Arxiu d'etiquetes: publicació

Publicació a la revista “Molecules” Nanolàmines luminescents i magnètiques sobre silici

Publicat el per

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.

Publicació al Journal of Food Composition

Publicat el per

El professor Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article a la revista Journal of Food Composition and Analysis, titulat “PLS-regression-model-assisted raman spectroscopy for vegetable oil classification and non-destructive analysis of alpha-tocopherol contents of vegetable oils”. Aquest treball ha estat fruit de la investigació d’en Jordi al Grup de Química farmacèutica de la facultat de farmàcia de la Mahidol University de Bangkok (Tailàndia).

En aquest estudi, s’ha desenvolupat un mètode basat en quimiometria i espectroscòpia Raman per classificar els olis vegetals i quantificar l’alfa-tocoferol, la font de vitamina E més freqüent en els olis vegetals.

Els espectres Raman de 108 mostres d’oli, obtingudes de 18 marques comercials i sis tipus d’oli, es van registrar en el mode de dispersió. Els resultats dels models de classificació, Partial Least Squares–Discriminant Analysis (PLS-DA) i el Soft Independent Modeling of Class Analogies (SIMCA) van mostrar que a totes les mostres se’ls assignava amb exactitud les marques i els tipus d’oli vegetal. A més, el model Partial Least Squares Regression (PLSR) per a la determinació del contingut d’alfa-tocoferol es va establir a partir de l’espectre Raman de 72 mostres de calibratge modelades amb valors de referència assolits per High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). Les dades d’ambdós mètodes van ser molt correlacionades (R2> 0,95). Per a la construcció del millor model PLSR, es va utilitzar l’Orthogonal Signal Correction (OSC) a les dades (800-2000 cm −1). Així, es va obtenir un model altament eficient amb 2 factors latents i un bon error de predicció (16,05%).

Publicació al Journal of Near Infrared Spectroscopy

Publicat el per

El professor Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article a la revista Journal of Near Infrared Spectroscopy, titulat: “Near infrared spectroscopy determination of chemical and sensory properties in tomato”.

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.

Publicació a la revista IEEE Transactions on Power Electronics

Publicat el per

El Dr. Àngel Borrell professor de l’EUSS, en col·laboració amb investigadors del Departament de Control Automàtic, i Enginyeria Electrònica de la UPC, acaben de publicar un article titulat “Collaborative Voltage Unbalance Elimination in Grid-Connected AC Microgrids with Grid-Feeding Inverters” a la revista indexada IEEE Transactions on Power Electronics.

El desequilibri de tensió en un sistema trifàsic es produeix quan les tensions de les tres fases no són idèntics en magnitud i/o les diferències de fase entre elles no són exactament de 120°. Les tensions desequilibrades poden provocar efectes adversos sobre el sistema d’energia, com ara més pèrdues i menys estabilitat. L’efecte també pot ser greu sobre els equipaments com ara els motors d’inducció, convertidors electrònics de potència, i variadors de velocitat ajustables.

Esquerra: esquema general d’una xarxa-ac tri-fàsica; dreta: dispositiu experimental.

En l’article publicat en presenta un nou esquema de control que aconsegueix un equilibri de tensió en qualsevol node d’una microxarxa AC independentment del valor d’impedància de la xarxa elèctrica. Mitjançant una col·laboració estratègica, s’aconsegueix establir un repartiment específic dels corrents d’equilibri, evitant així els efectes adversos de la compensació del desequilibri per un únic inversor. L’esquema de control utilitza una forma complexa d’un controlador ressonant proporcional i d’un enllaç de comunicació. L’article presenta l’anàlisi d’estabilitat i sensibilitat i pautes de disseny per als paràmetres de control.

Aquesta proposta de control s’ha provat amb èxit en un laboratori de microxarxes (Figura dreta). En l’article es presenten resultats experimentals seleccionats.

Imants moleculars luminescents basats en lantànids i cumarines: article publicat a Dalton Transactions

Publicat el per

La Dra. Elena Bartolomé, professora de l’EUSS, acaba de publicar un article a la revista Dalton Transactions (índex d’impacte 4.05) titulat “Coumarin-lanthanide based compounds with SMM behavior and high quantum yield luminescence”. Aquest treball ha estat fruit d’una col·laboració entre l’EUSS, i investigadors de l’Institut de Nanotecnologia y Materiales de Aragón (INMA), el Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (CSIC)-Universidad de Zaragoza, el Instituto de Física Luis Rivera Terrazas (Puebla, México) i la UNAM (Universidad Nacional Autònoma de México).

Els materials moleculars multifuncionals, és a dir, compostos metàl·lics-orgànics que combinen diverses propietats físiques o químiques, estan sent investigats molt intensament pel seu interès fonamental i les seves aplicacions en diversos camps, com ara la informàtica quàntica, l’espintrònica, la separació de gasos, com a sensors, en catàlisi, biomedicina, etc. En particular, els materials moleculars bifuncionals que combinen la luminescència amb propietats magnètiques poden obrir moltes noves possibilitats. L’estructura electrònica dels lantànids els fa ideals per al disseny de materials moleculars amb relaxació magnètica (comportament de Single Ion Magnet, SIM) i photo-luminiscència.

Esquema dels nous imants moleculars basats en lantànids i lligands de cumarina amb bona funcionalitat: comportament SIM (Single Ion Magnets) i luminescència amb un alt rendiment quàntic (QY=quantum Yield).

En aquest treball, es presenta la síntesi i caracterització de nous complexos basats en lantànids, lligands de cumarina i lligands secundaris de phenanthroline (Ln-phen) o bathophenanthroline (Ln-batho), amb propietats magnètiques i luminescents molt rellevants. La comparació dels compostos Ln-phen i Ln-batho amb els anteriors compostos reportats Ln-coum ha permès investigar l’efecte “antena” dels lligands secundaris. Els compostos reportats representen una nova família de materials bifuncionals que combinen comportament SIM i luminescència amb un destacat rendiment quàntic (QY-quantum yield), en comparació amb altres compostos reportats en la literatura.