El dimecres 6 d’octubre es va
celebrar el primer “Dimecres de la Ciència” del curs 2021-22, dedicat a l’Àrea
d’organització. En aquesta ocasió es va poder escoltar les presentacions de
dues investigadores recentment incorporades al Grup de Recerca de l’EUSS.
En primer lloc, la Dra. Jessica
París va oferir una presentació sobre “Allisament de resultats”. La
investigadora de l’EUSS va explicar una metodologia innovadora, desenvolupada
durant la seva tesi doctoral, per a determinar si una empresa és o no
allisadora de resultats, i quines són les variables socials que influeixen perquè
una empresa decideixi allisar resultats.
Xerrada de la Dra. Jessica París en el “Dimecres de la Ciència
D’altra banda, la Dra. Laura
Calvet va explicar la seva recerca, en l’àmbit de l’estadística, sobre l’ús
d’algoritmes metaheurístics per a diverses aplicacions. Com a exemple, va
comentar tres casos: “el problema de
la recollida de residus amb nivells de residus estocàstics”, l’estudi de la
“sostenibilitat econòmica del servei de repartiment d’aliments de l’última
milla”, i el “biaix de gènere
en algoritmes d’intel·ligència artificial”.
Xerrada de la Dra. Laura Calvet en el “Dimecres de la Ciència”
En acabar la formació, va tenir
lloc la primera reunió del Grup de Recerca del curs. Entre d’altres, en aquesta
es van explicar els Objectius de Recerca, en el marc del nou pla Estratègic triennal
del centre.
La professora Dra. Elena Bartolomé ha publicat un article a la revista Molecules titulat “Slow Magnetic Relaxation in {[CoCxAPy)] 2.15 H2O}n MOF Built from Ladder-Structured 2D Layers with Dimeric SMM Rungs”, en un nombre especial sobre “Materials Magnétics Moleculars 2D” que està editant juntament amb la Dra. Arauzo (INMA-CSIC). Aquest treball s’ha realiztat en col.laboració amb l’Instituto de Nanociència y Materiales de Aragón (INMA-CSIC), el Centro Universitario de la Defensa (Saragossa), l’Institut “Petru Poni” (Romania) i l’Institut de Química Chisinau (Moldàvia).
En aquest treball es presenta la síntesi i propietats magnètiques d’una nova estructura metàl·lica-orgànica {[CoCxAPy]·2,15H2O}n formada per l’apilament de polímers de coordinació 2D (2D MOF), que es constitueix per l’enllaç adjacent d’estructures en forma “de escalera” amb esglaons de dímer Co.
Esquerra. Estructura del compost {[CoCxAPy)]2.15H2O}n: representació esquemàtica del compost de coordinació 2D format per la interconnexió d’estructures “de escalera” al llarg de l’eix-c. Dreta: relaxació magnètica del compost: component imaginària de la susceptibilitat ac en funció de la freqüència a camp magnètic 5 kOe I diverses temperatures, i (sota) temps de relaxació d’espí, tau (1/T) a 5kOe per als dos processos visibles.
Les propietats magnètiques i
calorífiques a baixes temperatures d’aquest compost
s’han pogut explicar en termes d’un model de dímer magnètic
amb
espí efectiu S * = 1/2 amb interacció antiferromagnètica
anisòtropa. El dímer magnètic presenta una relaxació lenta de la magnetització
(SMM) inferior a 6 K en camp aplicat, amb un procés directe de tlf ≈
2 s a freqüències baixes, i un procés d’Orbach a
freqüències més altes amb U/ kB =6,7 K.
Aquest compost representa un exemple molt singular de SMM-2D MOF
de
dímers de Co amb una interacció d’intercanvi anisotròpic
La professora Dra. Elena Bartolomé i el professor Dr. Pablo Sevilla acaben de publicar un article a la revista Molecules titulat “Luminiscent and magnètic Tb-MOF flakes on silicon”. Aquest treball forma part d’un nombre especial sobre “Materials Magnètics Moleculars 2D” que està editant la Dra. Bartolomé (EUSS) juntament amb la Dra. Arauzo (INMA-CSIC).
Aquest treball s’ha realitzat en col·laboració amb l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC), el Departament de Química Inorgànica de la UB, el departament de Química Inorgànica de la Universitat de Saragossa i el Sincrotró de Berkeley (EUA). El treball es troba disponible en obert.
Els materials bidimensionals (2D) estan sent investigats intensament en els darrers anys pel seu enorme potencial d’aplicació en electrònica, emmagatzematge d’energia, catàlisi, sensors, biomedicina, etc. I la nova i fascinant nova física que apareix al límit 2D. Tot i que la majoria dels materials 2D ben estudiats són sòlids inorgànics, com ara el molt conegut grafè, els recents avenços en química de coordinació han permès la síntesi dels anomenats metall-orgànic frameworks (2D-MOFs), que es poden funcionaritzar de diferents maneres i, per tant, representen una alternativa flexible i versàtil. Una possibilitat molt interessant és la de preparar materials bifuncionals que incorporen múltiples propietats com el magnetisme i la luminescència. Tanmateix, la preparació de capes moleculars 2D a sobre de superfícies és un requisit previ indispensable per al desenvolupament de moltes aplicacions.
Figura: en el centre, Tb-MOF flakes (nanolàmines) dipositades sobre silici. Esquerra: anisotropia magnètica de les nanolàmines sobre el substrat. Dreta: Espectre d’emissió de les nanolàmines sobre silici (verd), d’un flake individual mesurat par Raman (vermell), comparat amb l’espectre d’emissió del material massiu (negre).
En el treball recentment publicat, s’ha presentat la preparació d’un nou 2D-MOF basat en el ió lantànid de terbi, que pot ser exfoliat fàcilment i dipositat en forma de nanolàmines a sobre de diferents substrats. En el treball s’han caracteritzat les propietats magnètiques i òptiques d’aquestes nanolàmines de Tb-MOF dipositades per spin-coating sobre substrat de silici. Les nanolàmines presenten luminescència en el rang visible i alhora anisotropia magnètica i relaxació magnètica d’espí. L’exfoliació de 2D MOFs de lantànids representa un mètode molt atractiu per al desenvolupament en el futur de materials bifuncionals per a diverses aplicacions.
Aquest treball ha estat fruit de la investigació d’en Jordi al Grup de Quimiometria Aplicada de la UAB amb col·laboració del Departament d’Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia de la UPC i la Fundació Miquel Agustí situada al Campus del Baix Llobregat (Castelldefels).
La
caracterització ràpida i massiva dels atributs de qualitat en els tomàquets és
un pas necessari cap a la millora dels subproductes que n’obtenim; per
atributs
sensorials
que aquest procés requereix molt de temps i és molt costós econòmicament
(requereix un entrenament d’un panell de tast amb experts amb el cost que això
implica), cosa
que provoca la seva absència en fenotips rutinaris.
L’objectiu del treball va ser avaluar la viabilitat de l’espectroscòpia d’infraroig proper (NIR) com a eina ràpida i econòmica per predir tant les propietats químiques com les sensorials. Es van construir models de calibratge multivariable amb Partial Least Squares (PLS) a partir d’espectres enregistrats de puré i suc de tomàquet de 53 varietats genèticament diverses cultivades en dos ambients (Figura 1).
Els
models
dels espectres de puré van donar valors de validació r2
superiors a 0,97 per a fructosa, glucosa, contingut de sòlids solubles i
matèria seca i valors de Relative
Standard Error of Prediction (RSEP%)
que
oscil·laven entre 3,5 i 5,8% (Figura
2).
Els
valors
de r2 per a les propietats sensorials són menors 0,702-0,917. Per als trets relacionats amb el gust el
RSEP% oscil·la entre 9,1 i 20,0% i
3,6-72,1 per als trets relacionats amb la textura (Figura 3).
Per
a trets sensorials com ara explosivitat,
sucositat,
dolçor, acidesa, intensitat del gust, intensitat de l’aroma i menjar,
l’espectroscòpia NIR és potencialment útil per escanejar grans col·leccions de
mostres de tomàquet per identificar els candidats que compleixen els estàndards
de qualitat desitjats. Això ens permet
un estalvi de temps i diners molt considerable.
La Dra. Elena Bartolomé i el Dr. Pablo Sevilla, investigadors de l’EUSS, acaben de publicar l’article titulat “A multifunctional Dysprosium-carboxylato 2D metal-organic framework” a la revista Angewandte Chemie, amb un alt índex d’impacte (IF:12.959).
Aquest treball ha
estat realitzat en col·laboració amb la Dra. Carolina Sañudo (Secció Química
inorgánica, UB), i investigadors de l’Institut de Química Teòrica i
Computacional (UB), Departament d’Inorgánica de la Universidad de Zaragoza
i l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC).
El treball descriu
la síntesi i caracterització magneto-òptica d’un nou 2D-MOF (metal-organic
framework) de disprosi. La investigació en materials 2D ha crescut
exponencialment des del treball guanyador del premi Nobel sobre grafè. Els
materials 2D mostren propietats úniques i diferents de les equivalents 3D i es
diu que tenen el poder de revolucionar-ho tot, des de l’electrònica digital
fins a l’emmagatzematge d’energia. La majoria dels materials 2D estudiats fins
ara són materials inorgànics, però el desenvolupament dels 2D-MOFs, com el
desenvolupat en aquest treball, pot ser una alternativa molt interessant i
versàtil.
En el treball
publicat es presenta un mètode de síntesi extremadament senzill per a la
preparació d’un nou 2D-MOF de disprosi (Dy). El material sintetitzat (Fig. 1a)
pot ser exfoliat per sonicació (Fig. 1b). Les nanocapes bidimensionals del
material (Fig. 1c) es troben separades únicament per forces de van der Waals
(Fig. 1d). Les nanocapes exfoliades, dispersades en una dissolució, poden ser dipositades
a sobre d’una superfície per spin-coating. Les imatges d’AFM mostren
“nanosheets” d’uns pocs nanòmetres de gruix (Fig. 1e).
Figura 1. (a) Imatge SEM del material Dy-MOF en “bulk”, (b) imatge SEM d’una nanocapa exfoliada, (c) esquema de l’estructura 2D del Dy-MOF, (d) vista lateral de les nanocapes de Dy-MOF, separades per forces de van der Waals, (e) imatge d’AFM i perfil d’una nanocapa
El material
sintetitzat és magnèticament anisotròpic, i presenta un comportament d’imant
molecular (Single Molecule Magnet, SMM). El complex diluït magnèticament
(La-Dy) és un material bifuncional, ja que presenta un comportament SMM i
luminescència (Fig. 2a, b).
Figura 2. (a) Temps de relaxació magnètica en funció de l’invers de la temperatura i del camp per al complex de Dy-MOF (1) i el complex diluït magnèticament de la-Dy (1d) (b) espectres de luminescència dels dos compostos.
Aquest treball
permetrà desenvolupar 2D-MOFs de lantànids multifuncionals per a diferents
aplicacions. La fàcil exfoliació de nanocapes és un aspecte molt prometedor cap
a la posterior manipulació del material, la seva deposició sobre diferents
superfícies, per explotar els efectes de proximitat sobre el grafè, o per a la
formació de multicapes d’hetero-nanoestructures.
