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MÁSTER UNIVERSITARIO EN INVESTIGACIÓN QUÍMICA E

QUÍMICA INDUSTRIAL

PROYECTO DE TRABAJO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020/21 TÍTULO: Desarrollo de nuevos nanosorbentes basados en grafeno y aplicaciones en la detección de contaminantes

LÍNEA TEMÁTICA: Técnicas Analíticas Avanzadas

PROFESOR(ES): Carlos Bendicho e Inmaculada de la Calle

DATOS DE CONTACTO: [email protected]; [email protected];

LUGAR DE REALIZACIÓN: Laboratorio 10 (planta 2), Facultad de Química de Vigo Departamento de Química Analítica y Alimentaria

RESUMEN DEL PROYECTO

El grafeno es un nanomaterial con excelentes propiedades y numerosas aplicaciones en campos tan diversos como la catálisis, la biomedicina, los sensores, etc. Este nanomaterial base carbono posee un número limitado de capas de átomos de C con hibridación sp2 ordenados en forma de panal. Sus principales características químicas descansan en su elevada área superficial, el amplio sistema de electrones π deslocalizados y su excelente estabilidad térmica y química. Las aplicaciones medioambientales de los materiales basado en grafeno incluyen su empleo como nuevo sorbentes y catalizadores para la descontaminación ambiental, el tratamiento de aguas y la detección de contaminantes.

En este trabajo fin de máster se llevará a cabo: i) La preparación de nuevos nanomateriales basados en grafeno; ii) la caracterización de los nanomaterialesmediante microscopía de transmisión de electrones, microscopía de fuerzas atómicas y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X; iii) La evaluación de sus propiedades adsorbentes hacia diferentes especies metálicas (iones, complejos organometálicos, nanopartículas); iv) Su empleo en combinación con diferentes técnicas espectrométricas atómicas tales como la espectrometría de absorción atómica en cámara de grafito, la espectrometría de masas con fuente de plasma y la fluorescencia de rayos X de reflexión total para la detección de diversos contaminantes químicos en medios naturales.

A Coruña/Santiago/Vigo, 02 de OCTUBRE de 2020

Lo(s) profesor(es) reponsable(s)

Profesor/a 1 Profesor/a 2

CARLOS BENDICHO INMACULADA DE LA CALLE

QA-1


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROYECTO DE TRABAJO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020-21 TÍTULO: Influencia de la polyvinylpyrrolidona en las propiedades magnéticas de nanocristales de CoFe2O4 LÍNEA TEMÁTICA: Síntesis química de nanomateriales magnéticos PROFESOR(ES): Verónica Salgueiriño Maceira DATOS DE CONTACTO: [email protected] LUGAR DE REALIZACIÓN: Laboratorio Física Aplicada

RESUMEM DEL PROYECTO

Influencia de la polyvinylpyrrolidona en las propiedades magnéticas de nanocristales de CoFe2O4

Metodología: 1. Búsqueda de bibliografía relacionada con el tema del TFM.2. Síntesis de nanocristales de ferrita de cobalto. Variaciones en el método de síntesis encuanto a la influencia de la polyvinylpyrrolidona.

3. Caracterización de los nanocristales sintetizados:

a) microscopía electrónica de transmisión e espectroscopías EDS e EELS (CACTI),

b) análisis de distribución de tamaños,

c) espectroscopía Raman y difracción de Rayos X,

d) caracterización magnética mediante VSM.

3. Análisis de las propiedades magnéticas y estudio de la influencia de la polyvinylpyrrolidonadesde la perspectiva de la física y la química de estado sólido.

Vigo, 10 de septiembre de 2020

La profesora responsable

F A-1


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROYECTO DE TRABAJO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020/21 TÍTULO: COMPLEJOS DE COORDINACIÓN CON POTENCIAL USO EN DIAGNÓSTICO LÍNEA TEMÁTICA: QUÍMICA BIOLÓGICA, QUÍMICA SINTÉTICA PROFESOR(ES): Mª DELFINA COUCE FORTÚNEZ y EZEQUIEL M. VÁZQUEZ LÓPEZ DATOS DE CONTACTO: 986812323, 986812319; e-mail: [email protected], [email protected] LUGAR DE REALIZACIÓN: FACULTADE DE QUÍMICA. VIGO


Este proyecto se encuadra en la actividad investigadora desarrollada en los últimos años por el grupo QI5, asociada al estudio de compuestos de coordinación con propiedades útiles para fines terapéuticos y/o diagnósticos. Se propone la síntesis y caracterización completa de complejos metálicos (usando cationes metálicos de relevancia diagnóstica) con ligandos que proporcionen afinidad por el receptor de estrógeno. Este receptor se relaciona con un número creciente de determinados tumores (mama, de pulmón de células no microcíticas). Aunque en el desarrollo del proyecto se trabajará tan solo con isótopos “fríos” (estables) el objetivo final del mismo es la formación de complejos con un isótopo radioactivo de forma que serían útiles en el diagnóstico y localización de tumores mediante radioimágenes (PET o SPECT). Se hará un especial esfuerzo para establecer la relación estructura-actividad de los compuestos preparados a efectos de progresar en el diseño de especies cada vez más activas. / curso

Vigo, 7 de Septiembre de 2020


Profesora 1 Profesor 2

QI-1

mailto:[email protected]


MÁSTER UNIVERSITARIO EN

INVESTIGACIÓN QUÍMICA E QUÍMICA INDUSTRIAL

PROYECTO DE TRABAJO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020/21

TÍTULO: Estudo dos equilibrios conformacional e tautomérico de moléculas de importancia biolóxica

LÍNEA TEMÁTICA: Química Biolóxica

PROFESOR(ES): Luis Muñoz López e Beatriz Iglesias Antelo

DATOS DE CONTACTO: Departamento de Química Orgánica – Universidade de Vigo

LUGAR DE REALIZACIÓN: Departamento de Química Orgánica – Universidade de Vigo


Os oxicam constitúen unha familia de fármacos antiinflamatorios non esteroideos inhibidores da síntese de

prostaglandinas. Na meirande parte dos membros desa familia a estrutura contén unha funcionalidade -dicarbonílica, que pode estar enolizada, dando lugar a diferentes tautómeros.

Esta funcionalidade -dicarbonílica atópase presente noutros compostos de importancia biolóxica e ten sido

relacionada coa actividade mostrada por ditos compostos. Por exemplo, no traballo -Dicarbonyl enolates: a new class of neuroprotectants, de LoPachin et al. (J. Neurochem. 2011, 116, 132-143), establecese a existencia dunha relación estrutura-actividade entre compostos 1,3-dicarbonílicos conformacionalmente flexibles e a diminución do estrés oxidativo neuronal observada en estudos in vitro.

O obxectivo deste proxecto é a caracterización dos equilibrios conformacional e tautomérico dun conxunto de moléculas de importancia biolóxica.

O desenvolvemento deste proxecto estruturase do xeito indicado a continuación:

No seu caso, realizar o illamento dunha mostra da substancia activa do fármaco seleccionado.

Medir mediante técnicas de RMN, tanto 1D como 2D, os valores de desprazamento químico de 1H, 13C e 15Ndos compostos obxecto de estudo e realizar a asignación aos correspondentes núcleos.

Realizar a modelización mecanocuántica das posibles estruturas para cada unha das moléculas estudadas(conformacións e tautómeros).

Calcular os valores de constantes de apantallamento isotrópicas para cada unha das estruturas resultado damodelización.

Realizar a comparación estatística dos valores experimentais e calculados para determinar a concentraciónde cada unha das estruturas nos diferentes equilibrios.

Vigo, 11 de setembro de 2020



QO-1




TÍTULO: Estudo dos equilibrios conformacional e tautomérico de benzoilciclohexanonas substituídas

LÍNEA TEMÁTICA: Química Sintética

PROFESOR(ES): Luis Muñoz López e Beatriz Iglesias Antelo

DATOS DE CONTACTO: Departamento de Química Orgánica – Universidade de Vigo

LUGAR DE REALIZACIÓN: Departamento de Química Orgánica – Universidade de Vigo


As benzoilciclohexanonas posúen unha función -dicetona. Aínda que a súa estrutura é sinxela, estes compostos presentan varios tipos de equilibrios, conformacional e tautomérico, que poden ser caracterizados por comparación de valores experimentais e calculados de diversas propiedades.

O obxectivo do proxecto é a síntese e caracterización dos diferentes equilibrios dun conxunto de benzoilciclohexanonas substituídas. Empregaranse substituíntes con diferentes características electrónicas (dadores e aceptores).

O desenvolvemento deste proxecto estruturase do xeito indicado a continuación:

Realizar a síntese das diferentes benzoilciclohexanonas.

Medir os espectros de RMN de 1H e 13C dos compostos sintetizados, para a determinación dos valores dedesprazamento químico e as constantes de acoplamento de todos os núcleos.

Realizar a modelización mecanocuántica das posibles estruturas para cada unha das moléculas sintetizadas(conformacións e tautómeros).

Calcular os valores de constantes de acoplamento e constantes de apantallamento isotrópicas para cadaunha das estruturas resultado da modelización.

Realizar a comparación estatística dos valores experimentais e calculados para determinar a concentraciónde cada unha das estruturas nos diferentes equilibrios.

Analizar a influencia dos substituíntes do anel aromático na magnitude das poboacións relativas das distintasespecies presentes nos equilibrios.

Vigo, 11 de setembro de 2020



QO-2




TÍTULO: Construcción de superficies quirópticas por funcionalización con SBFs

LÍNEA TEMÁTICA: Sistemas quirópticos

PROFESORES: José Lorenzo Alonso Gómez y Ani Ozcelik

DATOS DE CONTACTO: [email protected], [email protected]

LUGAR DE REALIZACIÓN: Facultade de Químicas UVigo


Se realizará la síntesis y caracterización de espirobifluorensos (SBFs), seguida de la resolución

de enantiómeros y predicción de respuestas quirópticas. Finalmente, se procederá a su uso para

la formación de monocapas y valoración de las respuestas quirópticas de las mismas.

El objetivo principal es la funcionalización de SBFs con sustituyentes de diferente carácter

electrónico a partir de dibromoespirobifluoreno 1, así como de los SBFs monoformilados 2 y

diformilados 3, la resolución enantiomérica y el análisis de sus respuestas quirópticas.

Simulaciones teóricas de las respuestas quirópticas revelarán el papel de los sustituyentes en las

respuestas quirópticas

de los sistemas

desarrollados. Las

estructuras con grupos

tioacetato se emplearán

para la funcionalización

se superficies, de las que

se analizarán sus

propiedades quirópticas.

Referencias Chirality, 2020, 10.1002/chir.23186. Langmuir, 2018, 34 (15), 4548–4553 Chemistry - A European Journal, 2017, 23, 11747–1 Chemical Communications, 2014, 50, 15022–15025

A Coruña/Santiago/Vigo, 11 de IX de 2020


Profesor 1 Profesora 2

QO-3




TÍTULO: Desarrollo de sistemas reales con orbitales helicoidales frontera

LÍNEA TEMÁTICA: Sistemas quirópticos

PROFESORES: José Lorenzo Alonso Gómez y Ani Ozcelik


LUGAR DE REALIZACIÓN: Facultade de Químicas UVigo


Diseño, síntesis y

resolución

estereoisomérica. Las

estructuras obtenidas

serán evaluadas para

su aplicación en

espintrónica.

La eficiencia de

sistemas tan

indispensables en la

vida actual como las

memorias o los

procesadores está

limitada por las

propiedades de los

materiales actuales.

Aunque se ha

demostrado que la

sustitución de imanes

permanentes por

moléculas quirales que controlan el espín de los electrones mejoran las prestaciones de estos

dispositivos, dichos sistemas son casi inexistentes. Los sistemas desarrollados en este TFM

podrían mejorar considerablemente la eficiencia de estos dispositivos, lo que implicará no solo

una bajada en los costos de producción, sino también un importante ahorro de energía para los

dispositivos que empleen esta tecnología emergente. El desarrollo de sistemas robustos

presentando orbitales moleculares helicoidales frontera será un hito para la ciencia, ya que

permitirá por primera vez la evaluación de las implicaciones experimentales de dichos orbitales.

Para ello, se pretende desarrollar una serie de macrociclos espiránicos que incorporan 3 o 6

grupos dadores y/o aceptores de electrones con el fin de modular la densidad electrónica en las

unidades de difenilbutadiino (DFBD) para así generar orbitales moleculares helicoidales

frontera.

Referencias Chem. Eur. J. 2020, 10.1002/chem.202002561 Sensors, 2020, 20, 974

A Coruña/Santiago/Vigo, 11 de IX de 2020


Profesor 1 Profesora 2

QO-4


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROXECTO DE TRABALLO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020-21 TÍTULO: SINTESIS DE FRAGMENTOS DEL PRECURSOR BIOGENETICO DE EUPENICINICOL D LIÑA TEMÁTICA: QUIMICA BIOLOGICA Y SINTETICA PROFESOR(ES): ROSANA ALVAREZ RODRIGUEZ Y MARTA DOMINGUEZ SEOANE DATOS DE CONTACTO: Facultade de Química, Departamento de Química Orgánica. Universidade de Vigo LUGAR DE REALIZACIÓN: Centro de Investigaciones Biomédicas (CINBIO)

RESUMO DO PROXECTO

El grupo de investigación ha explorado recientemente la obtención del esqueleto de octahidronaftaleno del producto natural ácido nahuoico A, producido por cultivos de Streptomyces (Kim, S.-H. et al. Org. Lett. 2013, 15, 1834), el cual ha mostrado in vitro la capacidad de actuar como inhibidor competitivo de SAM y selectivo de la enzima SETD8 (PR-Set7/KMT5a). (Guillade, L. et al. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 7430), En este trabajo de Fin de Máster, se abordará la síntesis de precursores acíclicos de octahidronaftalenos con control de la configuración relativa y absoluta de los estereocentros, los cuales podrían emplearse en rutas biogenéticas en la que se cree que participa una reacción tipo Diels-Alder intramolecular (IDA) [(a) Takao, K.-i. et al. Chem. Rev. 2005, 105, 4779; (b) Juhl, M. et al. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2983)]. Desarrollado este proceso, su aplicación se centrará en la obtención de los esqueletos bicíclicos de eupenicinicol D, sintetizado por rutas biogenéticas del hongo endofítico Eupenicillium sp. LG41 que se obtuvo de la planta medicinal china Xanthium sibiricum en presencia de la nicotinamida, un inhibidor de NAD+ de la enzima epigenética histona desacetilasa (HDAC). [Li, G. et al. Nat. Prod. Rep. 2014, 31, 1175].

A Coruña/Santiago/Vigo, 27 de octubre de 2020

O(s) profesor(es) reponsable(s)

Profesor/a 1 Profesor/a 2 Profesor/a 3

QO-5


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROXECTO DE TRABALLO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020-21 TÍTULO: STEREOSELECTIVE SYNTHESIS OF CIROMYCIN A BIOGENETIC PRECURSOR LIÑA TEMÁTICA: QUIMICA BIOLOGICA Y SINTETICA PROFESOR(ES): ANGEL RODRIGUEZ DE LERA Y JOSE ANTONIO SOUTO SALGADO DATOS DE CONTACTO: Facultade de Química, Departamento de Química Orgánica. Universidade de Vigo LUGAR DE REALIZACIÓN: Centro de Investigaciones Biomédicas (CINBIO)

RESUMO DO PROXECTO Ciromicins A and B, which share the N-acylpyrrolidinol substructure, are members of the collection of additional metabolites that remaining undetectable under monoculture conditions were produced in cocultures upon stimulation. The bis-polyene structure of ciromicins A and B, which is connected via a glycosidic bond to β-D-xylosamine, was established by NMR analysis of COSY, TOCSY, HSQC and HMBC data. The presence of the unusual pyrrolidinol substructure could be confirmed by HMBC correlation of H18 to C1 when the NMR spectra were acquired at 323K.

However, upon being exposed to ambient sunlight (λmax 400 nm; with maximum conversion at λmax 360 nm) in a borosilicate glass tube for 2 h, almost full conversion of ciromicin A into ciromicin B was observed (also accompanied by other secondary products), which allowed to complete its structural characterization, including the unusual presence of the pyrrolidone moiety fused to the hydroxypyrrolidine. Being conformationally contrained, the geometries of the double bonds and the configuration of the nine stereocenters of ciromicin B could be determined and further assigned to those of the five stereocenters present in ciromycin A. The absolute configuration at C9 was putatively proposed by inference from structural analysis of the polyketide synthase.

Synthesis of the polyenyl fragments of ciromycin A putative biogenetic precursor will be addressed using Pd-catalyzed cross-coupling reactions to connect fragments containing stereocenters themselves prepared by SAD and formation of amines with stereocenters at Cβ.

A Coruña/Santiago/Vigo, 11 de setiembre de 2020



ciromycin A

N

OH

OHO

SuO

ciromycin B

N

OH

OH

HH

HSuO

HO

H

OHOHO

NH2

Su =

89 1

18

QO-6


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROXECTO DE TRABALLO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020-21 TÍTULO: ESTUDIO DE LA DIASTEREOSELECTIVAD EN LA REACCION DE DIELS-ALDER INTRAMOLECULAR PARA LA SINTESIS DE PRODUCTOS NATURALES LIÑA TEMÁTICA: QUIMICA BIOLOGICA Y SINTETICA PROFESOR(ES): ANGEL RODRIGUEZ DE LERA Y BELEN VAZ ARAUJO DATOS DE CONTACTO: Facultade de Química, Departamento de Química Orgánica. Universidade de Vigo LUGAR DE REALIZACIÓN: Centro de Investigaciones Biomédicas (CINBIO)

RESUMO DO PROXECTO

El grupo de investigación ha explorado recientemente la obtención del esqueleto de octahidronaftaleno del producto natural ácido nahuoico A, producido por cultivos de Streptomyces (Kim, S.-H. et al. Org. Lett. 2013, 15, 1834), el cual ha mostrado in vitro la capacidad de actuar como inhibidor competitivo de SAM y selectivo de la enzima SETD8 (PR-Set7/KMT5a). En este trabajo de Fin de Máster, se abordará la síntesis de octahidronaftalenos/hexahidronaftalenos por medio de la posible ruta biogenética en la que participa una reacción tipo Diels-Alder intramolecular (IDA) [(a) Takao, K.-i. et al. Chem. Rev. 2005, 105, 4779; (b) Juhl, M. et al. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2983)]. Desarrollado este proceso, su aplicación se centrará en la obtención de los esqueletos bicíclicos del ácido decalpénico o la janthinopolienomicina A. El ácido decalpénico, aislado del cultivo de fermentación de Penicillium verruculosum CR37010, es un ligando natural del receptor de ácido retinoico RARγ [Sakamoto, S. et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012, 422, 751]. La janthinopolienomicina A ha sido aislada de bacterias de origen marino Janthinobacterium spp. ZZ145 y ZZ148, y su actividad ha sido demostrada como inhibidor del crecimiento de Candida albicans [Anjum, K. et al. Tetrahedron Lett. 2018, 59, 3490].

A Coruña/Santiago/Vigo, 27 de octubre de 2020



H

OH

HOCO2H

OH OH OH

ácido nahuoico A

27

11

7

4

6

9

26 13

H

HMe

ácido decalpénico

Me

CO2H

H

H

HHO CO2H

janthinopolienomicina A

QO-7


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROXECTO DE TRABALLO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020-21 TÍTULO: Development of cromoglicate derived mesogens for NMR spectroscopy LIÑA TEMÁTICA: Química Sintética PROFESORA: María Magdalena Cid; Eurico Cabrita DATOS DE CONTACTO: [email protected]; [email protected] LUGAR DE REALIZACIÓN: Torre Cacti-Anexo CITEXVI (Universidade de Vigo)

RESUMO DO PROXECTO Supramolecular functional materials with 3D fibrous network structures can be formed by small organic molecules (mesogen) held together within a liquid solely by non-covalent forces. Self-assembly depends on key structural features of the mesogen but not on specific mesogen-liquid interactions other than those related to solubility. Thus, the crucial point resides in the design of the mesogen. So far, a good model consists of aromatic units connected to alkyl chains, such as disodium cromoglicate (DSCG). DSCG forms a nematic liquid crystal (LC) phase that has been demonstrated to be useful as an weak alignment media in NMR spectroscopy, to measure residual dipolar couplings that can be used in the structural elucidation of water-soluble organic molecules.[1] Interestingly, NMR DOSY experiments on a triple gradient probe revealed a small degree of diffusion anisotropy in the liquid crystal structure.[2]

Objectives Synthesis and characterization of mesogens by combination of the cromoglicate motif decorated with polar peripheral groups (esters or amides) to obtain an anisotropic media to be used in NMR characterization protocols in water and organic solvents. Study of the anisotropy of the supramolecular systems of DSCG and its derivatives under magnetic fields by means of diffusion NMR. Application of the supramolecular systems in the structural elucidation of ionic liquids and eutectic solvents.

Bibliografía [1] E. Troche-Pesqueira, M. M. Cid, A. Navarro-Vázquez, Org. Biomol. Chem., 2014, 12, 1957 [2] F. Berride, E. Troche-Pesqueira, G. Feio, E. J. Cabrita, T. Sierra, A. Navarro-Vázquez and M. M. Cid , Soft Matter, 2017, 13, 6810

Vigo, 11 de Outubro de 2020

O(s) profesor(es) responsables(s)


Magdalena Cid Fernández Eurico Cabrita

O

OOOH

O

O

O

NaO2C CO2Na

Disodium Cromoglycate (DSCG)

QO-8


QUÍMICA INDUSTRIAL

PROYECTO DE TRABAJO DE FIN DE MÁSTER / curso 2020/21 TÍTULO: Sintesis y caracterización de nanopartículas de oro quirales LÍNEA TEMÁTICA: Síntesis de nanopartículas PROFESOR(ES): Jorge Pérez-Juste / Sergio Gómez Graña DATOS DE CONTACTO: [email protected] ; [email protected]

LUGAR DE REALIZACIÓN: CINBIO RESUMEN DEL PROYECTO

La síntesis de nanopartículas plasmónicas ha sido uno de los temas más estudiados por la comunidad científica en los últimos 30 años, habiéndose publicado un enorme número de trabajos donde los autores pueden controlar tanto el tamaño como la forma de las mismas, y lo que es más interesante, controlando estos parámetros es posible modificar las propiedades del nanomaterial para poder implementarlo en las diferentes aplicaciones que se le quiera dotar. Dicho esto, en los últimos dos años, un nuevo tipo de nanopartículas ha atraído enormemente la curiosidad y ha focalizado el campo de la síntesis y la caracterización de nanopartículas de nuevo, siendo estas nuevas nanopartículas, nanopartículas quirales. La síntesis de estos nuevos nanomateriales aún está en sus primeros estadíos, habiendo unos pocos artículos sobre el tema en la bibliografía. Lo que se propone en este TFM es, basándose en los estudios previos realizados en el grupo de Química Coloidal sobre este tipo de nanopartículas, realizar la síntesis de nanopartículas quirales mediante el método de crecimiento de semilla, hacer la caracterización de las mismas usando las técnicas habituales de caracterización de nanopartículas: microscopía electrónica (tanto de transmisión como de barrido), espectrofotómetro de UV, espectrómetro de dicroísmo circular y equipos de dispersión dinámica de luz.

A Coruña/Santiago/Vigo, 14 de Septiembre de 2020


Jorge Pérez-Juste Sergio Gómez-Graña

QF-1





TÍTULO: Synthesis and Optical Spectroscopy of Chiral perovskite nanocrystals

LÍNEA TEMÁTICA: Nanomateriales y Nuevos Materiales

PROFESOR(ES): Lakshminarayana Polavarapu and Jorge Pérez Juste

DATOS DE CONTACTO: [email protected] y [email protected]

LUGAR DE REALIZACIÓN: CINBIO


Colloidal halide perovskite nanocrystals (NCs) have recently emerged as a new class of semiconductor materials

owing to their extraordinary optical properties such as near unity photoluminescence quantum yield, easily tunable

emission wavelength by their dimension and halide composition along with the ease with which they can be

synthesized. As shown in figure 1, halide perovskites possess a general formula of ABX3, where the B cation is

coordinated to six halide ions in an octahedral configuration. While the A cation is located in the octahedral interstitial

site. As shown in the figure 1, the optical properties are easily tunable across the visible spectrum of light by varying

the composition of light. Recently, there is growing interest making chiral colloidal perovskite NCs through surface

functionalization with chiral molecules. However, the surface chemistry of perovskites is not well understood for

functionalization with chiral ligands. In this project, the student will explore two methodologies to synthesize chiral

perovskite NCs: (1) direct synthesis of perovskite NCs using chiral molecules as ligands, (2) ligand exchange on pre-

synthesized NCs with chiral molecules. The optical properties prepared chiral perovskite NCs will be studied by

UV/vis absorption, photoluminescence (PL), PL quantum yield and circular dichroism. The morphology of the NCs

will be characterized by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy.

Figure 1: Crystal structure of perovskites and Colloidal solutions of CsPbX3 NCs (X- Cl, Br, I) of different halide compositions under UV light.

Vigo, _14_ de septiembre de 2020


Profesor/a Lakshminarayana Polavarapu

Profesor/a 2 Jorge Pérez

Juste

QF-2


QUÍMICA INDUSTRIAL


TÍTULO: Nanopartículas ultra-eficientes para la detección mediante SERS

LÍNEA TEMÁTICA: Nanomateriales y Nuevos Materiales

PROFESOR(ES): Isabel Pastoriza Santos y Sara Núñez Sánchez.


LUGAR DE REALIZACIÓN: Centro de Investigaciones Biomédicas – CINBIO (Universidade de Vigo)

RESUMEN DEL PROYECTO El avance de la Medicina moderna requiere el desarrollo de nuevos métodos de detección y diagnóstico de enfermedades en sus primeros estadios. Por ello es necesario el desarrollo de métodos de detección ultra-eficientes ante bajos niveles de actividad de la enfermedad. Así, en los últimos años, un gran esfuerzo de la investigación en medicina se ha centrado en el desarrollo de nuevas nanopartículas que actúen como marcadores ultra-eficientes. Esos marcadores ultra-eficientes permitirían la detección de células cancerígenas o actividad bacteriana1 con una única nanopartícula (single particle detection). En este proyecto TFM se pretende desarrollar nuevas vías de detección en la nanoscala mediante el desarrollo de una librería ultra-efficiente de nanopartículas plasmónicas mediante SERS (Surface Enhanced Raman Scattering). Las nanopartículas plasmónicas son fundamentalmente nanopartículas metálicas con las capacidad de concentrar la luz en la nanoscala. La técnica de SERS se fundamenta en el aumento de la señal de Raman de una mólecula que se encuentre en las proximidades de la nanopartícula metálica.2 En este proyecto pretendemos combinar nanopartículas metálicas plasmónicas con estructuras supramoleculares que nos proporcionen una señal ultra-eficiente de Raman. Las estructuras moleculares que el estudiante combinará serán agregados moleculates tipo J. Estos agregados tienen una absorción muy estrecha y presentan una absorción órdenes de magnitud superior a la de sus correspondientes monómeros (ver Figura 1.a). Debido a ello, cuando se combinan con nanopartículas metálicas se trabaja bajo el llamado régimen de acoplo fuerte. En este régimen de acoplo fuerte la resonancia plasmónica

está fuertemente acoplada al excitón de la moléculas obteniendo una nanopartícula híbrida cuya respuesta óptica es cómo la de la nanopartícula metálica pero con un mínimo en la longitud de onda de absorción de la molécula (ver Figura 1.a). Bajo este tipo de régimen las partículas son mucho más estables ante alta iluminación y más eficientes. Durante el TFM la/el estudiante aprenderá diferentes métodos de

síntesis de nanocápsulas métalicas con respuesta plasmónica como el remplazo galvánico (ver Figura 1.b).3 Estas nanopartículas serán funcionalizadas con estructuras supramoleculares formadas por agregados-J. La/el estudiante analizará la eficiencia de las nanopartículas híbridas obtenidas en función de la cantidad de molécula y su localización en el interior o exterior de las cápsulas. REFERENCIAS 1. Bodelón, G. et al. Detection and imaging of quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa biofilm communities by surface-enhanced

resonance Raman scattering. Nat. Mater. 15, 1203–1211 (2016). 2. Langer, J. et al. Present and future of surface-enhanced Raman scattering. ACS Nano 14, 28–117 (2020).3. Polavarapu, L. et al. Galvanic Replacement Coupled to Seeded Growth as a Route for Shape-Controlled Synthesis of Plasmonic

Nanorattles. J. Am. Chem. Soc. 138, 11453–11456 (2016).

Vigo, _____11_____ de ______Septiembre_________ de 2020

Las profesoras responsables: Isabel Pastoriza Santos Sara Núñez Sánchez

Figura 1.- a) Imagen de microscopía de nanocápsulas fabricadas por el método de remplazo galvánico. B) Respuesta de extinción de las nanocápsulas, de los agregados-J y de las nanopartículas híbridas (cápsula de Au- Agregado J ) propuestas en este TFM.

QF-3


QUÍMICA INDUSTRIAL


TÍTULO: Valorización de residuos como nuevos adsorbentes para aplicaciones medioambientales

LÍNEA TEMÁTICA: Química Industrial, Química del medio natural, Nanomateriales y nuevos materiales

PROFESOR(ES): Emilio Rosales Villanueva

DATOS DE CONTACTO: Grupo Biosuv, edificio Isaac Newton, Campus As Lagoas - Marcosende, 36310 Vigo Tlf 986812304

LUGAR DE REALIZACIÓN: Laboratorio 2.01, CINTECX Edificio MTI, Campus As Lagoas - Marcosende, 36310 Vigo


La gestión ambiental de los residuos producidos por las actividades industriales (efluentes y residuos sólidos) demanda una gran atención debido a la problemática y los impactos generados en su gestión. Además basándose en los principios de la a economía circular se puede obtener una mejora del desempeño ambiental mediante la reducción del consumo de materias primas y de los residuos generados con la evaluación de cuales son éstos y su potencial para su transformación en nuevos productos que pueden ser utilizados. Dentro los residuos aquellos como la biomasa pueden ser transformados mediante técnicas termoquímicas en productos que pueden ser utilizables para la generación de energía, enmienda de suelos o producción de adsorbentes. Esta última faceta es la que se tendrá en cuenta para el desarrollo de este trabajo. Los puntos que se abarcarán en el mismo serán:

- el análisis de un proceso productivo industrial para la identificación de subproductos y residuos generados dentro del análisis ambiental de una empresa así como la identificación de residuos que sean susceptibles de ser valorizables para la producción de adsorbentes según sus propiedades;

- selección y conversión de residuos con contenido en carbono (biomasa) en material absorbente de carbono mediante tecnologías termoquímicas de conversión, estudio de las condiciones para la consecución del mismo y sus modificaciones/activaciones;

- caracterización de los materiales producidos; - aplicación a la eliminación de contaminantes orgánicos utilizando el material adsorbente carbonoso

previamente preparado.

Vigo, _____11_____ de ____septiembre___________ de 2020



IQ-1


QUÍMICA INDUSTRIAL


TÍTULO: Desarrollo de nuevos electrocatalizadores para su aplicación en el tratamiento de aguas

LÍNEA TEMÁTICA: Química Industrial, Química del medio natural, Nanomateriales y nuevos materiales

PROFESOR(ES): Emilio Rosales Villanueva

DATOS DE CONTACTO: Grupo Biosuv, edificio Isaac Newton, Campus As Lagoas - Marcosende, 36310 Vigo Tlf 986812304

LUGAR DE REALIZACIÓN: Laboratorio 2.01, CINTECX, Edificio MTI, Campus As Lagoas - Marcosende, 36310 Vigo


Las tecnologías electroquímicas han demostrado un gran auge como tecnologías verdes permitiendo la obtención de diversos compuestos de interés como puede ser la producción de hidrógeno o peróxido de hidrógeno, etc. mediante procesos alternativos a los habitualmente utilizados a los habitualmente utilizados por la industria. En estos procesos es importante tener electrodos y catalizadores adecuados que permitan que las reacciones del proceso transcurran de una manera eficiente y se eviten la aparición de reacciones parasitarias. Éstos tienen un variado campo de aplicación como el de la energía (pilas de hidrógeno, supercapacitadores) o de aplicaciones ambientales (desinfección, eliminación de contaminantes). De entre los productos de estos procesos el peróxido de hidrógeno presenta gran relevancia dado que puede ser utilizable tanto para almacenamiento de energía, directamente en el tratamiento de aguas potables, tratamiento de aguas contaminadas o utilizarse como base para la producción de agentes oxidantes más fuertes como son los hidroxilo de mayor capacidad oxidante. Es este trabajo se realizará la electrogeneración del peróxido de hidrógeno en base a los electrodos que se produzcan así como a la evaluación de su aplicación en el campo medioambiental en la eliminación de contaminantes. Los aspectos más relevantes de la realización de este trabajo serán:

- la producción y evaluación de nuevos electrodos de base carbonosa y su caracterización mediante diversas técnicas (microscopía, infrarrojo, voltiamperimetría, etc.),

- síntesis, caracterización y evaluación de nuevos catalizadores metálicos incluyendo metal organic frameworks

- evaluación de la posibilidad de la integración de ambos para la producción de electrocatalizadores y finalmente

- la aplicación de los mismos dentro del campo ambiental en el tratamiento de contaminantes de interés.

Vigo, ____11______ de ___septiembre____________ de 2020



IQ-2

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