http://hdl.handle.net/11627/5 Sat, 04 Apr 2026 13:20:13 GMT 2026-04-04T13:20:13Z http://hdl.handle.net/11627/6748 Estudio de la integración de perovskitas en geopolímeros para la recolección de energía proveniente de fuentes naturales Sanchez Diaz, Eric Enrique "El presente trabajo doctoral analiza la integración de perovskitas en matrices geopoliméricas desde una perspectiva experimental y crítica, con el objetivo de evaluar sus alcances reales como materiales multifuncionales para aplicaciones constructivas y energéticas. Más que proponer una solución inmediata al problema energético global, el estudio se centra en comprender los mecanismos físico-químicos que emergen al combinar fases ferroeléctricas con matrices aluminosilicatadas de bajo impacto ambiental. El titanato de bario (BaTiO₃) se empleó como perovskita modelo debido a su estabilidad química y a sus propiedades ferroeléctricas y piezoeléctricas bien documentadas. En este trabajo, su potencial fotoeléctrico no se aborda desde un enfoque fotovoltaico convencional, sino como una respuesta inducida limitada, asociada a dominios internos y efectos interfaciales dentro del material compuesto.. La caracterización integral incluyó análisis estructural (XRD), morfológico (SEM), químico (FTIR), térmico (TGA/DSC) y eléctrico (EIS, curvas I-V), así como ensayos de respuesta fotoeléctrica y piezoeléctrica bajo condiciones controladas. Se evaluó la influencia de la concentración y distribución de BaTiO₃ sobre la conductividad, la eficiencia de conversión energética y las propiedades mecánicas del material compuesto. Los resultados evidencian que la incorporación de perovskitas no solo preservó la integridad estructural del geopolímero, sino que también habilitó la generación de corriente bajo estímulos lumínicos y mecánicos. Los resultados evidencian una respuesta eléctrica inducida en los compositos geopolímero–BaTiO₃ bajo estímulos mecánicos y lumínicos, asociada a procesos de polarización y transporte de carga.. No obstante, estas respuestas presentan magnitudes reducidas, lo que limita su aplicación directa, pero aporta información relevante para el diseño futuro de materiales híbridos con funciones energéticas complementarias."; "This doctoral thesis examines the integration of perovskites into geopolymer matrices from an experimental and critical perspective, with the aim of assessing their realistic scope as multifunctional materials for construction and energy-related applications. Rather than proposing an immediate solution to the global energy challenge, the study focuses on understanding the physicochemical mechanisms that emerge from combining ferroelectric phases with low–environmental-impact aluminosilicate matrices. Barium titanate (BaTiO₃) was employed as a model perovskite due to its chemical stability and well-documented ferroelectric and piezoelectric properties. In this work, its photoelectric potential is not addressed from a conventional photovoltaic standpoint, but rather as a limited induced response associated with internal domains and interfacial effects within the composite material. Comprehensive characterization included structural (XRD), morphological (SEM), chemical (FTIR), thermal (TGA/DSC), and electrical (EIS, I–V curves) analyses, as well as photoelectric and piezoelectric response tests under controlled conditions. The influence of BaTiO₃ concentration and distribution on conductivity, energy conversion efficiency, and mechanical properties of the composite was evaluated. The results show that the incorporation of perovskites not only preserves the structural integrity of the geopolymer matrix, but also enables the development of electrical responses under mechanical and light stimuli. The findings demonstrate that geopolymer–BaTiO₃ composites exhibit induced electrical responses associated with polarization phenomena and charge transport mechanisms. However, the relatively low magnitude of these responses limits their direct application, while providing valuable insights for the future design of hybrid materials with complementary energy-related functionalities." Sun, 01 Feb 2026 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/11627/6748 2026-02-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11627/6740 Efectos del agua de mar en la síntesis de bioplásticos Zepahua Santillán, Alan Amaury "La creciente demanda de alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo ha impulsado la investigación en bioplásticos. Sin embargo, su producción aún depende en gran medida del agua dulce. En este estudio se desarrollaron películas de bioplástico a base de pectina utilizando agua de mar como alternativa sostenible, evaluando su impacto en las propiedades fisicoquímicas y en la biodegradación. Mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), se identificó la formación de cristales de halita: estructuras cúbicas en el interior y morfologías fractales en la superficie, cuya densidad aumentó proporcionalmente con la concentración de agua de mar (0 a 100%). Estas microestructuras modularon propiedades clave: las películas con 100% de agua de mar y 3.5% de glicerol mostraron mayor resistencia mecánica pero menor elongación en comparación con las diferentes mezclas de agua dulce y agua de mar, esto se atribuye al efecto de refuerzo de los cristales internos y a la rigidez superficial. Por otro lado, la adición de sal mejoró la estabilidad térmica, mientras que los cristales superficiales aceleraron la degradación en suelo respecto a las muestras control. La solubilidad en agua disminuyó debido a la presencia de cristales de halita en el interior de la matriz. Estos resultados demuestran que el uso de agua de mar no solo reduce la dependencia del agua dulce, sino que también permite ajustar las propiedades del material mediante el control de la cristalización salina, ofreciendo una nueva estrategia para el diseño de bioplásticos funcionales y sostenibles."; "The growing demand for sustainable alternatives to petroleum-based plastics has driven research on bioplastics. However, their production still relies heavily on freshwater. In this study, pectin-based bioplastic films were developed using seawater as a sustainable alternative, and their impact on physicochemical properties and biodegradation was evaluated. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed the formation of halite crystals: cubic structures within the films and fractal morphologies on the surface, whose density increased proportionally with the seawater concentration (0 to 100%). These microstructures modulated key properties: films containing 100% seawater and 3.5% glycerol exhibited higher mechanical strength, but lower elongation compared to the different mixtures of freshwater and seawater; this behavior is attributed to the reinforcing effect of internal crystals and surface stiffness. Additionally, salt incorporation improved thermal stability, while surface crystals accelerated soil degradation compared to the control samples. Water solubility decreased due to the presence of halite crystals within the matrix. These results demonstrate that the use of seawater not only reduces dependence on freshwater but also enables tuning of material properties by controlling saline crystallization, providing a new strategy for designing functional and sustainable bioplastics." Fri, 28 Nov 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/11627/6740 2025-11-28T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11627/6733 Optimización de la síntesis hidrotermal de MnO₂ sobre espuma de níquel para supercapacitores de alto rendimiento Avalos Lopez, Juan Antonio "Durante la realización de esta tesis, se abordó la optimización de la síntesis hidrotermal de óxido de manganeso (MnO₂) y su simultánea deposición sobre espuma de níquel para su uso como electrodo supercapacitor de alto rendimiento. Se compararon dos rutas sintéticas: 1. Síntesis hidrotermal convencional: tratamiento hidrotermal a 150 °C durante 8 horas de la espuma de níquel con un precursor de manganeso (KMnO4). 2. Síntesis hidrotermal optimizada: tratamiento hidrotermal a 150 °C durante 1 hora en un precursor de manganeso (KMnO4), pero con la adición de ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄) como catalizador. En ambas metodologías se evaluaron tres concentraciones de manganeso: 0.1, 0.15 y 0.3 g por cada 100 mg de espuma de níquel. El objetivo fue estudiar la influencia de estas variables sobre la microestructura, composición, fase cristalina y desempeño electroquímico de los electrodos. Las caracterizaciones morfológicas por microscopía electrónica de barrido (SEM) revelaron la formación de estructuras dendríticas tipo flor compuestas por nanohojuelas, cuya cobertura, homogeneidad y adherencia variaron con la metodología y concentración del precursor. En la síntesis optimizada, el uso de H₂SO₄ aceleró el crecimiento sin comprometer la estructura, aunque concentraciones elevadas provocaron aglomeración y desprendimiento parcial del material activo. El análisis EDS confirmó que la muestra optimizada con 0.1 g de KMnO₄ presentó un mayor contenido de Mn y menor exposición de Ni, lo que indica un recubrimiento más denso y completo. La caracterización estructural mediante difracción de rayos X (XRD) identificó la presencia de fases birnessita y Mn₃O₄ dependiendo de las condiciones de síntesis, mientras que la espectroscopía Raman confirmó la presencia de MnO₂ tipo birnessita con modos vibracionales característicos en 501, 580 y 650 cm⁻¹. Las pruebas electroquímicas se realizaron en configuración de tres electrodos con electrolito Na₂SO₄ 1M, empleando voltamperometría cíclica (CV) y carga/descarga galvanostática (GCD). La muestra óptima (1Ni 0.1) sintetizada durante 1 hora con H₂SO₄ alcanzó una capacitancia específica de 560.6 F·g⁻¹ (GCD a 0.5 A·g⁻¹), densidad de energía de 75.69 Wh·kg⁻¹ y potencia específica de 8638 W·kg⁻¹, superando ampliamente a la mejor muestra obtenida por la ruta convencional (8Ni 0.3), que registró 172.5 F·g⁻¹ y 23.41 Wh·kg⁻¹. Las curvas CV de la muestra óptima mostraron picos redox, atribuibles a la pseudocapacitancia asociada a reacciones de intercalación de Na⁺ en el MnO₂."; "During the development of this thesis, the optimization of the hydrothermal synthesis of manganese oxide (MnO₂) and its simultaneous deposition onto nickel foam for use as a high‐performance supercapacitor electrode was addressed. Two synthetic routes were compared: 1. Conventional hydrothermal synthesis: hydrothermal treatment at 150 °C for 8 h of nickel foam in a manganese precursor (KMnO₄). 2. Optimized hydrothermal synthesis: hydrothermal treatment at 150 °C for 1 h in a manganese precursor (KMnO₄), with the addition of concentrated sulfuric acid (H₂SO₄) as a catalyst. In both methodologies, three manganese concentrations were evaluated: 0.1, 0.15, and 0.3 g per 100 mg of nickel foam. The aim was to study the influence of these variables on the microstructure, composition, crystalline phase, and electrochemical performance of the electrodes. Morphological characterization by scanning electron microscopy (SEM) revealed the formation of flower‐like dendritic structures composed of nanosheets, whose coverage, homogeneity, and adhesion varied depending on the methodology and precursor concentration. In the optimized synthesis, the use of H₂SO₄ accelerated growth without compromising the structure, although higher concentrations caused agglomeration and partial detachment of the active material. EDS analysis confirmed that the optimized sample with 0.1 g of KMnO₄ presented a higher Mn content and lower Ni exposure, indicating a denser and more complete coating. Structural characterization by X‐ray diffraction (XRD) identified the presence of birnessite and Mn₃O₄ phases depending on the synthesis conditions, while Raman spectroscopy confirmed the presence of birnessite‐type MnO₂ with characteristic vibrational modes at 501, 580, and 650 cm⁻¹. Electrochemical tests were performed in a three‐electrode configuration with 1 M Na₂SO₄ electrolyte, employing cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge/discharge (GCD). The optimal sample (1Ni 0.1) synthesized for 1 h with H₂SO₄ reached a specific capacitance of 560.6 F·g⁻¹ (GCD at 0.5 A·g⁻¹), an energy density of 75.69 Wh·kg⁻¹, and a specific power of 8638 W·kg⁻¹, significantly outperforming the best sample obtained via the conventional route (8Ni 0.3), which recorded 172.5 F·g⁻¹ and 23.41 Wh·kg⁻¹. The CV curves of the optimal sample displayed redox peaks attributable to pseudocapacitance associated with Na⁺ intercalation reactions in MnO₂." During the development of this thesis, the optimization of the hydrothermal synthesis of manganese oxide (MnO₂) and its simultaneous deposition onto nickel foam for use as a high‐performance supercapacitor electrode was addressed. Two synthetic routes were compared: 1. Conventional hydrothermal synthesis: hydrothermal treatment at 150 °C for 8 h of nickel foam in a manganese precursor (KMnO₄). 2. Optimized hydrothermal synthesis: hydrothermal treatment at 150 °C for 1 h in a manganese precursor (KMnO₄), with the addition of concentrated sulfuric acid (H₂SO₄) as a catalyst. In both methodologies, three manganese concentrations were evaluated: 0.1, 0.15, and 0.3 g per 100 mg of nickel foam. The aim was to study the influence of these variables on the microstructure, composition, crystalline phase, and electrochemical performance of the electrodes. Tue, 25 Nov 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/11627/6733 2025-11-25T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11627/6730 Desarrollo de un apósito a base de PLA con SRGD y extractos de Calendula Officinalis y Datura Stramonium para la cicatrización de heridas por quemaduras. Chávez Garzón, Mónica Cristina "En México, las quemaduras de segundo grado causadas por exposición a altas temperaturas representan uno de los principales desafíos para el sistema de salud, debido a sus implicaciones clínicas y sociales. De acuerdo con el Instituto Nacional de Rehabilitación, en 2020 se reportaron 48,111 nuevos casos, de los cuales aproximadamente la mitad correspondían a personas en edad productiva. Frente a esta problemática, el presente trabajo propone el desarrollo de un apósito polimérico electrohilado a base de ácido poliláctico (PLA), funcionalizado con extractos de Calendula officinalis (CO) y Datura stramonium (DS), así como con una molécula promotora de adhesión celular (SRGD). El objetivo fue obtener un material con propiedades bioactivas, capaz de favorecer la proliferación celular y facilitar la regeneración cutánea, manteniendo además características de bajo costo, accesibilidad y facilidad de aplicación. Se evaluaron la viabilidad celular y la hidrofilicidad de los electrohilados de PLA impregnados con extractos etanólicos y acuosos de CO y DS en distintas concentraciones. El extracto que presentó los mejores resultados fue el de C. officinalis a 50 μg/ml (CA50), con una viabilidad celular superior al 90 % y un ángulo de contacto de 54.67°, indicando buena hidrofilicidad. Por otra parte, se sintetizó la molécula SRGD, basada en trabajos previos, optimizando las condiciones de reacción (temperatura de 90 °C y relación molar 3:1), lo cual permitió obtener un compuesto altamente hidrofílico (θ ≈ 0°) y con excelente compatibilidad celular (>90 % de viabilidad). Como resultado, se obtuvo un apósito compuesto por PLA, CA50 y SRGD, con un ángulo de contacto de 67.54°, excelente biocompatibilidad con células fibroblásticas 3T3, y una alta tasa de proliferación celular. En un modelo in vivo, este apósito alcanzó un 87.5 % de cierre de herida a los 21 días. Comparado con un apósito comercial, el material desarrollado mostró resultados prometedores en términos de biocompatibilidad y propiedades físico-químicas, lo que respalda su potencial como alternativa terapéutica para el tratamiento de quemaduras de segundo grado."; "In Mexico, second-degree burns caused by exposure to high temperatures represent one of the main challenges for the national healthcare system due to their clinical and social implications. According to the National Institute of Rehabilitation, 48,111 new cases were reported in 2020, approximately half of which affected people of productive age. In response to this issue, this research proposes the development of an electrospun polymeric dressing based on polylactic acid (PLA), functionalized with extracts of Calendula officinalis (CO) and Datura stramonium (DS), as well as a cell adhesion-promoting molecule (SRGD). The aim was to obtain a bioactive material capable of enhancing cell proliferation and supporting skin regeneration, while also being low-cost, accessible, and easy to apply. Cell viability and hydrophilicity were evaluated in PLA electrospun mats impregnated with ethanolic and aqueous extracts of CO and DS at various concentrations. The most favorable results were obtained with C. officinalis at 50 μg/ml (CA50), which showed over 90% cell viability and a contact angle of 54.67°, indicating good hydrophilicity. Additionally, the SRGD molecule was synthesized based on previous studies, optimizing reaction conditions (temperature of 90 °C and 3:1 molar ratio), resulting in a highly hydrophilic compound (θ ≈ 0°) with excellent cell viability (>90%). As a result, a dressing composed of PLA, CA50, and SRGD was obtained, exhibiting a contact angle of 67.54°, excellent biocompatibility with 3T3 fibroblast cells, high cell proliferation, and promising performance in an in vivo test, achieving 87.5% wound closure after 21 days. Compared to a commercial dressing, the developed material demonstrated promising results in terms of biocompatibility and physicochemical properties, supporting its potential as a therapeutic alternative for the treatment of second-degree burns." Thu, 20 Nov 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/11627/6730 2025-11-20T00:00:00Z