Arxiu d'etiquetes: Recerca

Publicació a Advanced Materials Interfaces: magnetisme de rodes de Cr10 en superfície

Publicat el per

La professora Dra. Elena Bartolomé acaba de publicar un article a la prestigiosa revista Advanced Materials Interfaces, amb un índex de impacte de 6.4, titulat “Surface Deposition Induced Reduction of the Ground State Spin in Cr10 Wheel”. Aquest treball ha estat fruit d’una extensa col·laboració amb personal investigador del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC), la Universitat de Pàdua, el ICN2 i el Sincrotró ALBA de Barcelona. L’article es troba disponible en Open acces.

L’objectiu de desenvolupar materials magnètics de baixa dimensionalitat per a diverses aplicacions com ara la espintrònica molecular o la computació quàntica, ha despertat l’interès en els darrers anys per depositar imants moleculars en superfície i estudiar les seves propietats, les quals poden diferir de manera significativa respecte al material massiu.

En aquest treball es presenta el depòsit i caracterització de monocapes i multicapes de rodes moleculars de crom {Cr10} depositades per sublimació sobre substrats monocristal·lins d’Au(111) i Cu(111), combinant diverses tècniques com ara microscòpia STM, i magnetometria XAS-XMCD realitzada en el sincrotró ALBA (Figura a-c).

En un treball anterior, s’havia demostrat que les rodes de {Cr10} en estat massiu mostren anisotropia magnètica axial i un espí total alt (S = 9), originat per un esquema de interaccions moleculars atípic: la roda es composa de dues semicorones de quatre ions Cr3+ acoblats ferromagnèticament, separades entre sí per dos ions Cr3+ acoblats antiferromagnèticament.

Les mesures magnètiques d’una monocapa (1ML) de {Cr10} sublimades sobre Ag(111) i Cu(111) mostren una dependència de la magnetització amb el camp magnètic aplicat molt suau. Aquesta dependència es va aproximant a la corba de magnetització del material massiu a mesura que augmenta el nombre de capes depositades. A més, s’observa una lleugera diferència entre les corbes de monocapes de {Cr10} sublimades sobre els dos substrats diferents (Figura d).

Es van realitzar simulacions de Montecarlo que van permetre comprendre les corbes de magnetització de les monocapes, en termes d’una reducció de l’espí total de l’estat fonamental del clúster, S = 3 o S = 6, com a conseqüència de les variacions en les interaccions en la roda induïdes per la deposició en la superfície (Figura e). La sensibilitat de la configuració magnètica de {Cr10} a les distorsions menors de la conformació intramolecular podria ser explotada per controlar el magnetisme mitjançant estímuls externs per a diverses aplicacions.

Figura. (a) Estructura de la roda molecular {Cr10}, (b), (c) imatges STM de una sola monocapa de {Cr10} depositada sobre Cu(111), (d) corbas de magnetització de 1ML, 14ML i material massiu, (e) models d’interacció magnètica.

Referència: “Surface Deposition Induced Reduction of the Ground State Spin in Cr10 Wheel”, Elena Bartolomé, Ludovica Ferrari, Francesco Sedona, Ana Arauzo, Javier Rubín, Javier Luzón, Julia Herrero-Albillos, Mirco Panighel, Aitor Mugarza, Marzio Rancan, Mauro Sambi, Lidia Armelao, Juan Bartolomé, Fernando Bartolomé, doi.org/10.1002/admi.202300146, Advanced Materials Interfaces (2023). Disponible online: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admi.202300146

El professor Jordi Cruz viatja a Miami per participar en un projecte de recerca amb doctorands de la facultat de Química de la Florida International University

Publicat el per

Del 10 al 16 de juny el professor de l’EUSS, Jordi Cruz, va estar fent recerca amb doctorands de la facultat de Química de la Florida International University situada a Miami (Estats Units), en el marc d’una beca Erasmus+ KA 107.

Dins de la facultat de Química, va mantenir contacte amb el professor José Almirall i la professora associada Lauryn DeGreeff del departament de química forense. Per aquesta estada li van proporcionar dades de 3 estudiants de doctorand per a treballar:

En primer lloc, juntament amb Katherine Castro, van intentar veure l’afectació del temps i tipologia de contaminació en explosius i substrats com la pólvora, el C4 i el nitrat d’amoni, així com les relacions que es podien veure amb els cromatogrames de Cromatografia de Gasos-Masses (CGMS).

En segon lloc, amb Fantasia Whaley van monitoritzar mitjançant Multivariate Curve Resolution- Alternate Least Squares (MCR-ALS) com canvia la composició de la sang amb el pas del temps un cop aquesta surt del cos humà. Això es correlaciona amb el tipus de sang que els gossos policia que fan recerca poden detectar de cadàvers o de gent ferida.

Per acabar, va treballar amb les dades d’Agnes Winokour. Aquestes al provenir de la FBI són confidencials i no se’n pot publicar la temàtica, exceptuant si finalment es publica a una revista científica en forma d’article. 

A part del treball amb dades, va estar duent a terme un experiment amb gossos policia que detectaven components presents en explosius. Es van estar adquirint vídeos de com els gossos interactuaven amb la mostra, així com dades amb sensors que mesuraven la freqüència i la intensitat de respiració dels gossos. 

L’experiència del professor Jordi Cruz va ser molt enriquidora, va poder ajudar a estudiants de doctorat a extreure un plus de les dades que tenien fruit del seu treball experimental, en un departament directament connectat als estaments federals ( FBI, DEA, FDA) dels EEUU i de l’estat de Florida.

Jordi Cruz amb Fantasia Whaley (esquerra) i Katherine Castro ( dreta)

Departament de Física i Química de la FIU

Prova de detecció de components d’explosius

Article publicat a Journal of Water Process Engineering

Publicat el per

El professor Dr. Ignasi Santín acaba de publicar un article a la revista indexada Journal of Water Process Engineering, titulat “Nitrous oxide reduction in wastewater treatment plants by the regulation of the internal recirculation flow rate with a fuzzy controller”. Aquest treball ha estat realitzat en col·laboració amb investigadors del Departament de Telecomunicacions i d’Enginyeria de Sistemes, de la Universitat Autònoma de Barcelona, i el Departament de Control Automàtic i Enginyeria Electrònica de la Universitat de Galati (Romania).

La reducció de les emissions de gasos d’efecte hivernacle per causes antropogèniques és un dels principals reptes del món per fer front al canvi climàtic. Les plantes de tractament d’aigües residuals són necessàries per millorar la qualitat d’aquestes abans que siguin abocades al medi receptor, però tenen el inconvenient de generar emissions d’òxid nitrós durant el tractament biològic, que és un potent gas d’efecte hivernacle. Evitar la nitrificació parcial mitjançant l’augment d’oxigen dissolt és una de les maneres de reduir aquestes emissions.

En aquest treball es proposa fer front a la reducció de les emissions d’òxid nitrós mitjançant la reducció d’oxigen als nivells mínims, causant que els microorganismes heteròtrofs redueixin l’òxid nitrós a dinitrogen. Per aconseguir aquest objectiu, el present treball proposa regular la taxa de flux de recirculació interna del tractament biològic mitjançant un controlador difús. Aquesta regulació s’afegeix a una estratègia de control habitual en les plantes de tractament d’aigües residuals, que aconsegueix resultats satisfactoris pel que fa a la qualitat de l’aigua i els costos operatius, però que genera altes emissions d’òxid nitrós. S’utilitza el Benchmark Simulation Model no.2 com a escenari de treball, que inclou les dues principals vies d’emissió d’òxid nitrós: la desnitrificació heteròtrofa i la desnitrificació dels bacteris oxidants d’amoni. Es demostra que la manipulació de la recirculació interna proposada aconsegueix reduccions d’òxid nitrós del 26,70% i el 30,83% en diferents períodes de temps, amb una lleugera millora en la qualitat de l’aigua de l’efluent i una reducció dels costos d’operació.

“Nitrous oxide reduction in wastewater treatment plants by the regulation of the internal recirculation flow rate with a fuzzy controller”, I. Santín, M. Meneses, C. Pedret, M. Barbu, R. Vilanova, Journal of Water Process Engineering Volume 53, July 2023, 103802

Experiment de Sincrotró a ALBA-BOREAS

Publicat el per

La Dra. Elena Bartolomé, cap de Recerca de l’EUSS, va realitzar del 25 al 28 de maig un experiment al Sincrotró ALBA de Barcelona, en col·laboració amb el Dr. David Aguilà i el Dr. Guillem Aromí, del Grup de Magnetism i Materials Funcionals (GMMF) del Departament de Química Inorgànica de la Universitat de Barcelona, i amb el suport de en Dr. Javier Herrero i Dr. Manuel Valvidades de la línia BOREAS de ALBA. L’objectiu de l’experiment era investigar les propietats magnètiques de molècules heteronuclears de lantànids amb aplicació en Computació Quàntica.

Experiment de Sincrotró a la línea Boreas del Sincrotró ALBA de Barcelona, realitzat per la Dra. Elena Bartolomé (EUSS) amb la participació de Dr. David Aguilà (UB).  

El grup de Recerca celebra el darrer “Dimecres de la Ciència” i l’última reunió del curs 2022-2023

Publicat el per

El 10 de maig va tindre lloc el darrer “Dimecres de la Ciència” del curs 2022-2023, organitzat pel Departament de Recerca. En primer lloc, el professor Dr. Keivan Amirbagheri va oferir una xerrada sobre el seu treball de recerca en l’Àrea de l’Organització, sobre l’ “avaluació de les operacions humanitàries de la cadena de subministrament després del terratrèmol de Kermanshah”. En segon lloc, el Dr. Ignasi Florensa, el Dr. Víctor Martínez i Kristina Markulin van explicar el seu estudi, en l’àmbit de l’educació en enginyeria, sobre com han evolucionat els cursos de matemàtiques a l’EUSS al llarg dels últims anys  (“Nous plans d’estudi però mateixa activitat ?”).

En acabar la formació, va tenir lloc la darrera reunió del Grup de Recerca del curs, en la qual es va informar sobre els resultats de recerca de l’últim curs, els darrers projectes acceptats. col·laboracions iniciades, etc.