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C o n t e n i d o C o m i t é O r g a n i z a d o r 1
C o m i t é d e H o n o r 1
P a t r o c i n a d o r e s 1
A n u n c i o 2
P r o g r a m a 3
R e s ú m e n e s 6
Í n d i c e d e A u t o r e s 3 3
1
C o m i t é O r g a n i z a d o r Domingo Pérez Coll
Eugenio S. García Granados Fernando Rubio Marcos Francisco Muñoz Muñiz
Jadra Mosa Ruiz M. Alejandra Mazo Fernández
Miguel Ángel García García-Tuñón Raúl García Carrodeguas
Teresa Jardiel Rivas
C o m i t é d e H o n o r Antonio Javier Sánchez Herencia
Director del Instituto de Cerámica y Vidrio
Miguel Campos Vilanova Presidente de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
Ángel Caballero Cuesta Vicepresidente Adjunto de Transferencia del Conocimiento del CSIC
Carmen Baudín de la Lastra Secretaria General de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
P a t r o c i n a d o r e s
3
P r o g r a m a 08:30 08:45 Palabras de bienvenida y apertura
Dr. Antonio Javier Sánchez Herencia Director del Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
08:45 10:15 Sesión 1. Materiales para Aplicaciones Electromagnéticas y Ópticas Moderadores: Dra. Teresa Jardiel Rivas y Dr. Fernando Rubio Marcos
08:45 09:00 “Propiedades ópticas activas de SrAl2O4:Eu,Dy obtenidos por síntesis por combustión” Rocío E. Rojas Hernández, M. A. Rodríguez, J. F. Hernández Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S1-P1
09:00 09:15 “Crecimiento de películas de ZnO mediante electrodeposición” Cristina Vicente Manzano, O. Caballero-Calero, S. Hormeño, M. Penedo, B. Alén, M. Luna, M. S. Martín-González Instituto de Microlectrónica de Madrid, CSIC
S1-P2
09:15 09:30 “Crecimiento y caracterización de nanopartículas de óxido de hierro III preparadas por sol-gel” Jesús López Sánchez, M. Abuín, M. Monti, J. de la Figuera, J. F. Marco, O. Rodríguez, N. Carmona Universidad Complutense de Madrid
S1-P3
09:30 09:45 “Nuevos materiales multiferroicos magnetoeléctricos: Sistema ternario BiMnO3-BiFeO3-PbTiO3” Carmen M. Fernández Posada, H. Amorín, C. Correas, T. Hungría, M. Algueró, A. Castro Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC
S1-P4
09:45 10:00 “Estructura y composición de láminas delgadas de (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3” Dulce Pérez Mezcua, R. Sirera, I. Bretos, J. Ricote, R. Jiménez, L. Fuentes-Cobas, R. Escobar, D. Chateignier, M. L. Calzada Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC
S1-P5
10:00 10:15 “Propiedades funcionales de láminas delgadas libres de plomo con composiciones cercanas a la frontera de fase morfotrópica de (Bi0.5Na0.5)1-
xBaxTiO3” Armando Janier Pérez Rivero, J. Ricote, I. Bretos, M. L. Calzada, J. Pérez de la Cruz, J. R. A. Fernándes, R. Jiménez Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC
S1-P6
10:15 11:15 Sesión 2: Procesamiento y Caracterización I Moderadores: Dr. Eugenio S. García Granados y Dra. M. Alejandra Mazo Fernández
10:15 10:30 “Prevención de la coagulación de suspensiones acuosas de nanopartículas cerámicas equiaxiadas mediante la adicción de nanotubos de carbono” Víctor M. Candelario Leal, A. L. Ortiz, R. Moreno Universidad de Extremadura
S2-P1
10:30 10:45 “Estudio de la adsorción de aditivos sobre Ti(C,N) mediante AFM y QCM” Juan Escribano Quintana, B. Ferrari, A. J. Sánchez Herencia Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S2-P2
10:45 11:00 “Procesamiento de materiales con macroporosidad controlada empleando aditivos de la industria alimentaria” Esther Molero Romero, B. Ferrari, A. J. Sánchez Herencia Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S2-P3
4
11:00 11:15 “Eliminación de Cr(VI) en aguas de lavado mediante hidróxidos dobles laminares. Obtención de eco-precursores de pigmentos cerámicos” María Oset Expósito, I. Nebot-Díaz Escola Superior de Ceràmica de l’Alcora, Castellón
S2-P4
11:15 11:45 Receso y Café 11:45 12:15 “La Sociedad Española de Cerámica y Vidrio como marco asociativo para jóvenes
investigadores” Miguel Campos Vilanova, Presidente Dra. Carmen Baudín, Secretaria General Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
12:15 14:15 Sesión 3: Materiales para Pilas de Combustible y Baterías de Litio Moderadores: Dra. Jadra Mosa Ruiz y Dr. Domingo Pérez Coll
12:15 12:30 “Síntesis y sinterización asistida por microondas de electrolitos para IT-SOFCs” Jesús Prado Gonjal, E. Morán, R. Schmidt Universidad Complutense de Madrid
S3-P1
12:30 12:45 “Síntesis y caracterización de materiales con estructura de perovskita como componentes en dispositivos de generación energética” Alejandro Gómez Pérez, J. C. Pérez, U. Amador, F. García, C. Ritters, G. Castro Universidad CEU-San Pablo
S3-P2
12:45 13:00 “Nuevos cátodos para IT-SOFC: Cobaltitas y manganitas” Daniel Muñoz Gil, D. Pérez-Coll, S. García-Martín Universidad Complutense de Madrid
S3-P3
13:00 13:15 “Estabilidad a largo plazo de sellos vitro-cerámaicos del sistema SiO2-B2O3-BaO/SrO-MagO-ZnO para SOFC” Sonia Rodríguez López, M. J. Pascual Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S3-P4
13:15 13:30 “Estudio de las propiedades del SrZr0.9Y0.1O3-δ como electrolito de conducción protónica” Gemma Heras-Juaristi, D. Pérez-Coll, G. C. Mather Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S3-P5
13:30 13:45 “Electrodos para producción de hidrógeno por electrolisis de residuos orgánicos” Camila dos Santos Torres, C. de Fraga Malfatti, E. Chinarro, B. Moreno Universidade Federal de Rio Grande do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil
S3-P6
13:45 14:00 “Síntesis y caracterización de electrolitos sólidos en el sistema híbrido SiO2-PEGn para aplicación en microbaterias de ión Li” John F. Vélez Santa, M. Aparicio, J. Mosa Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S3-P7
14:00 14:15 “Sustitución aniónica de nitrógeno y flúor en vidrios de fosfato de litio” Nerea Mascaraque Alvarez, A. Durán, F. Muñoz Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S3-P8
14:15 15:45 Receso 15:45 16:00 “Proceso de Transferencia de Conocimiento en el CSIC”
Dr. Angel Caballero Cuesta Vicepresidente Adjunto de Transferencia del Conocimiento del CSIC
16:00 17:15 Sesión 4: Procesamiento y Caracterización II Moderadores: Dr. Angel Caballero Cuesta y Dr. Raúl García Carrodeguas
16:00 16:15 “Compresión de micropilares monocristalinos de LiF [111]: efectos del tamaño, irradiación y temperatura” Rafael Soler, J. Segurado, J. Llorca, J. M. Molina-Aldareguía Instituto Madrileño de Estudios Avanzados – Materiales, Getafe
S4-P1
5
16:15 16:30 “Determinación de la tenacidad de factura de nanocompuestos Al2O3-SiC mediante ensayos de fractura estable” Ana García Prieto, T. Rodríguez Suárez, R. I. Todd, C. Baudín Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S4-P2
16:30 16:45 “Dimensionamiento de elementos de vidrio estructural bajo solicitación estática y dinámica” Alberto Ramos, P. Fernández, M. J. Lamela, A. F. Canteli Universidad de Oviedo, Campus de Viesques, Gijón
S4-P3
16:45 17:00 “Estudio de la oxidación de cromóforos de vidrios históricos mediante espectroscopia de adsorción de rayos X” Manuel Abuín, A. Serrano, J. Chaboy, M. A. García, N. Carmona Universidad Complutense de Madrid
S4-P4
17:00 17:15 “Estudio de la viscosidad en vidrios de fosfatos a través de su estructura” Laura Muñoz Senovilla, F. Muñoz Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
S4-P5
17:15 17:30 Sesión 5: Biomateriales Moderadores: Dr. Angel Caballero Cuesta, Dr. Raúl García Carrodeguas
17:30 17:45 “Scaffolds basados en materiales compuestos de HAp/biopolímeros” A. C. B. M. Fook, Greyce Yane Honorato Sampaio, R. C. Barbosa, y M. V. L. Fook Universidade Federal de Campina Grande, Paraiba, Brasil
S5-P1
17:45 18:00 “Revestimiento biocerámico de aleaciones de Nitinol para la aplicación dental” Isabel Portela Rabelo, C. D. de Sá Catão, M. V. L. Fook Universidade Federal de Campina Grande, Paraiba, Brasil
S5-P2
18:00 18:15 “Diseño y evaluación de nuevos materiales para endodoncia basados en β-wollastonita” Vanesa Badillo Perona, G. Pradíes, P. Planells, A. Garzón-Gutiérrez, R. G. Carrodeguas, A. H. De Aza
S5-P3
18:15 Clausura
6
Resúmenes
7
Propiedades ópticas activas de
SrAl2O4:Eu,Dy obtenidos por síntesis por combustión
R. E. Rojas, M.A. Rodríguez, J. F. Fernández
Dpto. de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, c/ Kelsen 5, Campus de Cantoblanco, 28049, Madrid, Spain
e-mail: [email protected]
Los pigmentos con propiedades ópticas activas han despertado gran interés por su potencial aplicación en diveros campos. La familia de los aluminatos dopados con tierras raras ha sido desarrollada ampliamente en las últimas décadas, en especial los aluminatos de estroncio debido a su estabilidad química y eficiencia cuántica en la región del visible. Sin embargo, los productos actuales tienen tamaños de partícula entre 70-100 μm que limitan su campo de aplicación, por lo cual se debe recurrir a nuevas rutas de síntesis; una de ellas es la síntesis por combustión
obteniéndose materiales funcionales de tamaño
2 μm.
El objetivo de este trabajo es la obtención de partículas de tamaños del orden de 2 μm
de SrAl2O4:Eu,Dy con propiedades ópticas activas.
Las partículas fotoluminiscentes se prepararon mediante síntesis por combustión,
disolviendo el Al(NO3)3 9H2O en agua desionizada y los nitratos correspondientes del
SrCO3, Eu2O3, Dy2O3; se optimiza la síntesis, incorporando diferentes cantidades de
combustible (Urea [CO(NH2)2]) y sometiendo a las partículas a tratamientos térmicos
posteriores, evaluando su influencia en las propiedades funcionales finales. Es
necesario emplear urea en exceso para la formación de la fase monoclínica del SrAl2O4
debido a que esta fase es la que presenta mejor respuesta luminiscente1. Los
tratamientos térmicos empleados se han realizado en atmósfera de argón.
La caracterización se llevó a cabo mediante difracción de rayos X, microscopia
electrónica de barrido para evaluar las fases cristalinas y la morfología del producto
final y las propiedades ópticas se evaluaron mediante espectroscopia de
fotoluminiscencia.
Con la optimización de la síntesis se consigue aumentar la intensidad de la
fosforescencia en un orden de magnitud.
1 Nag, A.; Kutty T.R.N. J Alloys Compd 2003, 354, 221-231.
S1-P1
8
Crecimiento de películas de ZnO
mediante electrodeposición
C.V. Manzano, O. Caballero-Calero, S. Hormeño, M. Penedo, B. Alén, M. Luna, M. S. Martín-González
Dpto. de dispositivos, sensores y biosensores, IMM-Instituto de Microelectrónica de Madrid (CNM-CSIC), Isaac Newton 8, PTM, E-28760 Tres Cantos, Madrid, Spain
e-mail: [email protected]
En los últimos años, ha surgido un gran interés entorno al ZnO debido a poseer una variedad e interesantes propiedades. Debido a tener un band gap grande (3.36 eV) es transparente en el rango visible y tiene una gran energía de unión excitónica (60 meV). El ZnO presenta una variedad de colores dependiendo de las condiciones de crecimiento. Estas características hacen que emita eficientemente tanto en el rango visible como ultravioleta a temperatura ambiente.
En este trabajo, se han obtenido películas de ZnO mediante electrodeposición a
potencial constante y pulsado a 80ºC. Con el fin de obtener un estudio comparativo se
han utilizado dos disoluciones distintas (nitrato y peróxido). Se han investigado las
propiedades estructurales, composicionales, morfológicas y ópticas en función de la
disolución empleada y el potencial de electrodeposición. Mediante difracción de rayos
X, se puede observar que las películas están orientadas preferentemente a lo largo de
la dirección [0001]. Se ha propuesto un modelo para explicar los defectos que se
encuentran en estas películas mediante fotoluminiscencia1, en el cual se relacionan
dichos defectos con de las distintas emisiones observadas. La morfología de las
películas electrodepositadas a potencial pulsado varía sin recurrir al uso de aditivos en
la disolución y se estudió la conducción eléctrica mediante microscopia de fuerzas de
sonda kelvin (KPFM). Esta conducción es diferente dentro de los granos y a través de
las fronteras de grano. Estas presentan un comportamiento resistivo 2.
1 Manzano, C. V., Alegre. D, O. Caballero-Calero, B. Alén, M. S. Martín-González,
Synthesis and luminescence properties of electrodeposited ZnO films. Journal Applied
Physics 2011, 100, 043538. 2 Manzano, C.V .; Caballero-Calero, O.; Hormeño, S.; Penedo, M.; Luna, M.; Martín-
González, M. S., ZnO Morphology Control by Pulsed Electrodeposition. The Journal of
Physical Chemistry C 2012, 117 (3), 1502-1508.
S1-P2
9
Crecimiento y caracterización de
nanopartículas de óxido de hierro III preparadas por sol-gel
J. López1, M. Abuín1,2, M. Monti3, J. de la Figuera3, J.F. Marco.3,
O. Rodríguez1 y N. Carmona1
1 Dpto. Física de Materiales, UCM, 28040 Madrid; 2 CEI Campus Moncloa, UCM-UPM, 28040 Madrid 5Instituto de Química-Física “Rocasolano,” CSIC, 28006 Madrid
e-mail: [email protected]
En este trabajo se han preparado y caracterizado recubrimientos de SiO2 que contienen nanopartículas de Fe2O3 y se han estudiado las condiciones experimentales que favorecen el crecimiento de las cuatro fases
posibles (, , y ). Se ha comprobado el efecto que tiene la concentración de Fe, la presencia de dopantes, la temperatura de tratamiento y el sustrato en las propiedades estructurales de los mismos.
El estudio de láminas delgadas de óxidos presenta un creciente interés en la actualidad
debido a sus prometedoras propiedades y aplicaciones en los campos de la electrónica
y espintrónica1. Los cuatro polimorfos conocidos del Fe2O3 son: -Fe2O3 (hematita), -
Fe2O3, -Fe2O3 (maghemita) y -Fe2O3. Las fases -Fe2O3 y -Fe2O3 son poco
frecuentes, difíciles de preparar, metaestables y existen sólo como nanopartículas2. En
el presente trabajo se ha utilizado la técnica sol-gel en la preparación de láminas
delgadas de Fe2O3 de un modo sencillo y reproducible, prestando especial atención a
las condiciones de crecimiento que favorecían la presencia de una de las fases frente a
las otras. Asimismo, se ha estudiado el efecto de la composición, la presencia de
dopantes, la temperatura de tratamiento y el sustrato en las propiedades estructurales
de los recubrimientos. Las láminas se han caracterizado mediante difracción de rayos
X, microscopía de fuerza atómica y espectroscopía Mössbauer. Los resultados, aunque
preliminares, han permitido estabilizar la fase -Fe2O3 e identificar la fase -Fe2O3 en
varias muestras. Todo ello demuestra el potencial de esta técnica para la síntesis
reproducible y controlable de todas las distintas nanoestructuras de polimorfos de óxido
de hierro (III) como primer paso para su posible empleo como elementos en electrónica
basada en óxidos.
1K.C. Barick, B.S.D.Ch.S. Varaprasad, D. Bahadur, J. Non-Cryst. Solids. 356 (2010)
153-159 2J. Tucek, R. Zboril, A. Namai, S. Ohkoshi, Chem. Mater. 22 (2010) 6483-6505.
S1-P3
10
Nuevos Materiales Multiferroicos Magnetoeléctricos: Sistema
Ternario BiMnO3 – BiFeO3 – PbTiO3
C. M. Fernández-Posada, H. Amorín, C. Correas, T. Hungría, M. Algueró y A. Castro
Materiales para Tecnologías de la Información, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC. Cantoblanco, 28049 Madrid
e-mail: [email protected]
Los materiales multiferroicos magnetoeléctricos
presentan propiedades únicas que son de gran
interés para un número de nuevas tecnologías.
Estos podrían habilitar un abanico de nuevas
tecnologías, tales como memorias de acceso
aleatorio no volátiles de escritura eléctrica y
lectura magnética. En este trabajo se presentan
los resultados de la mecanosíntesis de fases
únicas y procesado de cerámicas del sistema
ternario xBiMnO3 - yBiFeO3 - (1-x-y)PbTiO3, en
un rango de composiciones entre las regiones
de fases morfotrópicas (MPB) de los sistemas
0.7BiFeO3-0.3PbTiO3 y 0.4BiMnO3-0.6PbTiO3.
Figura 1. Diagrama de fase del sistema ternario
BiMnO3 BiFeO3 PbTiO3
El término multiferroicidad se aplica a materiales que presentan en la misma fase, dos
o los tres órdenes ferroicos primarios. Los multiferroicos más interesantes son aquellos
que presentan acoplo entre la ferroelectricidad y el magnetismo, estos son
multiferroicos magnetoeléctricos. Los mejores candidatos para presentar propiedades
multiferroicas son los óxidos tipo perovskita (ABO3), con cationes magnéticamente
activos ocupando la posición B y cationes situados en la posición A altamente
polarizables con pares electrónicos no compartidos ns2 estereoquímicamente activo.
Este es el caso de los óxidos BiFeO3 y BiMnO31 y de la solución sólida que forman con
el PbTiO3.2,3 En ambas soluciones sólidas aparece un MPB entre los polimorfos de
simetría romboédrica (BiFeO3), ortorrómbica (BiMnO3) y tetragonal (PbTiO3).
En esta comunicación se presenta la caracterización estructural de las fases
pulverulentas nanocristalinas y el estudio de la estabilidad de fase y coexistencia de los
diferentes polimorfos en función del tratamiento térmico, además de la caracterización
micro-estructural, y de las propiedades eléctricas y ferroeléctricas de las cerámicas.
C.M. Fernández-Posada agradece la ayuda FPI-MICIN 2012. El trabajo ha sido financiado por el proyecto MAT2011-23709. Se agradece la colaboración científica de Dª Inmaculada Martínez. 1 A. Castro et al, Chem. Mater. 2010, 22, 541−550 2 C. Correas et al, J Mater. Chem. 2011, 21, 3125−3132 3 Hungría et al, Chem. Eur. J. 2012,18, 9075−9082
REFERENCIA: S1-P2 REFERENCIA: S1-P2
S1-P4
11
Estructura y composición de láminas
delgadas de (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3
Dulce Pérez-Mezcua1,2, Rafael Sirera2,Iñigo Bretos1, Jesús Ricote1, Ricardo Jiménez1,
Luis Fuentes-Cobas3, Ramón Escobar1, Daniel Chateignier4 y M. Lourdes Calzada1
1Instituto Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC. Cantoblanco 28049 – Madrid. España. 2 Dpto. de Química y Edafología. Universidad de Navarra. 31080 – Pamplona, Navarra, España.
3Centro de Investigación en Materiales Avanzados, 31109-Chihuahua, Mexico. 4 Lab. de Cristallographie et Sciences des Matériaux (CRISMAT-ENSICAEN)14050 – Caen, Francia
e-mail: [email protected] Soluciones sólidas de (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3
(BNBT) se consideran una buena alternativa para substituir al (Pb(ZrxTi1-x)O3 en dispositivos electrónicos como sensores piezoeléctricos, o memorias no volátiles1. Cerámicas de BNBT, presentan coexistencia de las fases tetragonal y romboédrica para composiciones cercanas a la frontera de fase morfotrópica, (MPB),
x0.055, donde se produce una mejora de las propiedades piezo-ferroeléctricas2. La tendencia actual hacia la miniaturización del dispositivo exige la preparación de estos materiales en forma de lámina delgada. En este sentido, el depósito de la película mediante la técnica de “chemical solution deposition (CSD)” ofrece ventajas como bajo coste o alta homogeneidad.
En este trabajo, se han fabricado láminas delgadas por CSD de (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3
(x=0.035-0.150) con composiciones nominales estequiométricas (BNBT) y conteniendo
excesos de Bi3+ y Na+ (BNBTxs). Bi3+ y Na+ tienen una alta volatilidad a la temperatura
de cristalización de la lámina depositada, por lo que tradicionalmente se incorporan
excesos de estos elementos a la disolución precursora para compensar estas
pérdidas3. El estudio estructural se ha realizado con difracción de rayos X utilizando la
Cu=1.54 Ǻ y con radiación sincrotrón (=0.97354 Ǻ). El refinamiento Rietiveld realizado
sobre los patrones experimentales de DRX muestra la fracción volumétrica de fases
tetragonal/romboédrica en función del contenido de Ba2+ y un desplazamiento del MPB
al introducir excesos de Bi3+ y Na+. El MPB se sitúa a x0.055 y x0.10 para BNBT y
BNBTxs, respectivamente. Por Espectrometría de Retrodispersión Rutherford (RBS) se
demostró que los excesos incorporados en las láminas BNBTxs no se volatilizaban
totalmente durante la cristalización y que se incorporaban a una intercara enriquecida
en BixPt. Estos resultados demuestran que no es necesario la incorporación de
excesos de elementos volátiles para la preparación de láminas de BNBT con estructura
perovskita en la zona del MPB y con perfiles composicionales homogéneos. 1Maeder M.D.; Damjanovic D.; Setter N. Journal of Electroceramics 2004, 13, 385-92
2Rödel J.; Jo W.,;Seifert K.; Antón E.; Granzow T.; Damjanovic D. Journal of American Ceramic Society 2009, 92, 1153-77
3Alonso D.; Jiménez R.; Bretos I.; Calzada M. L. Journal of American Ceramic Society 2009, 92[10], 2218-25
S1-P5
12
Propiedades funcionales de láminas delgadas libres de plomo con
composiciones cercanas a la frontera de fase morfotrópica de (Bi0.5Na0.5)1-XBaxTiO3
Armando Janier Perez Rivero1, J. Ricote1, I. Bretos1, M.L. Calzada1, J. Pérez de la Cruz2, J.R.A.
Fernandes2, R. Jiménez1
1Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain. 2INESC TEC – INESC Technology and Science, Portugal.
[email protected] Debido a las estrictas normas medioambientales, la búsqueda de materiales piezoeléctricos libres de plomo para ser aplicados en dispositivos electrónicos, es cada vez más intensa. La solución sólida (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(BNBT) con composiciones cercanas a la frontera de fase morfotrópica (MPB x=0.06, Fig.)[1] es, debido a sus altos valores de coeficientes piezoeléctricos, un candidato prometedor para remplazar a los empleados actualmente que contienen Pb. La evolución de la aplicación de estos materiales
hacia dispositivos integrados, hace indispensable su preparación como láminas delgadas. Figura 1: Temperatura de
transición de fase
obtenida para las láminas
delgadas
estequiométricas [puntos
rojos] y láminas con
excesos de Bi y
Na(puntos amarillos), en
el diagrama reportado
para cerámicas[1].
En este trabajo se realiza un estudio de las propiedades ferro-piezoeléctricas de
láminas delgadas de BNBT con composiciones cercanas a la MPB. Las láminas
delgadas fueron preparadas por el método de depósito de disoluciones químicas (sol-
gel), preparando dos juegos de muestras uno con soles de composiciones
estequiométricas y otro con un 10% de excesos de Bi y Na para compensar las
posibles pérdidas por volatilización. Entre las láminas con composiciones
nominalmente estequiometrias la lámina con x=0.055 (BNBT5.5) presentó los mayores
valores de polarización remanente Pr = 12.33 µC/cm2 mientras que en las muestras con
excesos el mayor valor correspondió la muestra con x=0.10 (Pr = 11.93 µC/cm2). Para
establecer la posición de la MPB se estudió la evolución de las propiedades
ferroeléctricas con la temperatura, observando que en las muestras sin excesos se
reproducía el diagrama de fases reportado para estos materiales en forma de
cerámicas y se corroboró un desplazamiento de la misma en las láminas con excesos
de Bi y Na. Otro resultado interesante fue que se determinó el carácter de la transición
de fase de baja temperatura obteniendo una transición de tipo ferroeléctrico-relaxor,
como se ha reportado recientemente para estas composiciones en cerámicas [2].
Finalmente se midieron las propiedades piezoeléctricas macroscópicas obteniendo los
mejores valores para las muestras preparadas de forma estequiométricas con x=0.055
y x=0.08 con d33~18.8 pm/V and d33~19.2 pm/V respectivamente. 1T. Takenaka T ET AL. Jpn J Appl Phys 1991;30:2236–9
2W. JoET AL. J. Appl. Phys. 2011; 110, 074106
S1-P6
13
Prevención de la coagulación de suspensiones acuosas de
nanopartículas cerámicas equiaxiadas mediante la adición de nanotubos de
carbono
Víctor M Candelarioa,b, Ángel L. Ortiza y Rodrigo Morenob
a Dpto. de Ingeniería Mecánica, Energética y de los Materiales, Universidad de Extremadura, 06006 Badajoz, España
b Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28049 Madrid, España e-mail: [email protected]
Existe un creciente interés en la fabricación de materiales cerámicos nanoestructurados reforzados con nanotubos de carbono (CNTs), ya que se espera la mejora de las propiedades mecánicas y tribológicas. Un aspecto clave en este caso es la correcta mezcla de los nano-polvos con los CNTs. El objetivo de este trabajo es el estudio del procesado coloidal acuoso así como del comportamiento reológico de suspensiones acuosas de mezclas de nanopartículas de SiC+YAG sin y con la adicción de CNTs como fase reforzante.
Es de esperar que las nanopartículas cerámicas equiaxidas y la mezcla de ellas
exhiban un comportamiento pseudoplástico con una buena dispersión coloidal en
medio acuoso, mientras que para las fases con un gran factor de aspecto como por
ejemplo los CNTs se espera un comportamiento dilatante. En esta presentación se
muestran evidencias experimentales contrarias que demuestran la ocurrencia de una
severa coagulación a elevadas velocidades de cizalla en suspensiones acuosas semi-
concentradas coloidalmente estables de nanopartículas de SiC equiaxiadas (fase
mayoritaria) mezcladas con nanopartículas equiaxiadas de Y3Al5O12 (aditivo de
sinterización en fase líquida), y como la incorporación de CNTs previene la coagulación
si a la suspensión se le aplica un tiempo de dispersión con ultrasonidos
convenientemente.
Se observa que a pesar de que para velocidades de cizallas moderadas las
suspensiones muestran su comportamiento natural pseudoplástico, la coagulación es
un fenómeno inherente al procesado coloidal acuoso de estas suspensiones por
encima de una determinada velocidad de cizalla crítica, aunque la coagulación ocurre a
velocidades de cizalla mayores y con menor reopexia conforme mejora la dispersión
inicial con el uso de ultrasonidos. En el presente trabajo se describe el mecanismo por
el cual ocurre la coagulación y por el que los CNTs lo previenen, además de discutir
las amplias implicaciones que este fenómeno tiene para el procesado acuoso de
cerámicos nanoestructurados y composites cerámicos.
S2-P1
14
Estudio de la adsorción de aditivos sobre Ti(C,N) mediante AFM y QCM
Juan Escribano, Begoña Ferrari y Javier Sánchez Herencia
Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, c/Kelsen 5, 28049 Madrid e-mail: [email protected]
En este trabajo se estudia la adsorción de distintos aditivos sobre la superficie de Ti(C,N) con el fin de seleccionar los óptimos para la estabilidad coloidal de las suspensiones. Con este objetivo se ha llevado a cabo la monitorización de los fenómenos de adsorción mediante medidas de reología, el uso de AFM y QCM. La utilización de esta instrumentación ha permitido el estudio de las fuerzas de interacción superficial para establecer los mecanismos de estabilización que aportan dichos aditivos. Estos mecanismos son esenciales para entender el efecto que generan los aditivos en la dispersión del Ti(C,N).
El uso de aditivos para mejorar la estabilidad y dispersión de suspensiones coloidales
es una práctica generalizada. Esta metodología resulta especialmente relevante en el
caso de las suspensiones con alto contenido en sólidos, en las cuales la proximidad
entre las partículas hace que las fuerzas atractivas de Van der Waals adquieran mayor
importancia. Los aditivos empleados pueden generar distintos mecanismos de
estabilización en función de su naturaleza. Así pues, dispersantes poliméricos inducen
mecanismos de estabilización estéricos, mientras que dispersantes iónicos (es decir,
polielectrolitos tanto catiónicos como aniónicos) dan lugar a mecanismos de
estabilización electrostéricos.
En este trabajo se ha estudiado la adsorción de diversos aditivos con distintos grupos
funcionales y su influencia en suspensiones de Ti(C,N). En concreto se han estudiado
dos surfactantes con grupo funcional ácido (-COOH) y dos surfactantes con el grupo
funcional amina (-NH2). A través de medidas de fuerzas de interacción, mediante el uso
de la microscopía de fuerzas atómicas (AFM), y monitorización de la adsorción,
mediante la balanza de cristal de cuarzo (QCM) se pueden establecer los mecanismos
de estabilización que proporciona cada aditivo. De la misma manera se puede
determinar el efecto de los mismos en la viscosidad, de las suspensiones de alto
contenido en sólidos.
S2-P2
15
Procesamiento de materiales con macroporosidad controlada
empleando aditivos de la industria alimentaria
Esther Molero Romero, Begoña Ferrari y Antonio Javier Sánchez Herencia.
Departamento Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, Kelsen 5, 28049 Madrid e-mail: [email protected]
Fabricación de materiales con elevada porosidad utilizando agentes gelificantes empleados en la industria alimentaria, tales como polisacáridos, y formadores de poros basados en carbonatos, mezclado con suspensiones cerámicas y/o metálicas. Una aplicación de estos materiales es para ánodos de pilas de combustible SOFC.
Las membranas metalocerámicas tienen una especial relevancia como
electrocatalizadores en dispositivos de generación de energía. Sus propiedades
catalíticas y conductoras están estrechamente relacionadas con la percolación de
ambos materiales en la estructura porosa, por lo que el tamaño de los poros y su
distribución en la membrana han de ser optimizados en función de cada aplicación. En
este trabajo se propone el empleo de agentes gelificantes, como la carboximetilcelulosa
(CMC) y el gluten, para el conformado de membranas macroporosas a partir de
suspensiones mixtas de Ni y circona estabilizada con itria (8YSZ), en las que se ha
considerado el uso de carbonatos como formadores de poros. Se ha abordado el
estudio de diferentes cantidades del formador de poros y el gelificante, en función de la
reología de las suspensiones, así como de las características microestructurales del
material preparado: densidad en verde, densidad del material sinterizado y
homogeneidad de la microestructura de las muestras procesadas. Finalmente se ha
estudiado la evolución de la resistencia de las estructuras obtenidas en el rango de
temperaturas de IT-SOFC.
S2-P3
16
Eliminación de Cr(VI) en aguas de lavado mediante hidróxidos dobles
laminares. Obtención de eco-precursores de pigmentos cerámicos
M.Oset, I.Nebot-Díaz
Escola Superior de Ceràmica de l’Alcora, España Avda. Corts Valencianes 23, 12110 L’Alcora (Castellón)
e-mail: [email protected]
Se estudia la eliminación de Cr(VI) presente en las disoluciones acuosas resultantes del proceso de lavado de los pigmentos cerámicos, mediante la adsorción de los cromatos en compuestos tipo hidrotalcita, que posteriormente se pueden utilizar como precursores de pigmentos cerámicos. El trabajo ofrece una solución a la remediación ambiental de un residuo tóxico y peligroso y al mismo tiempo revaloriza los residuos del tratamiento en la fabricación de pigmentos cerámicos
Variación de tonalidades de pigmentos cerámicos obtenidos
mediante el proceso de adsorción de Cr(VI)
El cromo se utiliza ampliamente en la industria de la cerámica en la formulación de
varios de los pigmentos cerámicos empleados habitualmente. Debido a la atmósfera
oxidante durante el proceso de cocción, la mayor parte del cromo se oxida para formar
Cr(VI), muy soluble en medios acuosos. Estas disoluciones son altamente
contaminantes y perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana, lo que hace
que todos los residuos generados deban ser tratados como altamente tóxicos.
En el presente trabajo, y como principal novedad en el sector cerámico, se demuestra
la capacidad que presentan los compuestos tipo hidrotalcita (CTH) para adsorber el
Cr(VI) presente en las aguas de lavado de los pigmentos cerámicos.
Los CTH, o hidróxidos dobles laminares, presentan una estructura de capas múltiples,
que consiste en capas de hidróxidos de metales divalentes, sustituidos parcialmente
por metales trivalentes. El exceso de carga positiva se compensa con la intercalación
de aniones entre las láminas de hidróxidos.
Se han estudiado tres sistemas en los que se han modificado los metales divalentes,
con el objeto de obtener diferentes precursores de pigmentos cerámicos. Los metales
estudiados han sido Mg, Co y Ni. Los CTH preparados, se han puesto en contacto con
una disolución acuosa de Cr(VI) para verificar el proceso de adsorción, y se ha
analizado el porcentaje de Cr(VI) que se ha eliminado en función de la concentración
inicial del mismo. Los CTH obtenidos tras la adsorción del Cr(VI), se han tratado
térmicamente, demostrando su viabilidad para ser utilizados como precursores, no
tóxicos, para la obtención de pigmentos cerámicos. El presente trabajo, propone una
metodología para tratar residuos tóxicos y peligrosos con altos contenidos en Cr(VI), de
forma que se disminuye potencialmente su toxicidad al mismo tiempo que incorpora
esta especie como una fuente de Cr en los pigmentos cerámicos.
S2-P4
17
Síntesis y sinterización asistida por microondas de electrolitos para
IT-SOFCs
Jesús Prado-Gonjal1*, Emilio Morán1, Rainer Schmidt2
1 Dpto. Química Inorgánica I, Facultad de CC. Químicas, 2 Dpto. Física Aplicada III, Facultad de CC. Físicas, GFMC.
Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid e-mail: [email protected]
Se han sintetizado y sinterizado distintas cerias dopadas con tierras raras para su utilización como electrolito en pilas de combustibles de óxido sólido a temperatura intermedia (IT-SOFCs). La síntesis se ha llevado a cabo en un sistema de microondas-hidrotermal, mientras que la sinterización se ha realizado tanto calentando en horno convencional como empleando un novedoso horno microondas monomodal. Las distintas muestras se han caracterizado por difracción de rayos x (refinamiento Rietveld), microscopía de barrido y de transmisión, superficie BET y espectroscopía de impedancia.
En las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), la presencia de un electrolito que
permita una buena difusión de los iones óxido desde el ánodo al cátodo es
fundamental. Se está investigando en materiales basados en CeO2, con estructura
fluorita, en aplicaciones a temperaturas intermedias (IT-SOFCs). La introducción de
tierras raras como dopantes del material permite la creación de vacantes de oxígeno, lo
que facilita la movilidad de iones óxido1.
Se han sintetizado nanopartículas de Ce0.85RE0.15O1.925 (RE=Gd,Sm),
Ce0.8(Gd0.1Sm0.1)O1.9 y Ce0.8Sm0.18Ca0.02O1.9 en tan solo 30 minutos, combinando los
métodos de síntesis hidrotermal y microondas2. La sinterización de estas muestras se
ha realizado mediante tratamiento térmico, tanto en horno convencional como en horno
microondas monomodal, empleando el modo TE102 y depositando la pastilla en un
crisol de SiC, que actúa como susceptor de la radiación, lo que genera temperaturas
superiores a 1450º C en cuestión de segundos. El tiempo empleando en la
sinterización es inferior a una hora. En todos los casos se obtiene una alta densidad
(superior al 90%) y baja porosidad. La fácil sinterización de los materiales debido a su
tamaño nanométrico ayuda a aumentar la conductividad iónica en las fronteras de
grano, encontrando los valores más altos en el caso de Ce0.8Sm0.18Ca0.02O1.9. Esta
metodología de síntesis y sinterización puede extenderse a otros electrolitos SOFCs. 1Peña-Martínez, J. et al., Anales de Química 2008, 102(4), 5-14 2Prado-Gonjal, J.; Schmidt, R.; Espíndola-Canuto, J.; Ramos-Alvarez, P.; Morán, E., Journal of Power Sources 2012, 209,163-171
S3-P1
18
Síntesis y caracterización de materiales con estructura perovskita
como componentes en dispositivos de generación energética
Alejandro Gómez, Juan C. Pérez, Ulises Amador, Flaviano García, Clemens Ritters,
German Castro
Dpto. Química, Facultad de Farmacia, Universidad CEU-San Pablo, Urb. Montepríncipe, Boadilla del Monte, E-28668 Madrid, España
e-mail: [email protected]
El uso de materiales con estructura perovskita como electrodos en dispositivos energéticos, ha sido la motivación para la realización de esta tesis doctoral en el marco de la Ciencia de Materiales y Química de Estado Sólido. Durante esta tesis, se han preparado muchos
materiales de fórmula general La2-xA’xMTiO6-
con (A’ = Sr, vacantes y M = Co, Ni y Cu) y caracterizados estructural y eléctricamente. Los objetivos son el posible uso de estos óxidos como componentes de dispositivos SOFC, IT-SOFC y baterías de Li/Aire.
En el marco de la investigación de materiales para dispositivos SOFC y las
relativamente nuevas baterías de Li/Aire1, la búsqueda y diseño de materiales con
propiedades de conducción mixta, electrónica e iónica, es deseable. A parte de
presentar propiedades de conducción aceptables, es también de vital importancia que
las propiedades electroquímicas (catálisis de la reducción de O2 rápida y efectiva que
minimice las pérdidas por resistencia a la polarización en el dispositivo) sean
razonablemente buenas. Para ello se aprovecha la posibilitad de dopar aliovalente la
posición A de la perovskita para introducir vacantes de oxígeno móviles en la estructura
y/o estados de oxidación mixtos en los cationes B que mejoran las propiedades de
conducción electrónica2.
La estrategia a seguir para el estudio de estos materiales es la que muestra la figura.
En esta presentación, debido al reducido tiempo, voy a centrarme en la resolución
estructural de los materiales con fórmula La2-xSrxCoTiO6 (0 ≤ x ≤ 1.0) mediante el uso
simultáneo de Rayos-X (sincrotrón) y neutrones, apoyado con medidas TEM y HRTEM.
Además se presentará el novedoso ajuste por ‘modos de simetría’ frente al tradicional
Rietveld, recientemente implementado en el software FullProf en asociación con
investigadores de la Universidad del Pais Vasco (Bilbao Crystallographic Server)3,4. 1Ormerod, R. M. Chemical Society Reviews 2003, 32, 17.
2Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. The Journal of Physical
Chemistry Letters 2010, 1, 2193. 3Perez-Mato, J. M.; Orobengoa, D.; Aroyo, M. I. Acta Crystallographica Section A 2010, 66, 558.
4Orobengoa, D.; Capillas, C.; Aroyo, M. I.; Perez-Mato, J. M. Journal of Applied Crystallography 2009, 42,
820.
S3-P2
19
Nuevos cátodos para IT-SOFC: "cobaltitas y manganitas"
Daniel Muñoz-Gil, Domingo Pérez-Coll; Susana García-Martín
Dpto. de Química Inorgánica, Facultad de C.C. Químicas, Universidad Complutense, Madrid-2804, España.e-mail: [email protected]
El GdBaCo2O5+ ha mostrado ser un material con interesantes propiedades como cátodo en IT-SOFC. Generalmente, las cobaltitas poseen excepcionales valores de conductividad eléctrica y buena conductividad iónica pero la aplicación de estos materiales está limitada por el coeficiente de expansión térmica y la estabilidad química con YSZ. La sustitución de parte del Co por otros metales de transición como Fe o Mn y la utilización de otros electrolitos como puede ser GDC pueden mejorar de manera importante los problemas de estabilidad y coeficientes de expansión térmica.
1.4 1.6 1.8
0.01
0.1
1
Co1.8Fe0.2
Co1.6Fe0.4
Co1.4Fe0.6
Co1.2Fe0.8
CoFe
Co0.8Fe1.2A
RS
(
.cm
2)
1000/TºC
700 650 600 550
La sustitución de Gd por otro elemento lantánido da lugar a un tipo de conductores mixtos
recientemente estudiados de formula general LnBaCo2O5+ (Ln=Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, and Ho). Estos óxidos también presentan un buen comportamiento como cátodos en
IT-SOFC. La estructura cristalina de estos materiales está relacionada con la estructura
“112”, que para un determinado intervalo de contenido en oxigeno se puede describir
como bipirámides de Co en capas que contienen el catión Ba intercalando con capas del
catión Ln1. Este orden laminar parece favorecer la difusión de aniones O2- en la
estructura2. Este hecho, ha originado un enorme interés en el desarrollo de estos
materiales como cátodos de pilas de combustible tipo SOFC de temperaturas de trabajo
intermedias.
Nosotros estamos estudiando la influencia en la microestructura cristalina y en las
propiedades electrónicas al sustituir el Co por Fe y Mn y el comportamiento de estos
materiales como cátodos en pilas de combustible. Los valores de resistencia de
polarización obtenidos en algunos de los sistemas estudiados a diferentes temperaturas
empleando Ce0.9Gd0.1O2- como electrolito indica que algunos de estos materiales son
potenciales cátodos para IT-SOFC aplicaciones.
1Maignan, A.; Martin, C.; Pelloquin, D.; Nguyen, N.; Raveau, B. Journal of Solid State Chemistry 1999, 142, 247-260 2Taskin A. A., Lavrov A. N., Yoichi A., Progress in Solid State Chemistry 35, (2007), 481.
S3-P3
20
Estabilidad a largo plazo de sellos vitrocerámicos del sistema SiO2-B2O3-
BaO/SrO-MgO-ZnO para SOFC
Sonia Rodríguez, María J. Pascual
Departamento de Vidrios, Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), C/Kelsen 5, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain
e-mail: [email protected]
El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de materiales vitrocerámicos con propiedades optimizadas para su uso como sellos en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) ligeras. Estas pilas se pueden utilizar en unidades auxiliares de potencia (APU) para automoción y dispositivos portátiles.
Este trabajo está centrado en el diseño y desarrollo de materiales vitrocerámicos dentro
del sistema SiO2-B2O3-BaO/SrO-MgO-ZnO con alta resistencia mecánica para el
sellado de pilas de de combustible de óxido sólido (SOFC) ligeras. Para la aplicación
del sello se han usado dos rutas distintas de procesamiento: sinterización-cristalización
a partir del vidrio en polvo y soldadura asistida por láser. Las cinéticas de sinterización
y cristalización, las fases cristalinas y las micro-estructuras de estos materiales han
sido caracterizadas por microscopía de calefacción, ATD, XRD y microscopía
electrónica de barrido. También se han realizado estudios del comportamiento termo-
mecánico, reactividad y estabilidad de las uniones tras ser sometidas a largos períodos
de tiempo a la temperatura de operación de la pila (800ºC) y a ciclos térmicos.
Vitrocerámico
Electrolito
Ánodo
S3-P4
21
Estudio de las propiedades del SrZr0.9Y0.1O3-δ como electrolito de
conducción protónica
Gemma Heras-Juaristi, Domingo Pérez-Coll* y Glenn C. Mather*
Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Cantoblanco, Madrid, Spain e-mail: [email protected]
En este trabajo se realiza el estudio de las propiedades eléctricas del compuesto SrZr0.9Y0.1O3-δ (dopado con 4% mol de ZnO) como posible candidato para ser utilizado como electrolito en electrolizadores cerámicos de conducción protónica (PCEC), centrándose principalmente en la determinación de los números de transporte de protones, iones de oxígeno y electrones (huecos). El estudio se engloba dentro del Campo de la Ciencia y Tecnología de Materiales para Aplicaciones Electroquímicas.
Se preparó la composición de SrZr0.9Y0.1O3-δ en forma de membrana densa por
reacción en estado sólido a partir de SrCO3, ZrO2, y Y2O3 (con la adición de 4 % mol de
ZnO como agente de sinterización) y una posterior temperatura de sinterización entre
13001500 º C. Se analizó la pureza de la fase cristalina y los parámetros de red de la
estructura mediante difracción de rayos X, y se caracterizó la microestructura por
microscopia electrónica de barrido. La conductividad eléctrica en diferentes atmósferas
se estudió mediante espectroscopia de impedancias, mientras que las propiedades de
transporte mixto se analizaron mediante el método de fuerza electromotriz modificado,
que permite corregir el efecto de polarización de los electrodos. En condiciones
oxidantes secas el material presentó conductividad electrónica e iónica de oxígeno, con
unos números de transporte iónico en el rango de 0.630.78 entre 750900 º C. Por
otro lado, en condiciones húmedas, las principales contribuciones al transporte de
carga eléctrica fueron atribuidas a la presencia de conductividad protónica y electrónica
con un número de transporte protónico a 700 º C comprendido en el intervalo 0.790.88
para pH2O entre 5x10-45.7x10-3 atm.
S3-P5
22
Electrodos para Producción de Hidrógeno por Eletrólisis de Residuos
Orgánicos
Camila Torres1, Célia de Fraga Malfatti1, Eva Chinarro2 y Berta Moreno2
1Dpto. de Metalurgia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves, 9500 91501-970 – Porto Alegre/RS, Brasil
2Instituto de Cerámica y Vidrio, Universidad Autónoma de Madrid, C/Kelsen 5, Campus de Cantoblanco. 28049 Madrid
[email protected] La producción de hidrógeno por electrólisis del agua, tendrá un papel muy importante en los países que tienen un gran potencial para la producción de energía eléctrica renovable. La electrólisis del agua se presenta como una excelente alternativa para la producción de hidrógeno, ya que es técnicamente un método probado, fácil de transferir la tecnología y con buena eficiencia. Este trabajo tiene como objetivo producir hidrógeno por electrólisis con la reutilización de residuos orgánicos, a través del desarrollo de nuevos electrodos que son económicamente ventajosas.
Curvas de polarización de los electrodos Ni y Ni-PAni en KOH 1M con 1M sacarosa.
Producción de hidrógeno mediante la electrólisis del agua es una tecnología
demostrada de más de un siglo. Permite a beneficios tales como el uso de la
electricidad disponible, reduciendo las emisiones de CO2 y la posibilidad de interacción
con fuentes renovables [1]. Para que esta técnica sea más eficiente y rentable, se
necesita la selección de materiales para los electrodos de bajo costo con buena
actividad electrocatalítica. En este trabajo se propone el desarrollo de electrodos de
níquel activos, eficientes, estables y de bajo costo para producir hidrógeno a partir de
proceso de electrólisis en medio acuoso, proporcionando el desarrollo de un sistema
útil también para su uso con residuos orgánicos. Para ello, se prepararon electrodos
con Ni y Ni-PAni por electrodeposición. Se evaluó la composición química, morfología y
el comportamiento electroquímico de los electrodos obtenidos. Los resultados
obtenidos hasta el momento indican que los electrodos de Ni-PAni mostraron un
comportamiento más eficiente en comparación con los electrodos de Ni.
1 SERRA, E.T.; FURTADO, J.G.M.; SOARES, G.F.W.; NETO, A.C. Rio de Janeiro:
CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, 2005.
S3-P6
23
Síntesis y Caracterización de electrolitos sólidos en el sistema
híbrido SiO2 – PEGn para aplicación en microbaterías de Ión Li
John F. Vélez, Mario Aparicio, Jadra Mosa
Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), C/ Kelsen 5. 28409 Madrid [email protected]
La sociedad moderna está demandando nuevas fuentes de energía que suplan las necesidades energéticas de un mundo en rápido crecimiento tecnológico. En el siglo pasado, la mayor parte de esta energía se proporcionó usando combustibles fósiles. Sin embargo, en la actualidad se acepta que las emisiones gaseosas provenientes de la quema de combustibles fósiles y la biomasa, no sólo contaminan el aire, sino que también están creando un calentamiento global con consecuencias alarmantes.
Las baterías de ión- litio se presentan como uno de los sistemas de almacenamiento más prometedores para el siglo XXI en cuanto al panorama energético actual. Uno de los campos de investigación más activos en el campo de las baterías de ión-Li es el desarrollo de electrolitos sólidos eficientes1-3.Una microbatería de ión litio es un dispositivo de lámina delgada completamente sólido, en el cual el electrolito es un conductor sólido de Li+ de naturaleza polimérica, inorgánica (materiales vítreos, cerámicos y vitrocerámicos) o híbrida orgánico-inorgánica. En este trabajo, se han sintetizado electrolitos híbridos orgánico-inorgánicos en forma
de lámina delgada por la ruta sol-gel en el sistema TEOS/PEG. Se ha variado tanto la
relación orgánico/inorgánico, como el precursor de Li (LiTFSA=LiN(CF3SO2)2, ó
LiOTf=Li(CF3SO3)) o la longitud de la cadena del precursor PEG. Se ha caracterizado
el material mediante análisis térmico y espectroscopias Raman y FTIR. Además, se ha
determinado la conductividad iónica, el número de transporte y la ventana
electroquímica. Se han obtenido conductividades del orden de 10-5 S/cm a temperatura
ambiente para una relación molar TEOS/PEG400=T/P=1.0 y una relación [O]/[Li]=9,54
con la sal LiTFSA.En la Figura se muestra el diagrama Arrhenius para composiciones
similares variado el contenido orgánico/inorgánico. Los resultados indican que el
material híbrido desarrollado puede ser utilizado como electrolito en una batería de ión-
Li.
1Aifantis, K. E.; Hackney, S.; Vasant Kumar, R. High Energy Density Lithium Batteries;
WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2010. 2Goodenough, J. B.; Kim, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 587 3Quartarone, E.; Mustarelli, P. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2525
1,00E-06
1,00E-05
1,00E-04
1,00E-03
1,00E-02
2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4
Lo
g(σ
) (S
/cm
)1000/T (K-1)
T/P=1_LiTFSA
T/P=2_LiTFSA
T/P=3_LiTFSA
Diagrama de Arrhenius para diferentes composiciones
TEOS/PEG400 con la sal LiTFSA
S3-P7
24
Sustitución aniónica de nitrógeno y
flúor en vidrios de fosfato de litio
Nerea Mascaraque, Alicia Durán, Francisco Muñoz
Departamento de Vidrios, Instituto de Cerámica y Vidrio, C/ Kelsen, 5, 28049, Madrid (España) e-mail: [email protected]
Los vidrios de fosfato de litio pueden ser utilizados como electrolitos sólidos para baterías de litio. La mejora de sus propiedades tales como conductividad iónica, resistencia térmica y mecánica, y durabilidad química es uno de los objetivos de este trabajo. Esta mejora puede llevarse a cabo mediante la sustitución aniónica del oxígeno por nitrógeno y flúor. El estudio estructural de estos vidrios permitirá entender los cambios en la conductividad iónica, de tal forma que se pueda establecer un mecanismo de conducción.
Los vidrios de fosfato de litio han captado mucha atención en los últimos años por su
aplicación como electrolitos sólidos para baterías recargables de litio. Los electrolitos
sólidos poseen varias ventajas comparadas con los líquidos: no contaminan, no tienen
compuestos orgánicos inflamables y no es necesario un separador para prevenir el
contacto físico entre ambos electrodos. Bates y colaboradores1 desarrollaron un nuevo
material amorfo basado en un fosfato de litio nitrurado (LiPON) el cual fue adecuado
para aplicarlo como electrolito en microbaterías de litio.
La sustitución de oxígeno por nitrógeno en vidrios de fosfato produce el aumento de la
conductividad iónica2 (σ) así como de la estabilidad química3, lo que ha provocado el
aumento de investigaciones para su aplicación en dispositivos de almacenamiento y
conversión de energía. Según trabajos previos, la mejora de la σ también es posible
mediante la sustitución de flúor por oxígeno4. Este trabajo presenta un estudio de la
síntesis de vidrios de fosfato de litio donde el oxígeno es sustituido por nitrógeno y
flúor, con el objetivo de mejorar la conductividad iónica.
En vidrios de composición Li2O-LiF-P2O5, la nitruración produce la pérdida total de flúor
durante la reacción del fundido con NH3, por lo que se ha llevado a cabo un nuevo
proceso que consiste en 2 pasos o en una doble fusión. En este nuevo método de
síntesis, el punto más interesante es la obtención de vidrios con alto contenido de litio
donde N y F coexisten. Por otro lado, en este trabajo se realiza una caracterización de
las propiedades, tales como Tg y σ, y la estructura determinada mediante RMN; que
permite un estudio detallado del efecto del F y el N en fosfatos de litio. 1 Bates, J.B.; Dudney, N.J.; Gruzalski, G.R.; Zuhr, R.A.; Choudhury, A.; Luck, C.F.; Robertson, J.D., J. Power Sources, 1993, 43, 103-110.
2 Mascaraque, N.; Fierro, J.L.G.; Durán. A; Muñoz, F., Solid State Ionics, 2013, 233, 73-79.
3 Le Sauze. A ; Marchand, R., J. Non-Cryst. Sol., 2000, 263-264, 285-292.
4 Chowdari, B.V.R.; Mok, K.F.; Xie, J.M.; Gopalakrishnan, R., Solid State Ionics, 1995, 76, 189-198.
S3-P8
25
Compresión de micropilares monocristalinos de LiF [111]: efectos del tamaño, irradiación y temperatura
Rafael Soler1, Javier Segurado1,2, Javier Llorca1,2 y Jon M. Molina-Aldareguia1
1Instituto IMDEA Materiales, C/ Eric Kandel 2, Tecnogetafe, 28906, Getafe, Madrid 2Dpt.o de Ciencia de Materiales, UPM and CISDEM, UPM-CSIC, E.T.S.I.C.C.P, 28040 Madrid
e-mail: [email protected]
La Nanomecánica se encarga de estudiar los cambios de comportamiento mecánico de la materia en estos niveles de escala. Particularmente, uno de ámbitos que está atrayendo un mayor interés son los denominados efectos del tamaño, que sugieren un importante incremento de la resistencia mecánica del material cuando se ensayan muestras micrométricas. El objetivo de esta investigación es profundizar en estos efectos del tamaño y tratar de comprender los fenómenos físicos responsables del cambio de propiedades del material.
Recientes investigaciones documentan importantes incrementos de la resistencia
mecánica de los materiales cuando se ensayan muestras de escala micrométrica,
fenómeno que ha sido acuñado con el término: efectos del tamaño (size effects). Estos
efectos han sido ampliamente documentados en metales FCC, y varias teorías
compiten actualmente por explicar este fenómeno. Sin embargo, la dependencia de los
efectos del tamaño con la naturaleza del material es todavía incierta, especialmente en
el caso de materiales cerámicos. Además, se añade el hecho de que la mayoría de
trabajos publicados emplean microscopios de haces enfocados (FIB) como técnica de
fabricación de las muestras. La fabricación con FIB es conocida por generar defectos
en la superficie de la muestra, y dado que la influencia de dichos defectos en los
efectos tamaño es desconocida, su uso como técnica para la fabricación de las
muestras genera dudas sobre el origen de los efectos tamaño. Finalmente, debido a las
dificultades propias de los ensayos realizados a elevadas temperaturas, la dependencia
de los efectos del tamaño con la temperatura es un área aún por explorar. El objetivo
del presente trabajo ha sido intentar contribuir a resolver las cuestiones arriba
expuestas. Para ello, se han llevado a cabo ensayos de compresión de micropilares
monocristalinos de LiF orientados en la dirección cristalográfica [111]. Dichos
micropilares han sido obtenidos siguiendo una novedosa técnica de producción que
evita el uso del FIB. A través del ensayo de estos micropilares hemos podido analizar
no sólo el efecto del FIB, sino también la dependencia de los efectos del tamaño con el
tipo de red cristalina y con la temperatura.
S4-P1
26
0 100 200 300 400 500
0
10
20
30
40
50
60
A10SiC
P (
N)
t (s)
A5SiC
Determinación de la tenacidad de
fractura de nanocompuestos Al2O3-SiC mediante ensayos de fractura estable
A. García-Prieto1, T. Rodríguez-Suárez2, R. I. Todd2 y C. Baudín1
1Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Kelsen 5, 28049, Madrid, España 2Department of Materials,University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PH,United Kingdom
e-mail: [email protected] A partir de los estudios realizados por Niihara (1991) que mostraron una extraordinaria mejora de las propiedades mecánicas de nanocompuestos respecto al material sin reforzar, existen numerosos trabajos de investigación en los que se describen valores de tenacidad de fractura de nanocompuestos de Al2O3-SiC.
En general, la caracterización del comportamiento en fractura de los materiales
cerámicos se realiza en términos del factor crítico de intensidad de tensiones en modo
I, KIC, determinado a partir de la carga máxima en un ensayo de fractura inestable,
realizado usando el desplazamiento como variable de control. Los valores de KIC así
obtenidos son superiores a los reales porque el trabajo realizado sobre la probeta no se
invierte exclusivamente en la propagación de la grieta. Por lo tanto, la determinación
precisa de KIC de materiales cerámicos requiere la realización de ensayos de fractura
estable, los cuales, además, proporcionan valores de la energía de fractura.
Se ha desarrollado en nuestro laboratorio un nuevo dispositivo experimental para
realizar de manera rutinaria ensayos estables de flexión en tres puntos de probetas
prismáticas con entallas rectas en forma de “V” (SEVNB, Single Edge V- Notched
Beams). Se utiliza como variable de control la apertura de los labios de la grieta
(CMOD, Crack Mouth Opening Displacement), ya que, de las tres variables de control,
carga, desplazamiento y crecimiento de grieta, es la única que crece de manera
continua durante todo el proceso de fractura.
En este trabajo se analizan ensayos de fractura estable de probetas prismáticas de
materiales nanocompuestos Al2O3-SiC (5 y 10% de fracción volumétrica) con entallas
rectas en forma de “V” (SEVNB, 4x6x50mm3, profundidad relativa de entalla: 0.5) en
flexión en tres puntos (distancia interapoyos: 40 mm). Los valores de KIC han sido
calculados a partir de la carga máxima y de la energía total de fractura, relacionándose
el primero con el inicio de fractura y el segundo con la propagación. Estos resultados se
compararon con un material de referencia de alúmina con un tamaño de grano similar
al de la matriz de los nanocompuestos.
S4-P2
27
Dimensionamiento de elementos de vidrio estructural bajo solicitación
estática y dinámica
Alberto Ramos*, Pelayo Fernández, María Jesús Lamela, Alfonso F. Canteli
Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación. Universidad de Oviedo. Campus de Viesques. 33203 Gijón, España.
* e-mail: [email protected]
El trabajo de investigación pretende desarrollar una aproximación integral para el dimensionamiento probabilístico de componentes de vidrio estructural, monolítico y laminado, bajo solicitación estática y dinámica, colaborando en la elaboración de una norma europea de vidrio. Se realizarán distintos ensayos de caracterización de los materiales constituyentes del vidrio laminado (vidrio y PVB), la determinación de tensiones mediante cálculo numérico por elementos finitos, la predicción probabilística de rotura incorporando una revisión de los criterios de rotura y la readaptación de los modelos numéricos a partir de los resultados de ensayos de análisis modal.
Relación entre la altura de caída del péndulo y la
respuesta del vidrio laminado
Hasta el momento se han realizado diferentes ensayos experimentales, de
caracterización viscoelástica del polivinil butiral (PVB), obteniendo la curva maestra de
comportamiento según el principio de superposición tiempo-temperatura (TTS); de
impacto blando en placas de vidrio monolítico y laminado; y ensayos estáticos con
anillos concéntricos dobles sobre probetas planas, con grandes superficies de
solicitación, analizando la probabilidad de fallo para vidrios recocidos,
termoendurecidos y templados. Utilizando análisis modal operacional, se determinaron
las frecuencias naturales y el amortiguamiento, tanto en condiciones de contorno libre,
como en condiciones operacionales del equipo de ensayos de impacto utilizado. A
través de estos parámetros modales se puede estimar el comportamiento frente a
cargas de impacto, facilitando así la calibración de un modelo numérico de elementos
finitos y se comprueban los modos que más influyen en el estudio de tensiones,
deformaciones y desplazamientos. Se comprueba la influencia del espesor de la capa
intermedia (PVB) en la capacidad de amortiguamiento del vidrio, y como para
laminados con espesores bajos de PVB, puede ser del mismo orden que la introducida
por elementos flexibles de fijación de la placa. Se obtiene una relación lineal entre la
respuesta de la placa y la magnitud del impacto, permitiendo así utilizar las hipótesis de
comportamiento lineal y viscoelástico-lineal para el vidrio y el PVB, respectivamente.
0 200 400 600 800 10000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Altura de caída [mm]
Re
sp
ue
sta
[g
]
S4-P3
28
Estudio de la oxidación de cromóforos de vidrios históricos mediante
Espectroscopia de Absorción de Rayos X
M. Abuín1,2, A. Serrano3, J. Chaboy4, M.A. García3,5 y N. Carmona2
1CEI Campus Moncloa, UCM-UPM, 28040 Madrid; 2Dpto. Física de Materiales, UCM, 28040 Madrid; 3Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28049 Madrid; 4Instituto de Ciencias de Materiales de Aragón (ICMA-CSIC) y Dpto. Física de la Materia Condensada, Universidad de Aragón, 50009 Zaragoza;
5IMDEA Nanociencia, 28049 Madrid e-mail: [email protected]
En este trabajo se ha empleado la espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) en el estudio de la relación existente entre la degradación de algunos vidrios históricos de diferentes procedencias y épocas y el estado de oxidación (EO) de sus cromóforos. A través de los espectros recogidos en el borde K del Cu, Fe y Mn ha sido posible monitorizar la evolución de los EO de estos elementos en vidrios originales rojos, verdes y azules. Los resultados obtenidos permiten avanzar en el conocimiento del deterioro de los vidrios de un modo no invasivo.
El análisis científico de vidrios históricos es fundamental para complementar estudios
sobre su procedencia, optimizar procedimientos de restauración y mejorar las
condiciones de almacenamiento y exposición1. XAS ha demostrado ser una técnica
muy útil en la caracterización estructural de diferentes tipos de materiales, incluidos
aquéllos del Patrimonio Cultural, debido a su carácter no destructivo ni invasivo2. En el
presente trabajo se ha utilizado la radiación sincrotrón para caracterizar el estado de
degradación de algunos vidrios originales de diferentes procedencias y épocas (desde
el s. I a. C. al s. XVIII). Los experimentos llevados a cabo en la Instalación Europea de
Radiación Sincrotrón (SpLine BM25 Rama A) permitieron la identificación del EO del
Fe, Mn y Cu presente en estos vidrios, y la monitorización de su entorno cercano a
escala atómica2. En particular, se ha podido establecer una relación entre el EO de los
iones Fe y Cu y el deterioro sufrido por las muestras estudiadas; mientras que el del Mn
parece no estar directamente implicado en el fenómeno de degradación.
M. García-Heras, C. Gil, N. Carmona, M.A. Villegas, Mater. Construcc. 53 2003 21-34.
L. Bertrand, L. Robinet, M. Thoury, K. Janssens, S.X. Coen and S. Schöder, Appll.
Phys. A: Matter. Sci. Process.519 2012 377-396
S4-P4
29
Estudio de la viscosidad en vidrios de fosfato a través de su estructura
Laura Muñoz-Senovilla, Francisco Muñoz
Departamento de vidrios, Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), Kelsen 5, 28049 Madrid e-mail: [email protected]
Este trabajo se engloba dentro del estudio de las propiedades de trasporte a través de la estructura atómica en vidrios de fosfato. El objetivo final de la investigación es modelizar la viscosidad a partir de datos estructurales, de forma que a partir de una composición dada se pueda conocer su reología para su posterior aplicación como materiales con interés tecnológico, como láseres de alta energía, sellos de baja temperatura o lentes ópticas, entre otros.
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000
2
4
6
8
10
12 NaPO3
LiPO3
Ba(PO3)
2
Sr(PO3)
2
Ca(PO3)
2
Zn(PO3)
2
Mg(PO3)
2
MYEGA Fit
log
d
Pa.
s
T (ºC)
Los vidrios de fosfato presentan propiedades y estructura especiales que han permitido
su desarrollo como materiales para láseres de alta energía, sellos metal-vidrio de baja
temperatura, matrices para la vitrificación de residuos nucleares o biomateriales. Con el
objetivo de obtener productos de alta calidad y controlar la eficiencia energética durante
el procesamiento del vidrio, es importante conocer en profundidad cómo varía la
viscosidad con la temperatura y la composición. Debido a la menor producción
industrial de los vidrios de fosfato y a las dificultades que presenta la determinación de
su viscosidad, tanto por la rápida variación de ésta con la temperatura como la mayor
tendencia a la desvitrificación de los vidrios, la viscosidad en vidrios de fosfato ha sido
mucho menos estudiada. La desviación sobre el comportamiento de tipo Arrhenius los
clasifica como vidrios “frágiles” según la definición de Angell1.
El objetivo de este trabajo es el de llevar a cabo un estudio sistemático de la viscosidad
y profundizar en la relación entre la fragilidad de los vidrios, su composición y la
estructura, estudiada mediante espectroscopias Raman y de Resonancia Magnética
Nuclear.
Se ha observado que el potencial catiónico de los elementos modificadores determina
en gran medida la fragilidad de los vidrios de fosfato como se concluye a través de la
caracterización estructural, mientras que la energía de activación de flujo viscoso no
sólo depende de la temperatura sino de la composición de los vidrios sugiriendo que el
flujo viscoso está controlado por diferentes mecanismos.
1 Angell, C.A., Science 267 (1995) 1924-1934
S4-P5
30
Scaffolds basados en materiales
compuestos de HAp/biopolímeros
A.C.B.M. Fook, G.Y.H. Sampaio, R.C. Barbosa y M.V.L. Fook*
Dpto. de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil
e-mail: [email protected]
En el campo de la Ingeniería de Tejidos (TE), la investigación de nuevos procedimientos quirúrgicos y dispositivos médicos eficientes es cada vez mayor, con el fin de satisfacer los requerimientos específicos para el desarrollo de biomateriales que permitan la reconstrucción de los tejidos del cuerpo.1 Para ET, células, andamios y el entorno propicio para el crecimiento celular, son los tres elementos esenciales.2 Con base en este principio, este trabajo pretendió desarrollar andamios composites porosos de quitosano/gelatina/hidroxiapatita para uso en
ingeniería de tejido óseo, con la evaluación de la relación entre las propiedades físico-químicas y mecánicas del material producido.
Para la fabricación de andamios se prepararon soluciones de quitosano(Q) y
gelatina(G). Las soluciones de Q (2% w/v) fueron preparadas disolviendo el polvo en
ácido acético (1% v/v) a temperatura ambiente durante 24 horas. La G (10% w/v) se
disolvió en agua desionizada a 40°C. Las dos soluciones se mezclaron en razón en
volumen (1:1). La HAp fue precipitada in situ en la presencia de la solución de Q/G.
Esta se dividió en dos partes iguales formando: Q/G/H3PO4 y Q/G/Ca(OH)2, en las que
se añadieron los precursores bajo agitación constante, a 40°C durante 2 horas.
Enseguida se añadió lentamente la solución Q/G/H3PO4 a la solución Q/G/Ca(OH)2, en
relación calculada para obtener andamios con composiciones finales QG:HA, 30:70,
50:50 y 70:30. Los andamios fueron fabricados por freeze drying. Se vertieron las
soluciones en placas Petri, y se congelaron a -18°C y se liofilizaron durante 48 horas, lo
que resultó en materiales espumados. Los materiales se caracterizaron mediante FTIR
y SEM, y se realizaron ensayos de resistencia a compresión. En el espectro de FTIR se
observaron bandas de absorción típicas de HA y la matriz orgánica, y la eficacia de la
interacción entre las fases. En cuanto a la morfología, la adición de HA resultó en
canales con superficie rugosa, porosa y poros interconectados desde la superficie,
diferenciados de acuerdo con la concentración de HA y diámetro medio de poro en su
mayoría superior a 100 micrómetros. Los ensayos de compresión demostraron
aumento de valores de las propiedades mecánicas con contenidos de hasta 50% de
HA. Los resultados revelaron una influencia significativa de la adición de HA en la
interacción con biopolímeros. 1 D. Puppi et al. Progress in Polymer Science 2010, 35, 403-440. 2 M. Vallet-Regí. C. R. Chimie 2010, 13, 174-185.
S5-P1
31
Revestimiento biocerámico de aleaciones de Nitinol para la
aplicación dental
Isabel Portela Rabello, Carmem Dolores de Sá Catão, Marcus Vinicius Lia Fook
Departamento de Ciencia y Ingeniería de los Materiales, Universidad Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso, 882, 58429-900, Campina Grande, Paraíba, Brasil.
e-mail: [email protected]
El objetivo principal de la odontología es mantener o mejorar la calidad de vida de los pacientes mediante la prevención de las enfermedades, alivio del dolor, perfeccionamiento de la eficiencia masticatoria, mejoramiento de la fonética y de la apariencia. Debido a que muchos de estos objetivos requieren la sustitución o modificación de la estructura dental existente, durante siglos, el principal reto ha sido el desarrollo y selección de materiales biocompatibles y duraderos.
Los biomateriales son productos adecuados para uso en los seres humanos, ha sido
desarrollado con el fin de obtener una combinación satisfactoria de propiedades
cercanas a las del tejido reemplazado, estimulando o provocando reacciones
inflamatorias o alérgicas mínimas. Los implantes dentales utilizados actualmente están
compuestas básicamente de titanio, que presenta como principales características la
reactividad, la capacidad de ser inerte y buenas propiedades mecânicas. Mientras que
estas características tienen singular importancia en el caso de un biomaterial, otra
propiedad que no se ha logrado satisfactoriamente por titanio es el módulo elástico.
Esta característica se traduce en la concentración de tensión entre el implante y el
hueso, significando un mayor riesgo de fracturas. La aleación de níquel y titanio,
conocida comúnmente por Nitinol, tiene propiedades deseables para uso como
biomateriales, tales como memoria de forma, superelasticidad, histéresis y
biocompatibilidad, así como que tiene un módulo de elasticidad similar a la del hueso
humano, facilitando así su osteointegración. Por lo tanto, esta investigación tiene como
objetivo el desarrollo y evaluación de una aleación de Nitinol con diferentes
tratamientos superficiales mediante la combinación de uso de láser y deposición de
apatita para uso dental. El análisis se realizaron a través de los ensayos de
citotoxicidad, microscopía electrónica de barrido y la evaluación de la humectabilidad.
De acuerdo con los resultados, las modificaciones de la superficie promoveran mejores
propiedades biológicas y físico-químicas, tornando las aleaciones de Nitinol más
adecuados para su uso como un biomaterial debido a la mayor rugosidad de la
superficie y la mayor área de contacto, allá de la presencia de apatita, que tienden a
promover más rápida adherencia entre el hueso y el biomaterial.
S5-P2
32
Diseño y evaluación de nuevos materiales para endodoncia basados
en β-Wollastonita
Vanesa Badillo Perona*, Guillermo Pradíes Ramiro*, Paloma Planells del Pozo*, Raúl García
Carrodeguas**, Antonio H. De Aza**
* Facultad Odontología, Universidad Complutense de Madrid ** Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC
e-mail: [email protected]
Los objetivos del trabajo fueron: a) Diseñar dos nuevos materiales de aplicación en Endodoncia, uno para el tratamiento de dientes temporales (pulpotomía y pulpectomía), y el para dientes permanentes jóvenes (apicogénesis y apicoformación). b) Evaluarlos en lo que respecta a radiopacidad, perfiles de disolución iónica, citotoxicidad y bioactividad.
Se diseñaron dos materiales para aplicaciones endodónticas consistentes en un polvo
y un líquido que al mezclarse en la proporción adecuada generan una pasta. El primero
(WEndo), destinado a procedimientos de pulpectomía y apicogénesis, está constituido
por β-wollastonita (β-CaSIO3) y disolución de silicato de sodio (Na3Si4O9,5). El segundo
(CAC), destinado a pulpotomía y apicoformación, consiste en β-CaSIO3, una mezcla de
aluminatos cálcicos (C12A7 y C3A), y disolución acuosa de polivinilpirrolidona y ácido
cítrico.
La radiopacidad equivalente exigida a los materiales endodónticos debe ser superior a
2.0 mm Al (Especificación nº 57 ANSI/ADA). Se estudiaron diversas adiciones de
agentes radiopacificantes (10-30 %m/m; Bi2O3, BaTiO3 y ZrO2), obteniéndose los
mejores resultados para un 30 % de ZrO2.
Ambos materiales presentaron una reacción francamente alcalina cuando son inmersos
en fluidos acuosos, y fueron citotóxicos (cultivos de células L929, Alamar Blue) lo que
les confiere propiedades bactericidas, útiles durante los primeros estadios de la
implantación en sitios sépticos.
WEndo y CAC se disuelven parcialmente en liberando iones Ca y son bioactivos in
vitro, es decir, se recubren con una capa de hidroxiapatita biocompatible cuando son
inmersos durante 3 días en suero fisiológico artificial.
Los resultados obtenidos permitieron considerar ambos materiales adecuados para las
aplicaciones previstas.
Actualmente se completa la evaluación preclínica de ambos materiales y en paralelo se
realiza una evaluación preliminar de ambos materiales en un modelo de
experimentación clínica.
S5-P3
Autor Autor
Abuín, M. S1-P3 S4-P4 Fernandes, J. R. A. S1-P6
Alén, B. S1-P2 Fernández Posada, C. M. S1-P4
Algueró, M. S1-P4 Fernández, J. F. S1-P1
Amador, U. S3-P2 Fernández, P. S4-P3
Amorín, H. S1-P4 Ferrari, B. S2-P2 S2-P3
Aparicio, M. S3-P7 Fook, A. C. B. M. S5-P1
Badillo Perona, V. S5-P3 Fook, M. V. L. S5-P1 S5-P2
Barbosa, R. C. S5-P1 Fuentes Cobas, L. S1-P5
Baudin, C. S4-P2 García Carrodeguas, R. S5-P3
Bretos, I. S1-P5 S1-P6 García Martín, S. S3-P3
Caballero Calero, O. S1-P2 García Prieto, A. S4-P2
Calzada, M. L. S1-P5 S1-P6 García, F. S3-P2
Candelario, V. M. S2-P1 García, M. A. S4-P4
Canteli, A. F. S4-P3 Gómez, A. S3-P2
Carmona, N. S1-P3 S4-P4 Heras Juaristi, G. S3-P5
Castro, A. S1-P4 Hormeño, S. S1-P2
Castro, G. S3-P2 Hungría, T. S1-P4
Chaboy, J. S4-P4 Jiménez, R. S1-P5 S1-P6
Chateignier, D. S1-P5 Lamela, M. J. S4-P3
Chinarro, E. S3-P6 Llorca, J. S4-P1
Correas, C. S1-P4 López, J. S1-P3
De Aza, A. H. S5-P3 Luna, M. S1-P2
de Fraga Malfatti, C. S3-P6 Manzano, C. V. S1-P2
de la Figuera, J. S1-P3 Marco, J. F. S1-P3
de Sá Catão, C. D. S5-P2 Martín González, M. S. S1-P2
dos Santos Torres, C. S3-P6 Mascaraque, N. S3-P8
Durán, A. S3-P8 Molero Romero, E. S2-P3
Escobar, R. S1-P5 Molina Aldaraguia, J. M. S4-P1
Escribano, J. S2-P2 Monti, M. S1-P3
Ponencias Ponencias
Autor Autor
Morán, E. S3-P1 Sampaio, G. Y. H. S5-P1
Moreno, B. S3-P6 Sánchez Herencia, A. J. S2-P2 S2-P3
Moreno, R. S2-P1 Schmidt, R. S3-P1
Mosa, J. S3-P7 Segurado, J. S4-P1
Muñoz Gil, D. S3-P3 Serrano, A. S4-P4
Muñoz Senovilla, L. S4-P5 Sirera, R. S1-P5
Muñoz, F. S3-P8 S4-P5 Soler, R. S4-P1
Nebot- Díaz, I. S2-P4 Todd, R. I. S4-P2
Ortiz, A. L. S2-P1 Vélez, J. F. S3-P7
Oset, M. S2-P4
Pascual, M. J. S3-P4
Penedo, M. S1-P2
Pérez Coll, D. S3-P3
Pérez de la Cruz, J. S1-P6
Pérez Mezcua, D. M. S1-P5
Pérez Rivero, A. J. S1-P6
Pérez, J. C. S3-P2
Planells del Pozo, P. S5-P3
Potela Rabello, I. S5-P2
Pradíes Ramiro, G. S5-P3
Prado Gonjal, J. S3-P1
Ramos, A. S4-P3
Ricote, J. S1-P5 S1-P6
Ritters, C. S3-P2
Rodríguez Suárez, T. S4-P2
Rodriguez, M. A. S1-P1
Rodríguez, O. S1-P3
Rodríguez, S. S3-P4
Rojas, R. E. S1-P1
Ponencias Ponencias