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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7174| Título : | Prácticas de laboratorio enfocadas al uso de técnicas espectroscópicas para el análisis químico de Nanoestructuras |
| Autor : | CASTILLON BARRAZA, FELIPE |
| Fecha de publicación : | 2019 |
| Resumen : | En la actualidad, el uso de técnicas de caracterización de materiales nanoestructurados que permitan tener un control preciso de los procesos de fabricación, así como mediciones en tiempo real del crecimiento de las nanoestructuras o procesos catalíticos, es fundamental para optimizar procesos induatriales así como el desarrollo de proyectos de investigación. Las técnicas espectroscópicas han mostrado a lo largo de los años ser técnicas confiables y que tienen la particularidad de proporcionar un amplio espectro de información relacionada con la composición química, de acuerdo al rango espectral utilizado para analizar las muestras. Existen técnicas espectroscópicas que utilizan altas energías, como lo es espectroscopia de fotoelectrones emitidos de Rayos X (XPS, por sus siglas en Inglés), energía media, espectroscopia UV-Visible, así como bajas energías, como es espectroscopia Raman y de infrarrojo. Actualmente, en el centro de Nanociencias y Nanotecnología, se cuenta con un grupo sólido de expertos en el área. Por lo cual, consideramos pertinente generar las condiciones para que los estudiantes de licenciatura en Nanotecnología del CNyN, sean introducidos al uso de este tipo de técnicas y sistemas, conociendo tanto de forma teórica como práctica, las capacidades y alcances de estas herramientas ampliamente utilizadas. Por consiguiente, los recursos de este proyecto serán destinados a incorporar a los estudiantes a las tareas de desarrollo de nuevos materiales, involucrándolos tanto en la parte de síntesis de materiales, como en el uso de técnicas de caracterización espectroscópica utilizando XPS, UV-Visible, Raman e Infrarrojo. De esta forma, el estudiante complementará su formación como Nanotecnólogo teniendo no solo los fundamentos teóricos sino también la experiencia de utilizar los conocimientos adquiridos en la industria, así como en laboratorios de investigación realizando investigación innovadora y aplicada. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/7174 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | CASTILLON BARRAZA, FELIPE |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2019-2020 |
| metadata.dc.description.objective: | Formar estudiantes de Licenciatura con bases sólidas en la interpretación y uso de técnicas espectroscópicas para la caracterización química de nanomateriales. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Con la capacitación de estudiantes de licenciatura en cursos teórico-prácticos de técnicas espectroscópicas como XPS, UV-Visible, Raman e Infrarrojo, los estudiantes tendrán una formación sólida para aplicar estos conocimientos en procesos industriales para eficientar los controles de calidad de los procesos involucrados, así como en proyectos de investigación relacionados con la síntesis de nanomateriales. El alumno logrará sintetizar materiales nanoestructurados y realizar su caracterización química, utilizando las técnica espectroscópicas adecuadas, y logrará transmitir sus conocimientos a la comunidad universitaria mediante la presentación de un póster. |
| metadata.dc.description.strategies: | El proyecto de caracterización espectroscópica de materiales nanoestructurados se se implementará de forma paralela con las materias de Nanomateriales I y II, y Nanofabricación I, que se imparten continuamente en la licenciatura en Nanotecnología del CNyN-UNAM. De esta manera trabajando de forma conjunta con los investigadores y estudiantes de posgrado, los alumnos adquirirán el conocimiento y las habilidades necesarias para el uso e interpretación de técnicas espectroscópicas como espectroscopia de fotoelectrones emitidos de rayos X, espectroscopia UV-Visible, Infrarrojo y Raman. Adicionalmente, los estudiantes adquirirán conocimientos para la síntesis de nanomateriales mediante las técnicas de ALD, sol-gel e hidrotermal, con el fin de realizar la caracterización de los materiales sintetizados, mediante las técnicas espectroscópicas más adecuadas. El desarrollo del presente proyecto se basa en los siguientes puntos: 1.Introducir al estudiante en los fundamentos de la técnicas de síntesis y caracterización de nanomateriales. Se propone realizar una serie de seminarios donde académicos especializados en temas de interés den a conocer a los estudiantes de la licenciatura en Nanotecnología las bases teóricas de las técnicas utilizadas para la síntesis y caracterización los materiales nanoestructurados, utilizando como base, métodos de síntesis compatibles para su aplicación en prácticas de laboratorio, así como la caracterización química de los mismos, utilizando espectroscopia de absorción. 2.Capacitación de los estudiantes en el uso de técnicas de síntesis. Realizar prácticas de laboratorio donde los estudiantes sean asignados a los académicos participantes con el fin de adquirir las habilidades para realizar la síntesis de nanoestructuras 1D y 2D, mediante las técnicas de ALD, sol-gel e hidrotermal. Los estudiantes realizarán reportes de cada una de las técnicas utilizadas y reportes de los resultados obtenidos. 3.Capacitación de los estudiantes en el uso de técnicas espectroscópicas de caracterización química. Realizar prácticas de laboratorio donde los estudiantes adquieran los conocimientos básicos y las habilidades para utilizar sistemas de caracterización espectroscópica, como son XPS, infrarrojo, Raman y UV-Visible. Los estudiantes lograrán discernir entre las técnicas más adecuadas para realizar la caracterización de los materiales requeridos. Los estudiantes realizarán reportes de cada una de las técnicas utilizadas y reportes de los resultados obtenidos. 4.Divulgación de los resultados obtenidos. Se realizará una memoria en extenso de las prácticas realizadas, donde se incluirán los resúmenes de los trabajos realizados. Adicionalmete, los estudiantes presentarán sus resultados más representativos en el Concurso Universitario de NanoPoster, evento generado por iniciativa del grupo, con el fin de fomentar la divulgación de actividades realizadas por los estudiantes en sus cursos de Nanofabricación y síntesis de nanomateriales. 5.Elaboración de un manual de prácticas de técnicas espectroscópicas. Se elaborará un manual de prácticas de las técnicas espectroscópicas desarrolladas en la materia de Nanofabricación 1, los cuales permitirán a los profesores y alumnos posteriores, contar con manuales de prácticas mejor diseñados, permitiendo una mejora en la impartición de cursos posteriores, así como dando valor agregado a su curso. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | En términos generales, la autoevaluación global del proyecto se puede realizar en función de las metas logradas de acuerdo a la propuesta realizada al momento de someter el proyecto. En relación a los seminarios impartidos, fue posible la impartición de una serie de seminarios (10) por parte de académicos del CNyN, relacionados con procesos de síntesis de materiales a escala nanométrica, así como el uso de técnicas espectroscópicas para su caracterización, y sus respectivas aplicaciones. Dichos seminarios fueron con el fin de atraer el interés de los alumnos, enriqueciendo su conocimiento en el desarrollo de materiales nanoestructurados. Los estudiantes favorecidos con esta serie de seminarios fueron estudiantes de la licenciatura en Nanotecnología de la UNAM, e ingeniería en Nanotecnología de UABC. En lo que respecta a las prácticas de laboratorio, fue posible impartir prácticas en las cuales los estudiante tenían una interacción directa con equipos especializados, donde ellos tuvieron la oportunidad de aprender a detalle los procesos de preparación de muestras para su análisis, así como la correcta interpretación de los resultados obtenidos. A pesar de que en algunos casos los estudiantes no pudieron manipular los equipos, debido a la falta de disponibilidad, o que los equipos estaban fallando, ellos recibieron su capacitación sobre fundamentos e interpretación de resultados. Así mismo se logró hacer una memoria con las diversas prácticas de laboratorio impartidas a los estudiantes. Por otra parte, se desarrolló un manual relacionado con el uso de equipos que los estudiantes utilizaron durante el desarrollo de sus prácticas. Además, en el plan de realizar un taller teórico-práctico de espectroscopia, se logró un avance al realizar un taller de la técnica de síntesis ALD en el Simposio de nanociencia organizado por el CNyN. Cabe señalar, que se realizaron dos actividades durante esta primera etapa que permitieron a los estudiantes presentar los conocimientos adquiridos durante el desarrollo de las actividades propuestas en el presente proyecto. Una de ellas fue la participación de estudiantes de licenciatura en el Concurso estudiantil de Nano-Póster, así como la presentación de dos trabajos en el marco del Simposio de Nanociencia y Nanomateriales. Estas actividades permiten a los estudiantes adquirir experiencia en la presentación de sus trabajos académicos en congresos. Adicionalmente, se escribió un manuscrito, el cual será enviado a una revista internacional indexada, en la cual se reporta la síntesis, modificación y caracterización espectroscópica y morfológica de estructuras tubulares. Debido a lo mencionado anteriormente, considero que se logró un buen avance en el las actividades planteadas, permitiendo que los estudiantes adquirieran más habilidades e interacción con actividades relacionadas con investigación de frontera. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Las metas propuestas para el desarrollo del proyecto "Prácticas de laboratorio enfocadas al uso de técnicas espectroscópicas para el análisis químico de Nanoestructuras" fueron propuestas para enriquecer los conocimientos obtenidos por los estudiantes en el área de síntesis y caracterización de materiales a escala nanométrica. Cabe señalar que dichas metas fueron orientadas para alumnos de la licenciatura en Nanotecnología de la UNAM, 5to y 6to semestre, así como a estudiantes de ingeniería en Nanotecnología de UABC y estudiantes de posgrado en Nanotecnologia (CICESE_UNAM). Los estudiantes enriquecieron sus conocimientos básicos a en relación a los procesos de síntesis, utilizando técnicas químicas y físicas de fabricación, así como en la caracterización de los materiales fabricados, utilizando técnicas espectroscópicas. En relación a las metas planteadas durante este período, se describen los logros obtenidos. 1. Seminarios por parte de los expertos del grupo. Como parte de la meta propuesta, se impartieron 10 pláticas a alumnos de UNAM y UABC, relacionadas con los trabajos de investigación, en los cuales se utilizan materiales a escala nanométrica, así como diferentes técnicas espectroscópicas para la solución de problemas. 2. Prácticas de laboratorio de espectroscopia. Con el fin de que los alumnos tengan una mejor experiencia en el uso de diversas técnicas espectroscópicas, se impartieron diversas prácticas de laboratorio, dentro de las cuales, solo tres de ellas se pudieron realizar de forma experimental, donde los alumnos tuvieron la experiencia de utilizar los equipos, mientras que las demás fueron sólo teóricas, debido a la complejidad de los equipos. Las prácticas de laboratorio se basaron en la síntesis de materiales y su caracterización mediante espectroscopia UV-visible e infrarrojo. 3. Memorias de las prácticas de las diversas técnicas espectroscópicas. Se desarrolló un manual de las prácticas de laboratorio de uso de técnicas espectroscópicas, utilizadas con alumnos de la licenciatura en Nanotecnología e ingeniería en Nanotecnología. Debido a lo mencionado anteriormente, las memorias se basan en las prácticas realizadas utilizando espectroscopia UV-Visible e infrarroja. 4. Presentación de un trabajo en congreso nacional. Se presentaron cuatro trabajos en congresos, en congresos nacionales e internacionales, con presentaciones realizadas por alumnos vinculados al proyecto, así como por académicos participantes. Dos de estas presentaciones fueron en la modalidad de póster (alumnos) y las otras dos fueron conferencias (académicos). 5. Elaboración de un manual de uso de los equipos de caracterización espectroscópica. Debido a que solo dos equipos fueron disponibles para el desarrollo de las prácticas de forma experimental, se realizaron los manuales de uso para el espectrofotómetro de UV-visible, en su modalidad de polvos y películas, así como FTIR, usando pastillas de KBr. |
| metadata.dcterms.provenance: | Cto. de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Química |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud |
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