División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Estudio de las propiedades físicoquímicas y luminiscentes del material compósito TbTPTZ@HKUST-1(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-09-01) Contreras Pérez, César GiovaniEn este trabajo se realizó la síntesis de la red metal-orgánica (MOF) HKUST-1 utilizando el ácido bencen-1,3,5-tricarboxílico (BTC) como ligante y el ion cobre (Cu²⁺) como centro metálico, de los cuales se obtiene una estructura cúbica centrada en las caras, en un rendimiento de 78% y con alta cristalinidad. También se realizó la síntesis del compuesto de coordinación TbTPTZ utilizando al ligante 2,4,6-Tris-(2-piridil)-s-triazina (TPTZ) y al ion Tb3+, en un rendimiento de 84% y con alta cristalinidad. Se realizaron varias técnicas de infiltración de TbTPTZ en HKUST-1, las cuales incluyen i) la infiltración directa del TbTPTZ en HKUST-1 (Met1); ii) infiltrando primero al Tb3+, seguido después del ligante TPTZ, para que el compuesto TbTPTZ se ensamble en el interior de las cavidades de HKUST-1 (Met2); iii) infiltrando primero al ligante TPTZ, seguido después del Tb3+, también para que TbTPTZ se ensamble en el interior de las cavidades de HKUST-1 (Met3); iv) poner (Met4), y finalmente v) poner (Met5), en todos los casos para intentar generar el compósito TbTPTZ@HKUST-1. Tanto HKUST-1, como TbTPTZ y los materiales obtenidos en las 5 metodologías anteriores se caracterizaron mediante diferentes técnicas. La difracción de rayos-X de los polvos destaca la presencia y la conservación de la estructura de la HKUST-1 en todas las metodologías de síntesis, lo que evidencia que la infiltración de TbTPTZ, en HKUST-1 no modifica la estructura. El TGA corroboró que los óxidos de cobre en HKUST-1 y de terbio en TbTPTZ finales fueran proporcionales a las cantidades empleadas, sobre todo en la Met2. Con espectroscopía UV-vis se determinó que TbTPTZ para la Met2 se infiltró de manera adecuada, en un 85.18%. La técnica conjunta de MEB-EDS evidenció que relación HKUST-1/TbTPTZ fue la adecuada para la Met2. En otras metodologías había hojuelas de TbTPTZ en la superficie del material HKUST-1, lo que no se observó para Met2, prueba contundente de que TbTPTZ se ensambló directamente en las cavidades de HKUST-1. La espectroscopía luminiscente indica que para Met2 el material HKUST-1 interactúa con TbTPTZ, volviendo al huésped más asimétrico, reflejado en el valor de la proporción entre la transición eléctrica (⁵D₄→7F6) y la transición dipolar magnética (⁵D₄→7F₅) de Tb, que no varía y se toma como referencia. El resultado de ensamblar a TbTPTZ directamente en las cavidades de HKUST-1 como compósito TbTPTZ@HKUST-1 da lugar a que la proporción [(⁵D₄→7F6)/ (⁵D₄→7F₅),] aumente. Esto se debe a que el valor de la transición eléctrica aumenta y se refleja en el cambio de color, desplazándose más hacia la zona de color verde, en comparación del color verde amarillento de TbTPTZ. La proporción empleada del centro emisor, TbTPTZ por sí solo, es mucho mayor en comparación con la cantidad del mismo en el compósito TbTPTZ@HKUST-1. El compósito genera efectos positivos en las propiedades de interés que son la emisión, la pureza del color, y es una matriz barata.
- Síntesis y caracterización de polímeros de coordinación empleando ácido ferúlico y quercetina para la generación de BioMOFs(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-09) Ordoñez Guzmán, José CarlosEn el presente proyecto, se sintetizaron cinco polímeros de coordinación de tipo redes metal orgánicas de biomoléculas (BioMOFs), empleando como ligantes orgánicos, moléculas bioactivas de origen natural, y que por lo tanto presentan propiedades bioactivas. Las moléculas elegidas en este proyecto son: ácido ferúlico (ácido 4-hidroxi-3-metoxicinámico, AF) y quercetina (3,3’,4’,5,7- pentahidroxilflavona, Quer). Los metales seleccionados fueron el Mg, Co, Ca, Al, y Eu, empleados en las reacciones como sales de nitrato. Los nuevos materiales fueron preparados a través de metodologías de síntesis solvotermal y a reflujo denominados MgAF, CoAF, CaAF, AlQuer y EuQuer, los cuales se caracterizaron mediante las técnicas de difracción de rayos X de polvos (PXRD), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA) y microscopía electrónica de barrido (SEM) para conocer sus propiedades fisicoquímicas y estructurales. El análisis FTIR confirmó la coordinación de los grupos funcionales de AF y Quer con los centros metálicos, principalmente mediante interacciones metal-oxígeno, formando quelatos en ambos ligantes y coordinación bidentada de carboxilatos para los Ferulatos. Los estudios de TGA mostraron estabilidad térmica en los materiales entre 368-390 °C, dependiendo de la naturaleza del metal y del método de síntesis empleada. Asimismo, las micrografías SEM revelaron morfologías particulares para cada sistema, incluyendo prismas tipo aguja, varillas hexagonales y barras rectangulares. La estructura de MgAF se resolvió a partir del difractograma experimental empleando los datos de difracción de rayos X de polvos, a través del método de Rietveld, utilizando el programa EXPO2014. El cual es un método novedoso utilizado para resolver estructuras desde polvos microcristalinos y con el apoyo de cálculos teóricos a nivel DFT (Density Fuctional Theory) en condiciones periódicas empleando el programa Quantum ESPRESSO. Empleando esta metodología, el material MgAF cristaliza en el sistema ortorrómbico con grupo espacial Pcab donde su respectiva celda unitaria consta de un volumen de 2208.35 Å3, parámetros de celda a = 13.54381 Å, b = 19.34805 Å, c = 8.42732 Å, α = β = γ = 90°, como lo confirman los análisis de PXRD y el refinamiento estructural mediante el método DFT-Rietveld, con Rp de 4.441 y chi2 de 2.103. Finalmente, los materiales sintetizados representan nuevos sistemas BioMOF con propiedades estructurales y fisicoquímicas relevantes, lo que abre la posibilidad de explorar futuras aplicaciones en áreas biomédicas y de administración controlada de moléculas bioactivas.
- Estudio del efecto de flavonoides encapsulados en una red metal orgánica de magnesio sobre el estrés oxidativo celular(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-12-08) Mora Vargas, Etnia ValeriaLa presente idónea comunicación de resultados de la Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales se centra en el estudio del efecto de flavonoides encapsulados en una red metal orgánica de magnesio (MOF-Mg) sobre el estrés oxidativo celular. El estrés oxidativo surge del aumento de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que conduce a daños en biomoléculas y contribuye al desarrollo de diversas enfermedades, como las cardiovasculares, el cáncer y las neurodegenerativas. Los flavonoides (Flv), específicamente la quercetina (Quer) y la catequina (Cat), son compuestos polifenólicos conocidos por su capacidad antioxidante, pero su eficacia terapéutica por vía oral está limitada por su baja estabilidad y biodisponibilidad. Para superar estos desafíos, se propuso el uso de una MOF a base de magnesio como excipiente, bajo la hipótesis de que esta red metal orgánica aumentaría la estabilidad de los flavonoides y permitiría una liberación gradual, mejorando así su absorción en el organismo y su efecto protector. El magnesio (Mg) es un metal alcalinotérreo biodisponible esencial en más de 300 procesos enzimáticos y funciones vitales. La metodología incluyó la síntesis de la MOF-Mg (MOF-74) y la preparación de los complejos Flv-Mg, además de la adsorción de Quer y Cat en la red. La caracterización estructural y funcional se realizó mediante DRX, FTIR, DLS, MET y RMN. La capacidad máxima de adsorción obtenida fue de 9.60 mg de Quer y 20.5 mg de Cat por cada 100 mg de MOF. Los ensayos de liberación de Flv se llevaron a cabo en PBS (pH 7.4) a 37 °C. La cinética de liberación se ajustó mejor al modelo de Korsmeyer-Peppas (R² = 0.9225 para Quer), con un exponente de liberación (n ≤ 0.5) que indica un mecanismo controlado por difusión gradual a través de los poros de la MOF. Finalmente, la evaluación citotóxica en la línea celular HeLa demostró una alta biocompatibilidad de la MOF-Mg. Después de 72 h de incubación, los materiales MOF-Mg/Quer y MOF-Mg/Cat mostraron porcentajes de proliferación ligeramente mayores al 100% (107.90 % y 117.84 % respectivamente). Estos resultados sugieren que la formulación basada en MOF-Mg logra una liberación prolongada de los flavonoides, lo que puede aumentar su efecto protector antioxidante y su viabilidad celular.
- Preparación y caracterización de recubrimientos a base de pintura electrostática modificados con nanopartículas de TiO₂(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-05-28) Reyes Rodríguez, DiegoLa pintura electrostática ha ganado terreno principalmente en la industria automotriz debido al acabado que este ofrece. Sin embargo, el tiempo de vida útil se ve afectado por factores externos como condiciones ambientales, principalmente rayos UV, que provocan una degradación considerable de la pintura. Por ello la incorporación de materiales nanoestructurados que ofrezcan una mayor durabilidad de los recubrimientos resulta de interés científico y tecnológico. Es por ello que la incorporación de TiO₂ nanoestructurado a la pintura electrostática obtenidos por el método sol-gel en conjunto con la técnica de aplicación son de suma importancia para el mejoramiento y aplicación comercial en la pintura automotriz.
- Óxido de cobre entintado con colorante obtenido del hongo lactarius índigo para la producción de energía(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2023-06) Bautista Castañeda, AbigailEn el presente trabajo se reportan los resultados obtenidos de realizar una serie de caracterizaciones a un electrodepósito de cobre sobre óxido de estaño dopado con indio (ITO), entintado con colorante natural extraído del hongo lactarius indigo, para su uso en celdas solares tipo Gratzel. Comenzando desde la parte electroquímica del depósito, que se refiere a las técnicas de voltamperometría cíclica y cronoamperometría, para lo cual se utilizó un electrolito compuesto de 0.1 M ácido nítrico (HNO₃) y 0.5 M sulfato de cobre (CuSO₄), esta solución se preparó para los depósitos de cobre sobre el ITO. Para la parte de voltamperometría cíclica se realizaron a diferentes velocidades de barrido obteniendo así la zona de reducción que es la zona para realizar el depósito entre los potenciales de –100 a –500 mV, de los cuales se tomaron intervalos de 20 en 20 mV para realizar la cronoamperometría partiendo de los –200 mV hasta llegar a los –500 mV. Después, se realizó el depósito a –440 mV, una vez obtenidos los depósitos se lavaron con agua desionizada y se sometieron a tratamiento térmico de 30 min a 100 °C. En cuanto a la obtención del colorante del hongo Lactarius Indigo se obtuvo por medio de maceración, en cuanto se obtuvieron los hongos se deshidrataron al sol, una vez completamente seco se guardaron en envases de vidrio lejos de la luz, posteriormente los hongos se trituraron con 20 ml de etanol hasta obtener un líquido, se vacío el líquido haciéndolo pasar por un filtro de fibra de vidrio de 10 μm, una vez obtenido el filtrado se colocó en un frasco color ámbar y se guardó en el refrigerador a una temperatura de 5 °C aproximadamente y se guardó así hasta su uso. Para el entintado lo que se realizó fue verter en una caja Petri colorante hasta cubrir el ITO una vez realizado esto se procedió a sellar la caja Petri y meterla en el refrigerador para el entintado, los tiempos se estimaron a partir de los 30 min hasta 8 horas. Una vez obtenidos los depósitos entintados se le realizaron caracterizaciones la inicial fue obtener ultravioleta-visible (UV-vis) del colorante puro, y posterior se les realizó la misma prueba al óxido entintado. La espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) también fue realizada a las muestras, infrarrojo transformada de Fourier (FTIR) y microscopia electrónica de barrido (SEM), para caracterizar las propiedades del material para su aplicación, adicional se obtuvieron los valores del band gap para las películas de óxido de cobre. De lo anterior se obtuvo que el colorante ayuda a aumentar la absorción de luz y disminuye el valor del band gap, el infrarrojo muestra la presencia de óxido de cobre y el colorante el cual tiene presencia de grupos O-H, C=C y C=O, lo que indica que el colorante si pertenece al grupo de carotenoides. El SEM mostró un depósito uniforme con partículas esféricas en su mayoría, así como la presencia del colorante haciendo las muestras más brillosas, y en cuanto a la EIS muestra que en cuanto más colorante tenga la muestra la resistencia a la transferencia de carga es menor.
- Mecanismo y cinética de nucleación de nanopartículas Se@CdSe sobre carbono vítreo en ethaline(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-06-04) Escobar Monsalvo, NeftaliEn este proyecto de investigación se realizó, por primera vez, la síntesis del material selenio-seleniuro de cadmio con estructura core-shell (Se@CdSe) mediante electrodeposición, utilizando como solución electrolítica un disolvente eutéctico profundo (DES, por sus siglas en inglés), conformado por cloruro de colina y etilenglicol cuyo nombre es ethaline. La electrodeposición se llevó a cabo en un electrodo de carbono vítreo (ECV) en el cuál, primero, fueron depositadas partículas de selenio (Se) para posteriormente, mediante reacciones químicas de oxido-reducción y aplicando los potenciales de reducción necesarios, estas nanopartículas depositadas pudiesen formar una capa superficial de seleniuro de cadmio (CdSe) al ser llevadas a una segunda celda electroquímica con una solución que contenía cadmio (Cd). Para tal propósito se realizaron los estudios necesarios con la finalidad de determinar los potenciales de reducción tanto del Se como del Cd por separado, asegurándonos así que la reacción propuesta fuese capaz de llevarse a cabo. Se observó la morfología de las deposiciones a partir de las caracterizaciones por medio del microscopio electrónico de barrido, SEM, para el Cd y Se@CdSe de igual manera se realizaron estudios de composición a partir de la técnica de espectroscopía de rayos X de energía dispersa, EDS. Se estudió el efecto del potencial aplicado para los sistemas de Se y Cd, mientras que para el sistema de Se@CdSe se estudió la influencia del tiempo de reducción dentro de la segunda celda electroquímica. Para la determinación de los potenciales de reducción se utilizaron las técnicas electroquímicas de voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA) y, finalmente, mediante el estudio de las familias de transitorios potenciostáticos, se realizaron los ajustes, con ayuda de modelos fisicomatemáticos, para poder determinar el mecanismo y la cinética de nucleación de las nanopartículas obtenidas.
- Estudio de la naturaleza química de los depósitos formados en el ánodo de un reactor tipo cilindro rotatorio (RCE) durante la electroseparación de plata contenida en soluciones sintéticas de tiosulfato(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-06-18) González Pérez, AdrianaMéxico es actualmente uno de los principales productores de plata en el mundo, por lo que es de interés entender y mejorar sus procesos de extracción. El proceso de lixiviación por cianuración para la extracción de plata ha sido el más utilizado desde hace más de 150 años en la industria; sin embargo, la complejidad de los minerales y la toxicidad del cianuro han motivado la búsqueda de otros sistemas químicos alternativos capaces de reemplazar este reactivo. La solución de cobre-tiosulfato en medio amoniacal con EDTA ha sido planteada como alternativa al uso del cianuro, sin embargo, la etapa de separación basada en la cementación genera nuevas especies químicas y presenta bajas eficiencias, aumentando los costos de operación. Por otro lado, la electrodeposición como método de separación evita la adición de nuevas especies químicas, siendo eficiente para altas concentraciones de plata y reduciendo los costos de operación en comparación con otros métodos. En el presente trabajo, se realizó una especiación termodinámica donde se evidenció la sensibilidad del sistema cobre tiosulfato en solución amoniacal, se determinó la cercanía de los potenciales de reducción de plata y cobre; además se reconoció la reducción de plata en solución a plata metálica en la zona anódica del sistema. Así mismo, se confirma la existencia de procesos de oxidación asociados al tiosulfato con el estudio de microelectrólisis. Es importante destacar que se utilizó un reactor de cilindro rotatorio hueco para la recuperación selectiva de plata provenientes de soluciones sintéticas de tiosulfato. Los experimentos fueron llevados a cabo imponiendo un potencial de -258 mV vs NHE en el cátodo, al finalizar la prueba se observaron depósitos formados en las superficies del ánodo y del cátodo, en los que se identificó la presencia de plata y cobre. A su vez, se estableció la existencia de una reacción química acoplada a la reacción electroquímica y el aporte de esta al proceso de separación del metal de interés. Por último, en la cinética de reducción de plata durante la electrólisis se ajustó a un modelo cinético de cristalización Johnson-Mehl-Avrami (JMA) con una k= 0.0633 1/min.
- Efecto de la temperatura y el tipo de sal en la cinética de agregación de microgeles cargados de PNIPAM(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2025-02-13) Aguilar Sánchez, Tania MeyalliLos microgeles de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) cargados electrostáticamente y dispersos en agua experimentan una transición de volumen al variar la temperatura. Esta transición volumétrica también depende de la concentración y la naturaleza del electrolito presente en el medio. En esta investigación, se observa que los microgeles experimentan una disminución de su temperatura crítica inferior de solución (LCST, del inglés Lower Critical Solution Temperature) al aumentar la concentración de sales como cloruro de sodio (NaCl), fluoruro de sodio (NaF), cloruro de potasio (KCl) y cloruro de litio (LiCl). En contraste, para el tiocianato de sodio (NaSCN), la LCST depende de manera no monótona con la concentración de electrolito. La adición de sal cumple un doble papel en el caso de los microgeles cargados. Por un lado, los iones procedentes de la disociación de la sal afectan la temperatura de transición volumétrica del microgel, mientras que, por otro lado, modifican el potencial de interacción, disminuyendo la repulsión electrostática. Tanto la transición volumétrica como la reducción de repulsiones electrostáticas entre las partículas de microgel contribuyen a la desestabilización coloidal del sistema. La cinética de agregación en estos sistemas se describe mediante la ecuación de Smoluchowski en base a un kernel de agregación. A su vez, el kernel de agregación introduce parámetros que pueden ser interpretados en el marco de la teoría DLVO. Estas herramientas permiten analizar la evolución temporal de la formación de agregados en función de los factores involucrados, temperatura, naturaleza y concentración electrolítica. Los resultados obtenidos mediante esta ecuación destacan una conexión sólida entre la transición de volumen experimentada por el microgel y el fenómeno de agregación presente en estos sistemas.
- Análisis estructural y tribológico de recubrimientos de fosfato de manganeso modificados con nanopartículas de ZrO₂ y WC(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-07-19) Barrios Hernández, OscarEn el presente trabajo se reporta el desarrollo de recubrimientos de fosfato de manganeso y fosfato de manganeso modificado con carburo de tungsteno en láminas de acero 1020, al igual que el estudio de sus propiedades estructurales y mecánicas que presentan bajo diferentes condiciones del baño de fosfato. Los recubrimientos se hicieron en tres etapas, la primera etapa fue la preparación del baño en la cual se variaron los valores de pH usando un pH acido (pH de 2 y 4), la concentración de manganeso (3 y 5 g/L) y la temperatura del baño (80 y 90°C). Posteriormente se pasó a la segunda etapa en la cual se realizó la preparación de los sustratos y el fosfatizado, en esta etapa se cortaron las láminas, se les retiraron las rebabas y se limpiaron mecánicamente, una vez realizado esto se introdujeron en el baño de fosfato y se dejaron sumergidas durante 35 min para realizar el recubrimiento mediante el método de conversión química. La última etapa fue la caracterización en la cual con ayuda de un durómetro Knoop/Vickers-Tukon 1102/1202 se realizó el ensayo de dureza en escala Rockwell C, con ayuda del difractómetro SIEMENS D-500 se observaron señales que sobresalen las cuales ayudaron a verificar si se trataba de un recubrimiento de fosfato de manganeso, mientras que la Microscopia Electronica de Barrido (MEB) se usó para el estudio de la superficie del recubrimiento. En colaboración con la Dra. Dulce Viridiana Melo Máximo del Tecnológico de Monterrey campus Estado de México se realizaron las caracterizaciones de los recubrimientos tales como: pruebas de rugosidad con un rugosímetro Mitutoyo SJ-410, pruebas tribológicas con un tribómetro TRIBOMETER, se obtuvieron fotos del desgaste en la esfera con un microscopio Olympus, así como fotos del desgaste en la muestra con un Microscopio estereoscópico Leica WILD M3Z y una cámara MOTICAMPros5 Lite.
- Electrodepósito de aleaciones hierro-níquel y níquel-cobalto obtenidas en un disolvente eutéctico profundo bajo la influencia de campo magnético(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023) Sánchez Vite, José EnriqueEn el presente estudio de investigación, se llevó a cabo la deposición electroquímica de elementos metálicos como hierro (Fe), níquel (Ni), cobalto (Co), y las aleaciones hierro-níquel (Fe-Ni), y níquel-cobalto, (Ni-Co) sobre un sustrato de carbono vítreo. Para lograr esto, se empleó una solución electrolítica basada en una mezcla eutéctica (DES) compuesta por cloruro de colina (ChCl) y urea (U), en una proporción molar de 1:2. La electrodeposición de los metales y las aleaciones se llevó a cabo bajo la influencia de un campo magnético externo constante de 1.48x10-4 T, generado por una bobina eléctrica conectada a una fuente de alimentación de 3.15 A y una temperatura de 70 °C. La reducción electroquímica de metales y aleaciones se realizó a una concentración de 50 mM para cada una de las especies electroactivas; en el caso de los medios electrolíticos que contenían ambos metales, se utilizó la misma concentración de 50 mM para cada uno de los metales involucrados. Se utilizaron técnicas electroquímicas, específicamente vcíclica y cronoamperometría, en cada sistema estudiado. La voltamperometría cíclica se empleó para determinar el rango de potencial en el cual ocurre la reducción de los iones de Fe(II), Ni(II) o Co(II), así como de otros componentes si estaban presentes, hasta alcanzar un potencial lo suficientemente negativo para lograr la deposición de los cationes metálicos sobre el sustrato de carbono vítreo. Los potenciales utilizados en los transitorios potenciostáticos de densidad de corriente se seleccionaron con base en la información obtenida de las voltamperometrías cíclicas, identificando los puntos donde se observó la reducción de los iones metálicos (Ni (II), Co (II) y Fe (II)). Se analizaron los transitorios potenciostáticos de densidad de corriente obtenidos con base en el intervalo de potencial donde se produce la electroreducción del Ni, Co y Fe, así como , y las aleaciones Fe-Ni, y Ni-Co, esto con la finalidad de conocer los mecanismos de nucleación y crecimiento en el electrodo de carbono vítreo empleado. También, se analizó la influencia del campo magnético constante en la nucleación y crecimiento de los metales, y las aleaciones de estudio antes mencionadas. El análisis muestra que esta perturbación externa aumenta la tasa de deposición de los metales lo que podría conducir a la formación de depósitos de grano más fino; así mismo se presenta una mejora significativa en el transporte masivo de las especies electroactivas hacia la superficie del electrodo.
