias





Unidad 4. Secretos industriales 10 h Tema 4.1 Los secretos comerciales 4 h 4.1.1 Definiciones y ejemplos del secreto industrial

4.1.2 Contenido de un secreto industrial 4.1.2 Condiciones de validez de un secreto industrial

Tema 4.2. Obtención de la protección 3 h 4.2.1 Naturaleza de la revelación de un secreto industrial a las autoridades con el fin de

obtener una licencia.

Tema 4.3 Apropiación indebida y como evitarla 3 h

4.3.1 Aplicaciones de derechos 4.3.2 Tipos de delitos





Unidad 5. Marcas registradas 10 h Tema 5.1 Objeto de la ley de marcas 2 h 5.1. Signos distintivos, marcas, nombres comerciales, avisos comerciales.

5.1.2 Denominación de origen. Tema 5.2. Las normas sustantivas para la proteccion 5 h 5.2.1 Indicación de procedencia, Indicacion geográfica, marcas colectivas

5.2.2 Marco legal 5.2.3 Disposiciones contra competencia desleal.

Tema 5.3 La obtención de protección y licencias 3 h

5.3.1 Informacion que debe contener la solicitud. 5.3.2 Requisitos anexos.

5.3.3 Resolución sobre solicitud,autorización para su uso y vigencia.





Unidad 6 Proyecto de registro. 18 h Tema 6.1 Proyecto propiedad intelectual: registro de patentes 18 h 6.1.1 Mecanismos de búsqueda

6.1.2 Redacción de patente 6.1.3 Mecanismos de registro 6.1.4 Costos de registro

Métodos y prácticas Métodos Se recomienda que el alumno estudie cada tema con anticipación a la clase. Se recomienda que el profesor exponga el tema, ejemplificando con múltiples ejercicios y aclarando las dudas, para pasar después a la resolución de problemas en el pizarrón por parte de los alumnos.



Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización de por lo menos un examen parcial por cada Unidad. Se recomienda que el promedio de los exámenes parciales tenga un peso de al menos el 50% de la calificación final.

Examen ordinario Se realizará por escrito y se recomienda que tenga un peso de no más del 30% de la calificación final.

Examen a título Se realizará por escrito y deberá abarcar la totalidad del programa.

Examen de Se realizará por escrito y deberá abarcar la totalidad del

regularización programa. Otros métodos y procedimientos



El proyecto de propiedad intelectual representará el 50% de la calificación.

Bibliografía básica de referencia

Intellectual Property: Examples & explanations, Stephen M. McJohn, Third Edition ASPEN Publishers 2009.

Development of Inventions and Creative Ideas, Robert H. Rines, Spring 2008. (MIT OpenCourseWare) Massachusetts Institute of Technology.

Ideas Protegidas, IMPI Nov 2012

7to Semestre

A) Simulación de Nanomateriales I

Programa Analítico Simulación de Nanomateriales I

B) Datos básicos



estudiante

Créditos

7 4 1 3 8 Objetivos Al finalizar el curso el estudiante:

Conocerá el modelado teórico de las propiedades de materiales nano-

estructurados, y entenderá propiedades de estos materiales. Aplicará los diferentes métodos teóricos que se utilizan actualmente para

el modelado. Temario Unidades Objetivos específicos

1. Importancia de la teoría del funcional de la densidad y un ejemplo sencillo.

El estudiante deberá conocer la iimportancia de la teoría del funcional de la densidad en la ciencia de materiales y su utilización para modelar sistemas sencillos, además deberá conocer el significado de las ecuaciones de Kohn-Sham. Entender el significado y la definición de orbitales moleculares y la aplicación en ejemplos sencillos como el caso de la energía cinética en una dimensión de electrones.

2. Funcionales y como minimizarlos.

Estudiar y entender que es un funcional y la ecuación de de Euler-Lagrange y la problemática mas importante en relación con la teoría de funcionales. .

3. Mecánica cuántica ondulatoria.

A través de la teoría cuántica, estudiar operadores de electrones y sistemas de electrones tanto con espín simétrico como antisimétrico Hartree-Fock para el estudio de propiedades de cristales. Entender la correlación de electrones y densidad electrónica. Problemas de interpretación de la mecánica cuántica.

4. La teoría del funcional de la densidad (TFD).

El estudiante deberá entender y aplicar la teoría del funcional de la densidad para un electrón en una dimensión, así como los teoremas de Hohenberg-Kohn de Thomas-Fermi. Entender el intercambio en la TFD y la correlación.

5. Significado de la aproximación de la densidad local.

El estudiante deberá entender y aplicar la aproximación de la densidad local, así como la aproximación de Gas uniforme de electrones, la precisión de la aproximación de la densidad local.

Unidad 1. Importancia de la teoría del funcional de la densidad y un ejemplo sencillo. 16 h

Tema 1.1 Importancia de la teoría del funcional de la densidad en la ciencia de materiales. 4 h 1.1.1 Revisión de la teoría de la teoría de funcional de la densidad (DFT)

1.1.2 Matrices de densidad y funcionales de densidad 1.1.3 Función de correlación de pares y función de correlación intercambio de huecos

Tema 1.2 ¿Cuál es el significado de las ecuaciones de Kohn-Sham? 4 h 1.2.1 Potencial Kohn-Sham

1.2.2 Ecuación de auto-consistencia 1.2.3 Efectos de intercambio y correlación. 1.2.4 Comparación con otros potenciales de intercambio.

Tema 1.3 Definición de orbitales moleculares. 4 h

1.3.1 Enlace químico 1.3.2 Enlace energéticos electrónicos 1.3.3 Longitud de enlace 1.3.3 Simetría de enlaces 1.3.4 Degeneración de enlaces 1.3.5 Enlace covalente, iónico 1.3.6 Enlace diatónico y heteronuclear.

Tema 1.4 Un ejemplo sencillo: la energía cinética en una dimensión. 4 h

1.4.1 Tight-binding methods 1.4.2 Aproximación semiempirica en química cuántica 1.4.3 Relación entre modelo de enlace fuerte y métodos semiempiricos 14.4 Potencial de muchos cuerpos 1.4.5 Aproximación de energía cinética 1.4.6 Ejemplos prácticos y útiles de aproximación en una dimensión





Unidad 2. Funcionales y como minimizarlos. 16 h

Tema 2.1¿Qué es un funcional? 3 h 2.1.1 Idea original: Modelo de Thoma Fermi

2.1 2 Direct minimization of the electronic energy functio 2.1.3 Revisión de la teoría de la teoría de funcional de la densidad (DFT) 2.1.4 Matrices de densidad y funcionales de densidad 2.1.5 Función de correlación de pares y función de correlación intercambio de huecos

Tema 2.2 Derivadas de funcionales 4 h 2.2.1 Aproximación Adiabática

2.2.2 Aproximación nuclear clásica

Tema 2.3 Las ecuaciones de Euler-Lagrange 4 h

2.3.1 Aproximación local de espin (LSDA) 2.3.2 Aproximación Generalizada de gradiente (GGAs) 2.3.3 Expresiones LDA y GGA para potenciales V(r) 2.3.4 Densidad de espin no colinieal 2.3.5 Formulación no local: ADA y WDA 2.3.6 Funcionales hibridas

Tema 2.4 Preguntas más frecuentes acerca de funcionales. 5 h

2.4.1 Aproximación de potenciales y energía cinética 2.4.2 Ejemplos prácticos y útiles de aproximación en una dimensión





Unidad 3. Mecánica cuántica ondulatoria. 16 h

Tema 3.1 Operadores de un electrón.. 4 h 3.1.1 Sólidos periódicos y estructura electrónica

3.1.2 Estructura cristalina: red + base 3.2.3 Espacio reciproco y zona de Brillouin 3.1.4 Teorema de Bloch. 3.1.5 No interacción y aproximación Hartree-Fock

Tema 3.2 Sistema de dos electrones: antisimetría y espín 4 h 3.2.1 Correlación de huecos y energía

3.2.2 Enlace in electrones sp

Tema 3.3 La aproximación de Hartree-Fock. 4 h

3.3.1 Aproximación The Hartree–Fock 3.3.2 Métodos posteriores a Hartree–Fock

Tema 3.4 Qué es la correlación electrónica? 4 h

3.4.1 Correlación electrónica en átomos y moleculas 3.4.2 Aproximación Born Oppenheimer 3.4.3 Determinante de Slater 3.4.4 Teoría de perturbación Moller Plesset 3.4.5 Campo autoconsistente de multiconfiguración 3.4.6 Sistemas Cristalinos





Unidad 4. La teoría del funcional de la densidad (TFD). 16 h

Tema 4.1 La teoría del funcional de la densidad para un electrón en una dimensión. 2 h

4.1.1 El ejemplo de la forma del funcional 4.1.2 El teorema de Hohenber Kohn.

Tema 4.2 Los teoremas de Hohenberg-Kohn. 2 h 3.2.1 Extensión al teorema de Hohenber- Hohn

3.2.2 Restricciones a la formulación de la teoría de densidad funcional

Tema 4.3 La teoría de Thomas-Fermi. 3 h

4.3.1 Aplicaciones de la teoría TF 4.3.2 Casos donde se aplica la teoría de TF

Tema 4.4 El intercambio en la aproximación Thomas Fermi Dirac. 3 h

4.4.1 Ejemplos de funcionales TFD 4.4.2 Aproximación a las funcionales utilizando TDF 4.4.3 Dificultades en el procedimiento de elección de las densidades funcionales 3.4.4 Ejercicios de TDF

Tema 4.5 La correlación en la aproximación Thomas-Fermi-Dirac. 3 h

4.5.1 La correlación utilizando TFD 4.5.2 Casos donde se aplica la teoría TFD

Tema 4.6 Preguntas mas frecuentes acerca de la TFD 3 h

4.6.1 Limitaciones a la teoría TFD 4.6.2 Casos exitosos de la aplicación de la teoría TFD





Unidad 5 Significado de la aproximación de la densidad local. 16 h

Tema 5.1 La aproximación de la densidad local. 4 h 5.1.1 Aplicaciones de la aproximación local de densidad

5.1.2 Limitaciones de la aproximación local de densidad Tema 5.2 Gas uniforme de electrones. 4 h 5.2.1 Modelo de gas uniforme de electrones

5.2.2 Aplicaciones en metales y aleaciones

Tema 5.3 Precisión de la aproximación de la densidad local. 4 h

5.3.1 alcances a la aproximación de la densidad local 4.3.2 Casos donde se aplica la aproximación de la densidad local

Tema 5.4 Preguntas más frecuentes acerca de la aproximación de la densidad local. 4 h

5.4.1 Ejemplos de funcionales y sus limitaciones 5.4.2 Aproximación a las funcionales utilizando 4.4.3 Casos de éxito y fracaso de la aproximación local de densidad.





Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca PonderaciónPrimer examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 1, 50%

Primer examen al

mes o mes y medio

unidad 1

25%

Segundo examen parcialExamen teórico 50%Investigación y presentación de temas 2 y 3, 50%

Segundo examen al

segundo mes

Unidad 2 y 3 25%

Tercer examen parcial Examen teórico 50%Investigación y presentación de temas 4 y 5


Unidad 4 y 5 25%


25%

TOTAL 100%




Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización de por lo menos un examen parcial por cada Unidad (al menos una vez cada mes). Se recomienda que el promedio de los exámenes parciales tenga un peso de al menos el 70% de la calificación final.



Examen de regularización

Se realizará por escrito y deberá abarcar la totalidad del programa.

Otros métodos y procedimientos


Otras actividades académicas requeridas (el examen extraordinario)

El examen extraordinario se llevará a cabo en la programación que haga la facultad para estos exámenes y abarcara el total de los temas del curso.

Bibliografía básica de Electronic structure calculations for solids and molecules, Jorge Kohanoff,

referencia Cambridge University Press, 2006. Density functional theory of atoms and molecules, Robert G. Parr and Yang Weitao, Oxford Science Publication, 1989.



Pág. 1

TÉCNICAS AVANZADAS DE CARACTERIZACIÓN A) NOMBRE DEL CURSO: TÉCNICAS AVANZADAS DE CARACTERIZACIÓN B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO

Semestre Horas de teoría por semana

Horas de práctica por semana

Horas trabajo adicional estudiante

Créditos

VII 1 4 3 8

C) OBJETIVOS DEL CURSO Objetivos generales

Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: Explicar los métodos y técnicas principales para la caracterización a escala

nanométrica. Identificar los diversos principios físicos y químicos que intervienen en las diferentes

técnicas de caracterización. Describir las técnicas de caracterización: su funcionamiento, las propiedades que

mide y la forma correcta de interpretar las mediciones. Aplicar estos conocimientos para describir distintas cualidades de las nanoestructuras.

Identificar las aplicaciones actuales y las potenciales estas técnicas de medición. Con lo cuál desarrollará habilidades para:

Razonar a través del establecimiento de relaciones coherentes y sistematizables entre la información derivada de la presente materia y sus modelos explicativos derivados de los campos científicos.

Aprender a aprender y para adaptarse a los requerimientos cambiantes del contexto a través de habilidades de pensamiento complejo: Análisis, problematización y contextualización,

Asimilar y transmitir conocimientos básicos del uso de las técnicas de caraterización.

Visualizar, entender y solucionar problemas científicos y prácticos en la ingeniería que involucre el uso de las técnicas de caracterización de nanoestructuras.

Plantear, analizar y resolver problemas referentes al uso adecuado de las técnicas de caraterización para cada tipo de las diferentes propiedades de los sistemas nanoestructurados.

Objetivos específicos

Unidades Objetivo específico 1. Técnicas de Difracción.

Describir, ejemplificar y practicar con muestras típicas las diferentes técnicas básicas de difracción de cristales tridimensionales: (i)Técnica de Laue, (ii) Técnica del monocristal rotatorio y, (iii) Técnica de polvos o de Debye-Scherrer.

2. Técnicas Espectroscópicas.

Describir y practicar con ejemplos típicos los diversos métodos que existen actualmente tales como espectroscopia Visible y Ultravioleta.



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3. Técnicas de Caracterización Composicional.

Definir las propiedades principales de las técnicas de Espectroscopia para el análisis composicional tales como la absorción atómica ó la fluorescencia de Rayos-X, posteriormente a esto realizar experimentos en un equipo para afirmar los conocimientos.

4. Técnicas de Microscopía.

Describir a detalle las diferentes técnicas de microscopía tales como microscopía óptica, AFM, TEM ó SEM. Buscar la forma de realizar experimentos en los microscopios de la universidad.

5. Dispersión Dinámica de luz.

Describir las diferentes técnicas basadas en dispersión de luz dinámica y sus aplicaciones a sistemas nanométricos. Realizar prácticas relacionadas con esta técnicas en los equipos con que cuenta la universidad y que se tiene acceso.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS Unidad 1. Técnicas de Difracción. 16

1.1 Arreglo periódico de átomos. 4

1.2 Redes cristalinas y tipo de cristales. 3

1.3 Índices de Miller y planos cristalográficos. 3

1.4 Mecanismos de generación de rayos X 3

1.5 Análisis cristalográficos con Rayos X. 3

Unidad 2. Técnicas Espectroscópicas. 16

2.1 Absorción/Transmisión UV-vis. 3

2.2 Reflectancia difusa UV-vis. 3

2.3 Absorción Infrarroja. 3

2.4 Fluorescencia. 3

2.5 Dispersión Raman 4

Unidad 3. Técnicas de Caracterización Composicional. 16

3.1 Absorción atómica. 6

3.2 Fluorescencia de rayos X. 5 3.3 Microanálisis por rayos X. 5

Unidad 4. Técnicas de Microscopía. 16

4.1 Introducción a la microscopía. 4



Pág. 3

4.2 Microscopia óptica. 4

4.3 Microscopía electrónica de barrido. 4

4.4 Microscopia de transmisión de electrones. 4

Unidad 5. Dispersión Dinámica de luz. 16

5.1 Introducción a la Dispersión de luz. 5

5.2 Teoría básica de dispersión de luz dinámica. 5

5.3 Dispersión de luz: El experimento 6

Lecturas y otros recursos

Lectura correspondiente de los capítulos los libros de texto básicos, complementarios y sitios en internet. El profesor podrá entregar material adicional si así lo considera decuado.

Métodos de enseñanza Además de la exposición por parte del profesor de los temas claves de la unidad, se recomienda integrar los enfoques de aprendizaje basados en problemas y en proyectos.

Se recomienda que al inicio de cada unidad el profesor especifíque las secciones o contenidos de las referencias a utilizar.

Al final de cada unidad el profesor presentará un compendio que estructure, de coherencia y unifique los conocimientos recien adquiridos.

El profesor encargará la resolución de problemas, por grupos de estudiantes (se recomiendan grupos pequeños de 3-4 estudiantes), que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor encargará la elaboración de proyectos, por grupos de estudiantes, que promuevan el desarrollo de las copentencias transversales y profesionales tales como el estudio autónomo y el trabajo en equipo.

El profesor supervisará el desarrollo y evaluará los proyectos presentados y los problemas resueltos por parte de los grupos de estudiantes.


Resolución de ejercicios en el pizarrón por parte de los alumnos. Tareas individuales de resolución de problemas del libro de texto. Elaboración de proyectos en forma grupal. Resolución de problemas en forma grupal.

E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Además de la exposición en pizarrón de los temas que el profesor considere claves de la materia, se recomienda que se pondere el aprendizaje centrado en el estudiante tales como aprendizaje basado



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en proyectos y aprendizaje basado en problemas. El profesor podrá encargar a grupos de alumnos resolver problemas o entregar proyectos que involucren desarrollar, comprender y reflexionar temas de la materia por su propia cuenta, sin la enseñanza directa del profesor, quien sólo se mantendrá como guía y apoyo en la resolución de dudas. Al final de cada unidad estos trabajos serán entregados al profesor o serán expuestos frente al grupo para su corrección y evaluación. Estrategias pedagógicas recomendadas:

Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales: desarrollo de temas clave, introducción de los temas del cual se encargarán proyectos y problemas, exposición de cuadros que resuman y unifiquen el material de cada unidad.

Uso de las TIC: asesoramiento a distancia mediante comunicación vía internet, enriquecimiento de material mediante páginas web que clarifiquen y amplíen (con recursos como videos, imágenes) los temas del curso. En lo posible, crear un sitio en internet especial para la materia, en el cuál el profesor pueda administrar tareas ó calificaciones y se pueda reunir información adicional sobre los temas del curso (enlaces a videos, revistas, bases de datos, etc.).

Resolución de problemas en sesiones de práctica por parte del profesor y de los alumnos. Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales. Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes

parciales. F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN La evaluación del desempeño del estudiante en el curso se hará en base a las calificaciones que obtenga en los exámenes parciales (los cuales estarán compuestos por resolución de problemas del libro de texto básico y la descripción de conceptos del temario) y en los trabajos o proyectos entregados (el cuál involucrará el desarrollo y comprensión de los conceptos del temario y la solución a problemas con un nivel de complejidad mayor al de los exámenes parciales). Los problemas o proyectos grupales podrán ser evaluados en forma escrita o mediante la exposición de los alumnos frente al grupo. Se recomienda que se realicen al menos tres exámenes parciales y un examen ordinario (que incluya todas las unidades).

Elaboración de: Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial (50%), Proyecto (50%)

1 Unidad 1-2 25%

Segundo examen parcial (50%), Proyecto (50%)

1 Unidad 3-4 25%

Tercer examen parcial (50%), Proyecto (50%)

1 Unidad 5 25%

Examen ordinario (50%), Proyecto Final (50%)

1 Unidades 1-5 25%



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TOTAL 100%

El examen extraordinario se llevara a cabo dentro de la programación que la facultad realice cada semestre para este fin.

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos Skoog, D.A., Leary J.J., Holler F. James (1998), Principios De Análisis Instrumental, Ed. McGraw-Hill. Yang Leng (2013), Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods, Edit. Wiley-VCH. Textos complementarios Pluta, Maksymilian (1988). Advanced Light Microscopy vol. 1 Principles and Basic Properties. Elsevier. Pluta, Maksymilian (1989). Advanced Light Microscopy vol. 2 Specialised Methods. Elsevier. H. C. van de Hulst (1981), Light Scattering by Small Particles, Dover Publications. Vitalij Pecharsky and Peter Zavalij (2009), Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials, Edit. Springer. Sitios de internet Portal sobre técnicas experimentales aplicables a materiales nanoestructurados, recuperado el 30 de

Noviembre del 2013, de http://www.nanowerk.com Portal sobre técnicas experimentales aplicables a materiales nanoestructurados, recuperado el 30 de Noviembre del 2013, de http://www.nano.bam.de/en/messtechnik/index.htm Portal sobre técnicas experimentales aplicables a materiales nanoestructurados, recuperado el 30 de

Noviembre del 2013, de http://www.foresight.org

U n i v e r s i d a d A u t ó n o m a d e S a n L u i s P o t o s í S e c r e t a r í a A c a d é m i c a – I n n o v a c i ó n E d u c a t i v a

I n s t r u m e n t o 4 : A n á l i s i s d e P r o g r a m a s S i n t é t i c o s d e A s i g n a t u r a s

Versión 4 (LMNC+NJT+BLGO) Pág. 1

Instrumento 4: Análisis de Programas Analíticos de Asignaturas

Datos Generales Nombre de la Escuela o Facultad

Facultad de Ciencias

Nombre de la Licenciatura Ingeniería en Nanotecnología y Energías Renovables Aprobado o propuesto al HCDU Nombre de la asignatura Aplicaciones Nano a Energías Renovables, Técnicas Avanzadas de

Caracterización, Desarrollo de Proyectos en Energías Renovables, Propiedad Intelectual, Nanotecnología y Medio Ambiente, Nanotecnología y Medio Ambiente

Llenado por Beatriz Liliana Gómez Olivo, Coordinadora de Innovación Curricular Fecha: 29 de mayo de 2014 No. Indicador Criterio

Si No Observaciones Categoría: Objetivos

1. La redacción de los objetivos inicia con una acción (verbo en infinitivo) que expresa lo que será capaz de realizar el estudiante al término de la asignatura.

Parcial Se corrigió correctamente el objetivo de Nanotecnología y Medio Ambiente en el programa analítico, solo habrá que presentar también el sintético con estas correcciones para ser aprobado por el HCDU

2. Los objetivos establecidos en el programa de asignatura son congruentes con los planteamientos del currículum.

Parcial Revisar el alcance de los objetivos del programa de Técnicas Avanzadas de Caracterización pues en el objetivo general indican que el estudiante logrará aplicar… pero en los específicos sólo se pretende describir…

3. Delimita claramente los objetivos específicos de los diversos temas a tratar.

X

4. Precisa el nivel de aprendizaje que alcanzará el estudiante en cada uno de los objetivos del programa.

X Pero es necesario revisar la observación




No. Indicador Criterio Si No Observaciones

anterior 5. Describe objetivos de aprendizaje congruentes con

los contenidos del programa. X

6. Los objetivos contribuyen a alcanzar el perfil de egreso al que se compromete el programa

X

7. Los objetivos realmente contribuyen al desarrollo de las competencias que señala

X Se recomienda que todos los programas identifiquen la o las competencias profesionales o transversales a las que contribuye a desarrollar, pero deben ser las competencias comprometidas por la licenciatura, no se trata de redactar nuevas competencias por materia. Por ejemplo en el programa de Propiedad Intelectual las competencias que se describen no son las aprobadas por el HCDU en el PE de INER. Es necesario corregir

Categoría: Temario 8. Expresa el número de horas teóricas, prácticas y de

trabajo adicional del estudiante, así como el número de créditos de la asignatura.

X Se corrigieron los datos básicos en el programa analítico de Técnicas Avanzadas de Caracterización, solo habrá que hacer las correcciones en el sintético y enviarlo para que el correcto sea aprobado por el HCDU





Verificar y corregir las horas de la unidad 3 del programa de Nanotecnología y Medio Ambiente porque la suma no es correcta

9. Especifica el número de unidades y el nombre de cada uno de los temas y contenidos a desarrollar.

X

10 Integra los contenidos que se abordaran en el programa de la asignatura.

X

11 Precisa contenidos de aprendizaje de manera clara, concisa, libre de errores gramaticales y ortográficos.

X

12 Propone contenidos de aprendizaje planeados bajo un esquema estratégico que favorece el logro de los objetivos del programa.

X

13 Hay congruencia entre objetivos, contenido, estrategias de enseñanza aprendizaje y evaluación

X

Categoría: Métodos y Practicas 14 Integra enfoques y modelos pedagógicos

innovadores tales como: aprendizaje basado en proyectos, aprendizaje basado en problemas, aprendizaje colaborativo, etc.

X

15 Muestra congruencia entre las estrategias de aprendizaje y el enfoque educativo previsto para el currículum.

X

16 Integra modelos pedagógicos que contienen una base conceptual sólida.

X

17 Contiene propuestas metodológicas, técnicas y recursos bien definidos para el logro de los aprendizajes previstos.

X

18 Integra tecnologías de información y comunicación como herramienta de apoyo en los procesos de aprendizaje.

X

19 Indica claramente cómo se concretará el enfoque y modelo educativo propuesto en términos técnicos y operativos

X

Categoría: Mecanismos y procedimientos de evaluación 20Prevé evaluaciones que se apegan al reglamento de

exámenes de la UASLP. Parcial No incluye el

extraordinario 21Especifica los mecanismos de evaluación, el número

a realizar, su periodicidad y forma en que se llevarán a cabo.

Parcial Se hacen “recomendaciones” para la evaluación pero se requiere colocar la ponderación, los





porcentajes y periodos que abarca, por ejemplo en los programas de Simulación de Nanomateriales I y Propiedad Intelectual

22Considera los estilos de aprendizaje, las experiencias educativas y los contenidos del programa.

X

23 Prevé mecanismos de evaluación variados en función de de los contenidos de aprendizaje y los distintos contextos donde se llevarán a cabo.

X

24 Define los valores porcentuales para cada uno de los procesos e instrumentos de evaluación

Parcial Al corregir lo anterior se atenderá este criterio

Categoría: Bibliografía básica 25La bibliografía es reciente y se hace referencia a la

misma de forma correcta. X

26Proporciona una guía para el cumplimiento de los objetivos generales y específicos del programa.

X

27Complementa y amplia los procesos de enseñanza aprendizaje adquiridos dentro del aula.

X

28Propone lecturas adicionales que permite profundizar sobre los temas de la asignatura.

Parcial Es importante agregar lecturas adicionales en todas las materias, lo que permite al estudiante ahondar en los temas de su interés.

29Presenta referencias bibliográficas disponibles en ambientes virtuales.

Parcial Se recomienda que todos los programas incluyan sitios de internet y/o bases de datos.

Tienen un buen avance, solo es necesario atender las observaciones realizadas en este instrumento, sobre todo:

Se requiere colocar ponderación, porcentaje y periodo que abarca la evaluación en todos los programas. Se recomienda utilizar la siguiente tabla:




EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial Se recomienda colocar los datos mencionados por cada parcial de tal forma que se explicite qué y cómo se evaluará y los porcentajes que se tomarán en cuenta. Por ejemplo: Examen teórico 50% Investigación y presentación de temas 1, 2 y 3 -- 50% Etc.

Segundo examen parcial Otra actividad 1 Otra actividad 2 TOTAL

Para cualquier duda o comentario, estamos a la orden

Programa sintético Nanotecnología y Medio Ambiente

Datos básicos



estudiante

Créditos

7 4 1 3 8 Objetivos El estudiante comprenderá el efecto de las principales nanoparticulas sobre medio

ambiente y sepa prevenir, remediar los posibles efectos y riesgos tanto para la salud como para el medio ambiente de estos productos derivados de la nanotecnología.

Temario Unidades Contenidos 1. Introducción: Evaluación de la Salud y la Nanotecnología y riesgo ambiental.

1.1 a) ¿Qué es la Nanotecnología? b) ¿Qué hace un Nanotecnólogo? 1.2 Origen de la Nanotecnología y la siguiente Revolución

Industrial 1.3 Nanomateriales: Estado actual de la Nanotecnología y

sus aplicaciones. 1.4 Riesgos actuales de la Nanotecnología. 1.5 Aspectos ambientales de la Nanotecnología. 1.6 DDT aprendiendo del pasado. 1.7 ¿Qué es un Riesgo? 1. 8 Análisis de Riesgos.

2. Definiendo Riesgo y Evaluación y como esto se usa para Protección Ambiental y su Rol para el manejo de Nanotecnología.

2.1 Contexto para considerar Riesgos Tecnológicos. 2.2 ¿Por qué es necesaria la Evaluación de Riesgos? 2.3 Origen y desarrollo de Evaluación de Riesgos y la

dimensión social del riesgo. 2.4 La dimensión social del riesgo y sus limitaciones. 2.5 ¿Cómo se usa el análisis de riesgo para la tomas de

decisiones ambientales? 2.6 Los cuatro pasos de la Evaluación de Riesgos. 2.7 Ejemplos de aplicación de los cuatro pasos de Evaluación de Riesgos en casos de Nanotecnología.

3. Desarrollo de Nanotecnología sustentable usando Riesgo y Evaluación y sus aplicaciones en el ciclo de la vida.

3.1 Costos de oportunidad. 3.2 Riesgos y Evaluación para la Nanotecnología y su

urgente necesidad: a) Crecimiento de uso de la Nanotecnología y las

políticas de información. b) Potencial para la amplia dispersión en el ambiente en

medio de la incertidumbre sobre sus efectos. c) Falta de estándares y guías de acción. 3.3 El asunto del Riesgo Ambiental: a) Nanotubos de Carbón (¿el próximo asbesto?). b) ¿Cómo definir dosis tóxicas en caso de

Nanopartículas? c) Nanopartículas ambientalmente amigables.

Programa sintético 3.4 Análisis de Ciclos de Vida para Nanotecnología

sustentable. 4. Salud Humana, Toxicología, y Riesgo en la Nanotecnología.

4.1 Mecanismos de Toxicidad. 4.2 Casos de Estudio de tipos de Toxicidad. 4.3 Ejemplos: a) Estudios de Toxicidad Pulmonar. b) Estudios In Vitro. c) Estudios dermatológicos de toxicidad in Vitro. 4.4 Dirección Futura de los estudios.

5. Riesgo Ambiental.

5.1 Propiedades Antimicrobianas: a) Propiedades Antimicrobianas de Nanopartículas de Ag b) El caso de las Buckyball (C60). c) Dióxido de Titanio (TiO2). 5.2 Pruebas de Toxicidad con efectos a corto plazo: a) Ensayo de Dopamina LC50 5.3 Estudio de Toxicidad de nanomateriales en peces: a) Buckyball en Lubinas. b) TiO2 en arsénico y carpas. 5.4 Estudios de Campo. 5.5 Exposición Ambiental. a) Cero Valente del Fe a nivel nanoescala. 5.6 Riesgo y Evaluación. a) NiOSH y TiO2. b) Aproximación que el Instituto Internacional de Ciencias

de la Vida hace a este problema. 6. Análisis Adaptativo para Nanomateriales usando Análisis de Riesgos.

6.1 Gestión Adaptativo de Nanomateriales usando Análisis de Riesgos.

6.2 Proyección del Análisis de Riesgo y la gestión Adaptativa. 6.3 Un caso de proyección del evaluación de Riesgo en un

caso de ciclo de vida y se exitosa gestión. 7. Propuestas para una Aproximación de Manejo de Riesgo en ambiente ocupacional.

7.1 Conceptos Actuales sobre exposición ocupacional de nanomateriales.

7.2 Marco de Referencia para la Evaluación Actual sobre la Exposición Ocupacional a Nanomateriales:

a) Identificación de Riesgos. b) Evaluación sobre la exposición a nanomateriales. c) Caracterización de Riesgos. d) Gestión de Riesgos. 7.3 Las mejores prácticas para el uso de nanomateriales en

el lugar de trabajo. 7.3 Esfuerzos Actuales por EHS (Environmental Health and

Safety Office Practicas) y usos cotidianos para el manejo de nanomateriales.

7.4 Estudio de la iniciativa Americana para el manejo ambiental seguro de Nanotecnologías.

7.5 Estándares voluntarios en Nanotecnología. 8. Esfuerzos

Internacionales para el control de Riesgos y

8.1 Esfuerzos Internacional de los diferentes Gobiernos para el manejo de Nanotecnología.

8.2 Establecimiento de Estándares Internacionales. 8.3 Organizaciones Internacionales.

Programa sintético Legislación actual. 8.4 Organizaciones no Gubernamentales ocupadas de

riesgos ambientales Métodos y prácticas Métodos Se recomienda que el alumno estudie cada tema con

anticipación a la clase, además de utilizar las bases de datos que se encuentran en internet para informarse de los últimos avances sobre alguno de los temas. Se recomienda que el profesor exponga el tema, ejemplificando con múltiples ejercicios y aclarando las dudas, para pasar después a la resolución de problemas o de plantear problemáticas especificas de cada uno de los temas del curso. Los estudiantes expondrán temas en el pizarrón de preferencia resolviendo problemas.



Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización de por lo menos un examen parcial por cada Unidad o en algunos caso cada dos Unidades. Se recomienda que el promedio de los exámenes parciales tenga un peso de al menos el 60% de la calificación final.






La asistencia y participación en clase pueden evaluarse y tener un peso no mayor al 10% de la calificación final. La presentación correcta de temas por parte de los estudiantes también se podrá evaluar con hasta un 30%.


El estudiante podrá asistir a conferencias donde la temática de la nanociencias a fin de complementar su información.

Examen extraordinario

El examen extraordinario se llevará a cabo durante la programación que cada semestre realice la facultad y abarcara el total de los temas del curso.


Nanotechnology: Health and Environmental Risks, Jo Anne Shatkin. CRC Press. Taylor and Francis Group. 2008.

Programa sintético Simulación de Nanomateriales I

Datos básicos



estudiante

Créditos

7 4 1 3 8 Objetivos El modelado teórico de las propiedades de materiales nano-estructurados es

fundamental para entender las mediciones experimentales. A través del estudio de los diferentes métodos teóricos que se utilizan actualmente, así como las aproximaciones fundamentales que los caracterizan, el estudiante podrá tener los antecedentes necesarios para simular los procesos que ocurran a la escala microscópica en Nano-materiales y lograr una mejor comprensión de las mediciones observadas.

Temario Unidades Contenidos 1. Importancia de la teoría del funcional de la densidad y un ejemplo sencillo.

1.1 Importancia de la teoría del funcional de la densidad en la ciencia de materiales. 1.2 ¿Cuál es el significado de las ecuaciones de Kohn-Sham? 1.3 Definición de orbitales moleculares. 1.4 Un ejemplo sencillo: La energía cinética en una dimensión.

2. Funcionales y como minimizarlos.

2.1 ¿Qué es un funcional? 2.2 Derivadas de funcionales. 2.3 Las ecuaciones de Euler-Lagrange. 2.4 Preguntas más frecuentes acerca de funcionales.

3. Mecánica Cuántica Ondulatoria.

2.1. Operadores de un electrón. 2.2. Sistema de dos electrones: Antisimetría y espín. 2.3 La aproximación de Hartree-Fock. 2.4 ¿Qué es la correlación electrónica? 2.5 La densidad electrónica. 2.6 Preguntas más frecuentes acerca de la mecánica cuántica ondulatoria.

4. La teoría del funcional de la densidad (TFD).

4.1 La teoría del funcional de la densidad para un electrón en una dimensión. 4.2 Los teoremas de Hohenberg-Kohn. 4.3 La teoría de Thomas-Fermi. 4.4 El intercambio en la TFD. 4.5 La correlación en la TFD. 4.6 Preguntas más frecuentes acerca de la TFD.

5. Significado de la aproximación de la densidad local.

5.1 La aproximación de la densidad local. 5.2 Gas uniforme de electrones. 5.3 Precisión de la aproximación de la densidad local. 5.4 Preguntas más frecuentes acerca de la aproximación de la densidad local.

Métodos y prácticas Métodos Se recomienda que el alumno estudie cada tema con anticipación a la clase. Se recomienda que el profesor exponga el tema, ejemplificando con múltiples ejercicios y

Programa sintético aclarando las dudas, para pasar después a la resolución de problemas en el pizarrón por parte de los alumnos.



Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización de por lo menos un examen parcial por cada Unidad. Se recomienda que el promedio de los exámenes parciales tenga un peso de al menos el 70% de la calificación final.







Otras actividades académicas requeridas(examen extraordinario)

El examen extraordinario se llevará a cabo durante la programación que realice la facultad cada semestre y abarcará el total de los temas del curso.


Electronic structure calculations for solids and molecules, Jorge Kohanoff, Cambridge University Press, 2006. Density functional theory of atoms and molecules, Robert G. Parr and Yang Weitao, Oxford Science Publication, 1989.

Programa sintético Técnicas Avanzadas de Caracterización

Datos básicos



estudiante

Créditos

7 1 4 3 8 Objetivos Hoy en día, un gran número de nuevas y poderosas técnicas de caracterización son

usadas por físicos, químicos, biólogos e ingenieros de materiales con el fin de resolver problemas analíticos de investigación, especialmente las relacionadas con la investigación de las propiedades de nuevos materiales para aplicaciones avanzadas. El objetivo de esta materia es dar una introducción teórico-práctica a estas técnicas para que el alumno tenga conocimiento prácticos de la existencia, aplicación, y alcance de las mismas.

Temario Unidades Contenidos 1. Técnicas de Difracción.

1.1 Arreglo periódico de átomos. 1.2 Redes cristalinas y tipo de cristales. 1.3 Índices de Miller y planos cristalográficos. 1.4 Mecanismos de generación de rayos X. 1.5 Análisis cristalográficos con Rayos X.

2. Técnicas Espectroscópicas.

2.1 Absorción/Trasnmisión UV-vis. 2.2 Reflectancia difusa UV-vis. 2.3 Absorción Infrarroja. 2.4 Fluorescencia. 2.5 Dispersión Raman.

3. Técnicas de Caracterización Composicional.

3.1 Absorción atómica. 3.2 Fluorescencia de rayos X. 3.3 Microanálisis por rayos X.

4. Técnicas de Microscopía.

4.1 Introducción a la microscopía. 4.2 Microscopia óptica. 4.3 Microscopía electrónica de barrido. 4.4 Microscopia de transmisión de electrones.

5. Dispersión Dinámica de luz.

5.1 Introducción a la Dispersión de luz. 5.2 Teoría básica de dispersión de luz dinámica. 5.3 Dispersión de luz: El experimento.


Prácticas Se tendrá un mínimo de dos prácticas una hora para cada unidad.


Exámenes parciales

1-5 Se recomienda la realización de por lo menos un examen parcial por cada Unidad (al menos una vez cada mes). Se recomienda que el promedio de los exámenes parciales tenga un peso de al menos el 70% de la calificación final.


Examen a título Se realizará por escrito y deberá abarcar la totalidad del

Programa sintético programa.





Otras actividades académicas requeridas (examen extraordinario)

El examen extraordinario se llevará a cabo durante la programación que la facultad haga cada semestre y abarcará el total de los temas del curso.


Introduction to Solid State Physics, 6th edition, C. Kittel, Wiley, New York 1985. Unidad I. B. E. Warren, X-Ray Diffraction, Addison-Wesley, Reading, MA (1969). Unidad I. Dynamic Light Scattering: With Applications to Chemistry, Biology, and Physics, Dover Publications, Bruce J. Berne, Robert Pecora, 2000, Unidad 5.

Espectroscopía, Pearson Prentice, Hall Alberto Requena y José Zuñiga, 2004. Unidad 2. Fudamentals of Molecular Spectroscopy, C.N. Banwell, Mc Grall-Hill 1972. Unidad 2. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Joseph Goldstein, Dale E. Newbury, David C. Joy, Charles E. Lyman, Patrick Echlin, Eric Lifshin , Linda Sawyer, J.R. Michael, Plenum Book Corp 20. Unidad 2.

Principles and Techniques of electron microscopy, M. Hayat, Van Nostrand, Reinhold, 1975, Unidad 4.

Fundamentals of analytical chemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. Holler, F. James; Skoog, Douglas A.; West, Donald M. 1996.

aplicaciones nano a energias renovablesevirtual.uaslp.mx/innovacion/equipo/pe/curr -cie iner.pdf ·...

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