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Título : PRÁCTICAS DE LABORATORIO PARA CARACTERIZACIONES A ESCALA NANOMÉTRICA
Autor : CRUZ JAUREGUI, MA DE LA PAZ
GERVACIO ARCINIEGA, JOSE JUAN
Fecha de publicación : 2017
Resumen : La nanociencia y la nanotecnología son disciplinas cuya importancia ha crecido de manera significativa en los últimos años debido a su importancia en los desarrollos tecnológicos modernos. El objetivo de ellas en conjunto, es el de caracterizar, entender, manipular y finalmente explotar las características de la materia a la nanoescala. Para lograr tales objetivos se requieren instrumentos con la capacidad de detectar, a las escalas mencionas, las propiedades de interés. El más versátil de ellos es el microscopio de fuerza atómica (MFA) ya que, mediante ciertas variantes, permite analizar diversas propiedades, entre las que se encuentran las magnéticas, ferroeléctricas, mecánicas, de fricción, la función de trabajo, eléctricas, fotoemisoras, capacitivas, etc.; además por supuesto, de proporcionar imágenes topográficas en muestras conductoras y no-conductoras, sólidas y líquidas. En particular en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN-UNAM) se cuenta con dos microscopios de fuerza atómica, los que podrían usarse para impactar de manera significativa en la formación de los estudiantes de licenciatura en Nanotecnología, ello a través del proyecto que se presenta, el que se enfocará en el diseño de diferentes prácticas de laboratorio utilizando los microscopios mencionados, la capacitación de los estudiantes en el uso de tales equipo, la elaboración de videos tutoriales que expliquen cada modo de funcionamiento y la edición de una página de internet que contenga información de tales modos. Esto, no sólo le permitirá que los alumnos adquieran los conocimientos que le ayuden a realizar caracterizaciones a la nanoescala de los materiales que producirán es los cursos experimentales que se imparten en la carrera; sino también, servirá como material de apoyo didáctico para los profesores que imparten materias teórico-prácticas en otras campus de la UNAM que cuenten con un microscopio de fuerza atómica, ya que la información se integrará la Red Universitaria de Aprendizaje (RUA). Cabe mencionar que los participantes del proyecto, además de impartir clases teórico-experimentales en la Licenciatura de Nanotecnología del CNyN-UNAM, forman un grupo experto en los estudios a la nanoescala y en el desarrollo de modos de análisis llevados a cabo en el microscopio de fuerza atómica.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6126
metadata.dc.contributor.responsible: CRUZ JAUREGUI, MA DE LA PAZ
metadata.dc.coverage.temporal: 2017-2020
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: A través del apoyo de este proyecto se contribuirá a la formación, en el estudio y análisis a la nanoescala, de los alumnos de la licenciatura en Nanotecnología del CNyN-UNAM, y de otras instituciones. Esto a través de elaborar videos, manuales, páginas de internet y prácticas de laboratorio, lo que contribuirá en conjunto, a que dichos alumnos adquieran los conocimientos teórico-prácticos necesarios para llevar a cabo tales estudios en los equipos de microscopía de fuerza atómica del CNyN-UNAM.
metadata.dc.description.strategies: Las prácticas serán diseñadas por los investigadores involucrados en el proyecto, los manuales y los video-tutoriales de estas prácticas las elaborarán los estudiantes como proyecto final en las clases teórico-prácticas. Con los manuales y los videos se tendrá información para realizar la página de internet. Las implementaciones que se le realizaran al MFA se trabajarán en la clase del Taller de diseño. La primer etapa del proyecto (primer año) se centrará en la elaboración de manuales, video-tutoriales y capacitación de estudiantes en el MFA, en los modos para obtener topografía y caracterizaciones eléctricas; la segunda etapa (segundo año) en las prácticas para llevar a cabo caracterizaciones magnéticas y piezomagnéticas; en la tercer etapa (tercer año) en las prácticas para obtener propiedades fotovoltaicas y de nanofricción. Cada parte se llevará acabo mediante la asesoría y supervisión de los especialistas que forman parte de este proyecto. Durante el desarrollo del mismo se trabajará con grupos de estudiantes diferentes cada año, por lo que se debe dar la capacitación inicial a los estudiantes para tomar topografía en la clase de Microscopías y espectroscopías II. Posteriormente en la clase de Nanomateriales II: Caracterización se abordarán las caracterizaciones de diferentes propiedades, sin embargo una vez que ya se tenga el conjunto de manuales de prácticas, estas se pueden combinar de acuerdo a los intereses y necesidades del grupo. De las clases de caracterización I y II solo se tomará el 30% del semestre ya que se tienen que ver otras caracterizaciones con otros equipos en estos cursos.
1.Capacitar a los estudiantes en el uso del microscopio de fuerza atómica en el modo contacto, contacto intermitente y no contacto. 2.Capitación de los estudiantes para el tratamiento y presentación de datos mediante diferentes programas computacionales. 3.Capacitar a los estudiantes en el uso de las microscopias de piezorespuesta de fuerza atómica, fuerza magnética, microscopía de fuerza piezomagnética, fuerza lateral y fotovoltaica. 4.En la clase Taller de diseño que se imparte en el cuarto semestre, diseñar y adaptar modos en los microscopios de fuerza atómica del CNyN que permitan la caracterización de diferentes propiedades físicas tales como: las piezomagnéticas, eléctricas y fotovoltaicas. 5.Elaborar manuales y diseñar prácticas de los diferentes modos de trabajo de los microscopios de fuerza atómica, principalmente para adquirir topografía (modo contacto, contacto intermitente y no contacto), medidas de piezofuerza, curvas I-V, mediciones de nanofricción (fuerza lateral), imágenes de dominios magnéticos y piezomagnéticos. 6.Elaborar video-tutoriales y página de internet con información de las prácticas de laboratorio. 7.Elaborar programas para la adquisición y análisis de datos. 8.Apoyar a los estudiantes en la caracterización de los materiales que se sintetizan en las clases de preparación de muestras.
metadata.dc.description.goals: Se lograron todas las metas planteadas para el primer y el segundo año. Las metas del tercer año también se lograron exceptuando aquéllas que involucraban las propiedades fotovoltaicas y parte de las piezomagnéticas, ello debido al recorte de presupuesto (a $40,906 de los $200,000 inicialmente considerados), lo que impidió comprar los aditamentos y la computadora con la que se desarrollarían los modos de análisis de dichas propiedades. Aún así se realizaron los videotutoriales de las técnicas de Microscopía de Fuerza Fotoconductiva y de Microscopía de fuerza Piezo-magnética.
metadata.dc.description.selfAssessment: El proyecto fue exitoso ya que las prácticas propuestas y el material de apoyo generado fueron de relevancia para la formación de recursos humanos en el área de micro-nanocaracterización mediante los modos de análisis considerados en la microscopía por sonda de barrido (SPM). El material de apoyo incluyó la realización de videos tutoriales, manuales y páginas de internet que fueron usados en la impartición de cursos y talleres de nivel licenciatura y posgrado, pero también fueron utilizadas por los estudiantes para llevar a cabo sus propias caracterizaciones y análisis. Además, las técnicas implementadas permitieron el análisis de los materiales investigados en las tesis no solo de los estudiantes de la propia institución sino de otras instituciones educativas. El 100% de las metas, objetivos y productos del primer año y segundo año se llevaron a cabo; y para el tercer año se obtuvieron los logros permitidos en concordancia con el recorte de presupuesto.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Primer Año Elaborar manuales de prácticas para obtener imágenes en el MFA mediante los modos de no contacto, contacto intermitente y contacto. Capacitar a los estudiantes para el uso del MFA en los modos de no contacto, contacto intermitente y contacto, todo esto durante la clase llamada Microscopías y espectroscopías II. Generar video-tutoriales para el uso del MFA en los modos de no contacto, contacto intermitente y contacto. Además se producirá un video-tutorial para mostrar el tratamiento de datos del MFA. Asesorar a los estudiantes de la clase del Taller de diseño para implementar el modo de mediciones eléctricas en el MFA para obtener curvas I-V. Elaborar manuales de prácticas para obtener mediciones eléctricas en el MFA. Capacitar a los estudiantes para el uso del MFA para obtener curvas I-V y piezorespuesta de fuerza atómica, todo esto durante la clase llamada Nanomateriales II: Caracterización. Generar video-tutoriales para el uso del MFA para caracterizar propiedades eléctricas. Segundo Año En este año un nuevo grupo tomará el curso de Microscopías y espectroscopías II. Por lo que utilizando los manuales generados en la etapa I, se capacitará a los estudiantes para el uso del MFA en los modos de no contacto, contacto intermitente y contacto. Asesorar a los estudiantes de la clase del Taller de diseño para implementar el modo piezomagnético en el MFA. Elaborar manuales de prácticas para obtener mediciones magnéticas y piezomagnéticas en el MFA. Capacitar a los estudiantes para el uso del MFA para obtener imágenes de dominios magnéticos y piezomagnéticos, todo esto durante la clase llamada Nanomateriales II: Caracterización. Generar video-tutoriales para el uso del MFA para caracterizar propiedades magnéticas y piezomagnéticas. Comenzar con la elaboración de la página de internet. Tercer año En este año un nuevo grupo tomará el curso de Microscopías y espectroscopías II. Por lo que utilizando los manuales generados en la etapa I, se capacitará a los estudiantes para el uso del MFA en los modos de no contacto, contacto intermitente y contacto. Asesorar a los estudiantes de la clase del Taller de diseño para implementar el modo de mediciones fotovoltaicas en el MFA. Elaborar manuales de prácticas para obtener mediciones fotovoltaicas y de nanofricción en el MFA. Capacitar a los estudiantes para el uso del MFA para obtener mediciones fotovoltaicas y de nanofricción, todo esto durante la clase llamada Caracterización II. Generar video-tutoriales para el uso del MFA para caracterizar propiedades fotovoltaicas y de nanofricción. Elaborar página de internet.
metadata.dcterms.provenance: Centro de Nanociencias y Nanotecnología
metadata.dc.subject.DGAPA: Física
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: GERVACIO ARCINIEGA, JOSE JUAN
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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