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  • Caracterización de suspensiones coloidales de nanopartículas metálicas sintetizadas por ablación láser de pulsos ultracortos
    ( 2018) Muñetón Arboleda, David
    Durante las últimas décadas, la nanotecnología ha adquirido gran relevancia a nivel mundial en el ámbito científico y socio-económico. El constante estudio del comportamiento y desarrollo de materiales en la nanoescala permite, entre otras cosas, impulsar nuevos conocimientos e innumerables aplicaciones en diversos campos de la ciencia y la tecnología que abarcan desde la biomedicina hasta las telecomunicaciones. Los nanomateriales presentan propiedades físico-químicas muy diferentes de las que posee un material en estado macroscópico (bulk). Por lo tanto, el estudio de estas propiedades así como la síntesis de nanoestructuras, constituye un área de gran importancia no totalmente resuelta para el posible desarrollo de nuevos materiales y aplicaciones. Esta Tesis doctoral tiene como objetivo general el estudio y caracterización de suspensiones coloidales de nanopartículas (NPs) esféricas sintetizadas por ablación láser de pulsos ultracortos, combinando un aspecto de desarrollo experimental y otro teórico, con el fin de complementar ambos aspectos. El desarrollo experimental se orienta en la síntesis de NPs esféricas por medio de la técnica de ablación láser de pulsos de femtosegundos de blancos sólidos de plata, níquel y hierro en medios líquidos (FLASiS, por sus siglas en inglés), a diferentes energías y en distintos medios. La elección de estos metales se basa en sus potenciales aplicaciones en compuestos bactericidas, conservación de productos alimenticios, procesos catalíticos y diversas ramas de la nanomedicina como así también por su afinidad para formar materiales compuestos con propiedades ópticas específicas. Asimismo, para la caracterización morfológica, de tamaño, estructura y composición de los coloides se emplea principalmente la técnica de espectroscopía de extinción óptica (OES, por sus siglas en inglés), y para su complementación, se utilizan independientemente técnicas de microscopía de fuerza atómica (AFM, por sus siglas en inglés), microscopía electrónica de transmisión (TEM, por sus siglas en inglés), difracción de electrones (ED, por sus siglas en inglés), espectroscopía y micro-espectroscopía Raman, dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS, por sus siglas en inglés) y potencial z. Para coloides de NPs magnéticas, se analiza su respuesta mediante magnetometría de muestra vibrante (VSM, por sus siglas en inglés). Particularmente en el caso de Ag, además de la caracterización morfológica, de estructura y tamaño, se realiza el análisis de estabilidad a largo plazo de las suspensiones coloidales, usando agentes estabilizadores como almidón soluble (st) y citrato trisódico (TSC). El aspecto teórico de esta Tesis abarca una descripción cualitativa y cuantitativa de la función dieléctrica de metales en la nanoescala, analizando la dependencia con el tamaño para radios inferiores a 10 nm, y el desarrollo de un novedoso método de regresión lineal para la determinación de los valores de la frecuencia de plasma ω_ p y la constante de amortiguamiento γ_ libre , a partir del ajuste de la función dieléctrica experimental macroscópica (bulk) para frecuencias bajas (longitudes de onda largas) utilizando el modelo de Drude. Estos parámetros son determinados para metales tales como Au, Ag, Cu, Ni, Mo, W, Pb, Zn y Na, con los que es posible modelar luego, la función dieléctrica dependiente del tamaño. Con el desarrollo de este modelado y la teoría de Mie, se analizan y ajustan teóricamente los espectros de extinción experimentales de Ag y Ni (técnica OES), reproduciendo computacionalmente la respuesta óptica de sus coloides, para luego determinar la composición, estructura y distribución de tamaños de las NPs sintetizadas. Por otra parte, se analiza la presencia de clusters metálicos de pocos átomos presentes en las suspensiones coloidales, formados durante el proceso de síntesis FLASiS, mediante el estudio de su fluorescencia. Este análisis se desarrolla en función de la energía usada para la síntesis, proporcionando la posibilidad de determinar la fluencia del láser que genera clusters con mayor eficiencia cuántica de luminiscencia. También se estudia la formación de fractales de NPs a partir de procesos de agregación limitada por difusión, durante el secado de las muestras coloidales para el desarrollo de algunas medidas experimentales como AFM y micro-espectroscopía Raman. Finalmente y a modo de aplicación, se analiza como prueba de concepto la posibilidad de diseñar un sensor de partícula simple de contaminantes en agua, a partir del estudio de su resonancia plasmónica. Los coloides de Ag sintetizados por FLASiS en soluciones de TSC pueden llegar a ser un método viable para este sistema de sensado, debido al alto grado de monodispersión de tamaños conseguido.
  • Sistema opto-electrónico para la determinación de posiciones
    ( 2010) Rabal, Heinrich Sebastian
    El presente trabajo consiste en la actualización de un dispositivo apto para la detección continua de la posición, sobre un plano, de los puntos de incidencia de un par de haces de luz láser, existente en el laboratorio del Servicio de Corte Láser (SCL) del Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp), que se utiliza en metrología óptica. La detección de los haces se realiza por medio de un par de detectores de posición continuos (DPC) y la información que suministran se envía a una PC para su procesamiento. Mediante los algoritmos adecuados, se obtienen las posiciones de los haces sobre los detectores. El trabajo incluye tanto el desarrollo del hardware de acondicionamiento de las señales antes de ser enviadas a la PC, como del software encargado del procesamiento que permite obtener las posiciones correspondientes.
  • Registro en 3 dimensiones de bienes culturales. aplicaciones al arte contemporáneo.
    ( 2017) Morita, María Mercedes
    En los últimos años la preservación y puesta en valor del Patrimonio Cultural ha crecido en la escala de prioridades de nuestra sociedad. Hay una creciente necesidad de digitalizar los bienes culturales utilizando nuevas tecnologías. La adquisición de imágenes en 3D es una de ellas. Sin embargo, si bien las técnicas de registro 3D están ampliamente difundidas a nivel mundial, casi no tienen antecedentes de desarrollo y/o aplicación en la Argentina. Por otra parte, la conservación y documentación del arte contemporáneo presenta nuevas problemáticas particulares respecto al arte tradicional, particularmente en arte de instalación y arte efímero. Esta tesis explora las posibilidades y limitaciones que tienen las nuevas tecnologías de registro 3D, realidad virtual y realidad aumentada, en arte tradicional y contemporáneo, particularmente en la conservación y documentación de colecciones de museos. Se presenta un sistema de registro de imágenes 3D de acceso gratuito desarrollado utilizando fotogrametría digital, instrumental de bajo costo y software libre.
  • Mezcla de ondas en materiales fotorrefractivos
    ( 2004) Mendoza Herrera, Luis Joaquín
    Este documento describe la física del efecto fotorrefractivo, iniciando con una explicación del fenómeno, donde se muestran las ecuaciones que lo describen, y la obtención de los campos de carga espacial, a partir de los cuales se obtiene la variación del indice de reafracción, esto se analizara en los casos de igual frecuencia y diferente frecuencia de las ondas de luz incidentes, está variación del indice de refracción se incluirá en la ecuación de ondas para el posterior análisis de la mezcla de dos ondas (capitulo 2), tanto en el caso coodireccional (incidencia de las ondas sobre una misma cara del cristal) como en el caso contradireccional (incidencia de las ondas de luz sobre caras opuestas del cristal), de forma similar se aborada la influencia de la polarización en la mezcla de dos ondas, para realizar un estudio más general (capitulo 4), se estudia la mezcla de cualquier numero de ondas, analizando la influencia del número de ondas, de los términos de off Bragg, del ángulo de incidencia y otros parámetros característicos de las ondas incidentes y de las características del cristal fotorrefractivo, en la mezcla de varias ondas.
  • Método híbrido para el análisis de la propagación de ondas electromagnéticas en medios periódicos
    ( 2004) Mendoza Herrera, Luis Joaquín
    Los sistemas periódicos multicapa, se emplean ampliamente en calidad de filtros reflectores y polarizadores de la radiación electromagnética así como en el diseño de nuevas antenas, guías de onda recubrimientos interiores en cámaras anecoicas y demás estructuras periódicas. Si el sistema multicapa resulta transparente en un diapasón bien definido de frecuencias o ante determinados ángulos de incidencia para una frecuencia dada, entonces es posible utilizarlo en calidad de filtro. En la literatura científica relacionada con el tema se encuentra una gran cantidad de trabajos clásicos como el de Louis de Brillouin “propagación de ondas sobre medios periódicos” y “fundamentos de Optica” de Born and Wolf, en los cuales analítica y numéricamente se analizan las propiedades de reflexión de las multicapas , en el libro de Born se presenta una teoría general del sistema multicapa, cuyos cálculos están basados, en matrices de transformación con ayuda de los polinomios de Chevyshev de segundo orden, en este trabajo los campos asumen expresiones muy grandes y complejas en los casos mas generales, lo cual dificulta la aplicación practica de estos resultados. Sin embargo en un caso particular como el de la capa homogénea de “cuarto de onda”, las expresiones se simplifican. En este caso se obtiene una expresión sencilla para los coeficientes de refracción y transmisión, si la incidencia es normal para una onda TE. En el caso de una incidencia oblicua de la onda TM o TE sobre una multicapa de cuarto de onda, las formulas de los coeficientes de reflexión y transmisión son dados por (Macleod, H.A Thin-Film “optical Filters”) . En la tesis de maestría de José Helder Facundo Severo (Brasil) se estudio analíticamente la reflexión de las ondas TM y TE sobre una multicapa de cuarto de onda homogénea. Nuestro estudio de las bicapas fue realizado con base en este trabajo de maestria y el de las multicapas bidimensionales con base en los estudios de (Ramsai Galindo). Las ecuaciones exactas para el caso de capas homogéneas que se usan en este trabajo fueron obtenidas por primera vez por Piotr .E. Strech de la Universidad Amistad de los pueblos, Moscú Rusiay publicados por esta universidad en su revista, tomo 342, N4 Paginas 477 de 1998) Estas formulas se utilizan en nuestro trabajo para describir los “ángulos de transparencia “y para llevar a cabo algunos cálculos numéricos.