Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Modification of photosensitive resin with 0D and 2D nanoparticles towards printing scalability(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2024-12-05) Meza Diarte, Salvador Alejandro; Sustaita Narváez, Alan Osiris; Rodríguez Hernández, Gerardo; Segura Cárdenas, Emmanuel; Melo Máximo, Dulce Viridiana; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Iturbe Ek, JackelineComposite materials, recognized for their ability to synergize the properties of multiple constituents, have become indispensable in modern engineering and manufacturing. Polymer composites, a prominent category within this field, are particularly valued for their lightweight, cost-effective nature, and ease of processability. This study investigates the integration of composite materials with vat polymerization 3D printing, focusing on the development of advanced polymer-based nanocomposites with tailored functional properties, by modifying commercially available photosensitive resins through ultrasonic dispersion of 0D and 2D nanoparticles: silicon dioxide (SiO2) and organo-modified clay Cloisite 30B (C30B), respectively. The SiO2 nanoparticles were functionalized with alkyl silane groups CTMS and OTS to achieve hydrophobicity. Therefore, this work aims to enhance the hydrophobic and flame-resistant characteristics of 3D printed components. A practical experimental methodology for the resin modification by ultrasonic dispersion was developed. The incorporation of functionalized SiO2 achieved intrinsically hydrophobic 3D printed specimens, with contact angle of up to 133°. The incorporation of C30B increased significantly mechanical properties with respect to neat resin, obtaining an increase of 37% in Young’s modulus, 39% in elongation, and 0.95 MPa. It also increased combustion temperature by 12 °C in the formulation with 5% clay concentration. XRD and TEM results confirm a clay exfoliation was achieved after polymerization, and the mechanism was proposed. A Jacob’s cure depth working curve was developed for both modifications to determine their printing parameters as the first step towards printing scalability. UV-Vis analysis confirmed that both modifications preserved the printability of the resins, demonstrating the feasibility of fabricating high-performance nanocomposites using vat polymerization
- Hybrid memristor manufacturing based on a PEDOT:PSS/Halloysite nanocomposite(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2023-12-05) Servín Quitero, Roberto Ignacio; Sustaita Narváez, Alan Osiris; emipsanchez; Ulloa Catillo, Nicolás Antonio; Iturbe Ek, Jackeline; Medina Medina, Dora Ilina; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Cruz Cruz, IsidroMemristors are an emerging technology with the potential to revolutionize information storage. One of the most prominent lines of research in this area are polymer-based nanocomposite materials, for the manufacturing of bistable and non-volatile memristors. Due to their potential for flexible, high speed, low cost, and energy efficient data storage devices. However, to this day, the fabricated prototypes of memristors present shortcomings like low endurance and lack of spatial and temporal uniformity that prevent them from widespread use. Multiple studies have demonstrated that integrating nanostructures in polymer matrixes can improve the memory characteristics and overall performance of a device. This work presents the fabrication of hybrid devices based on a novel Polymer-Nanostructure composite. The characterization of said devices via I-V curve analysis and performance examination via data retention, uniformity, and endurance tests.
- Implementación de un modelo matemático para el control de espesores de películas de BaTiO3/PVDF por spin- coating(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2022-11-28) Ochoa Bonilla, Eduardo Ernesto; Sustaita Narváez, Alan Osiris; emipsanchez; Iturbe E K, Jackeline; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Monterrey; Ulloa Castillo, Nicolas AntonioLas películas delgadas juegan un papel esencial en el desarrollo e investigación de nanomateriales con propiedades nuevas dando aplicaciones que pueden ser desde un simple recubrimiento para evitar la corrosión, hasta aplicaciones fotovoltaicas y de microelectrónica. Se estudiaron películas sintetizadas a partir de Titanato de Bario (BaTiO3) y Fluoruro de Polivinilideno (PVDF) disuelto en N, N-dimetilformamida (DMF) HCON(CH3)2, por la metodología sol gel para la preparación de las nanopartículas. Las películas fueron depositadas por el método de deposición por centrifugación (spin-coating). Utilizado un modelo matemático propuesto por Emslie et al., se llevó a cabo una modelación para la predicción de grosores y controlar el espesor de las películas a partir de las concentraciones seleccionadas buscando beneficiar la obtención de películas delgadas uniformes y que promuevan la conversión de fase beta cristalina del PVDF. Para la deposición se llevó a cabo un estudio reológico de la solución a envejecer de PVDF / BaTiO3 para conocer algunos parámetros de viscoelasticidad usados en el modelo matemático. Por último, se desarrolló un diseño experimental variando la concentración de nanopartículas añadidas y evaluando los grosores de las películas con las del modelo matemático. Las concentraciones seleccionadas tras las pruebas exploratorias con el PVDF y BaTiO3 variaron de 0.02-0.05 g/10mL y 0.10-0.15 g/100mL respectivamente en relación con el peso del DMF. La velocidad de deposición utilizada fue de 2000 rpm. Las películas se caracterizaron por perfilometría, espectroscopia infrarroja y difracción de rayos X, a fin de conocer la composición y estructura, para el estudio de la conversión de fase β obteniendo hasta en un 80% para las películas con 10% de concentración de BaTiO3 depositadas sobre substratos de silicio y vidrio, evaluando valores similares obtenidos en el modelo matemático para las pruebas usando perfilometría para corroborar el grosor (en µm) de las películas.
- Automatización de síntesis de nanoestructuras de carbono por el método de espray pirolisis por ultrasonido.(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2022-06) Cerón Capitaine, Johan Alain; SUSTAITA NARVAEZ, ALAN OSIRIS; 226812; Sustaita Narváez, Alan Osiris; puemcuervo; Iturbe-Ek, Jackeline; Ulloa Castillo, Nicolás Antonio; Olvera Trejo, Daniel; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Monterrey; Segura Cárdenas, EmmanuelSe diseño, desarrollo e implemento un sistema automatizado de síntesis de nanoestructura de carbono usando uno de los métodos con gran potencial para el escalamiento industrial, el método de espray pirolisis por ultrasonido. Este se apoya de un fenómeno físico, estudiado por la sonoquímica, llamado cavitación acústica. Esta es responsable de pulverizar una sustancia liquida en tamaño de micras, siendo esto útil para la síntesis dado que requiere menos energía para descomponerse las moléculas. Para poder realizar el sistema de espray pirolisis por ultrasonido fue necesario diseñar, desarrollar e implementar el reactor ultrasónico. Se nombrará reactor ultrasónico al conjunto de componentes esenciales para generar la pulverización por medio de ultrasonido. Partiendo de la cámara de pulverizo, cristalería donde se llevó a cabo la cavitación, se creó la abrazadera y el soporte de la cámara de pulverizado. Estos fueron clave para mantener segura a la cristalería. La clave para generar la cavitación es el transductor ultrasónico por lo que se hacen diferentes pruebas que garanticen el correcto funcionamiento de este. Se llego a descubrir que puede generar la cavitación de manera indirecta y con uso de una membrana de politetrafluoroetileno aislamos al transductor del contenido de la cámara. Se diseña un posicionador que se coloca dentro de un recipiente para mantener al transductor ultrasónico centrado en la membrana. Ya una vez armado este subsistema se integran a los componentes del sistema de pirolisis, dejando el método de espray pirolisis por ultrasonido para síntesis manual de nanoestructura de carbono. Automatizar procesos químicos dentro de laboratorios es crucial para potencializar éxitos tempranos. Por ello el sistema pasa a automatizarse, creando un circuito impreso, se dejó las bases de su automatización con las que podrá controlar el tiempo de síntesis, la recirculación y el control de temperatura del horno. Se finalizó el proyecto con técnicas de caracterización, microscopia electrónica de barrido y difracción de rayos X, para la validación del correcto funcionamiento del sistema, así como corroborar síntesis de alótropos de carbono.
- Polyethylene engineering for application in passive personal thermal management(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-11-30) Ramos Tirado, Jesús Eduardo; SUSTAITA NARVAEZ, ALAN OSIRIS; 226812; Sustaita Narváez, Alan Osiris; puemcuervo; Iturbe Ek, Jackeline; Elias Zúñiga, Alex; Mata Padilla, José Manuel; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Lozano Sánchez, Luis MarceloThermal comfort is the mind condition when we feel satisfaction with the environmental conditions. Thermoregulatory clothing is an energy-saving way to achieve thermal comfort conditions. Lately, there have been efforts to develop materials with thermoregulatory properties. The simple structure of polyethylene makes a good option for engineering thermoregulatory fibers due to its transparency windows in the mid-IR, where we emit radiation to the environment. In this project, it is proposed an alternative method to fabricate oriented UHMWPE films with high crystallinity and high fibers and molecular chains orientation to enhance the thermal conductivity of the films. The restructuring of the films was measured using FTIR/ATR Spectroscopy, DSC, XRD, SWAXS and SEM. The films obtained show an increase in crystallinity and chains orientation as the draw ratio increase, which leads to a higher thermal conductivity.