cuerpo (BCC), tiene lugar <strong>la</strong> formación <strong>de</strong> una fase precursora mediante un proceso <strong>de</strong> separación <strong>de</strong> tipo líquidolíquido.Una vez que esta fase precursora está formada, se <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong> <strong>la</strong> nucleación y el crecimiento <strong>de</strong> <strong>la</strong> fase <strong>de</strong>cristal plástico. Nuestros resultados pue<strong>de</strong>n ser relevantes para compren<strong>de</strong>r mejor <strong>la</strong> conocida red <strong>de</strong> en<strong>la</strong>ces <strong>de</strong>puentes <strong>de</strong> hidrógeno <strong>de</strong>l agua que es responsable <strong>de</strong> <strong>la</strong> mayor parte <strong>de</strong> sus propieda<strong>de</strong>s específicas.NANOFABRICACIÓN DE ESTRUCTURAS POLIMÉRICASNanorejil<strong>la</strong>s poliméricas. Hemos empezado a explotar <strong>la</strong>s posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> los rayos láser con el fin <strong>de</strong>nanoestructurar superficies <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pelícu<strong>la</strong>s <strong>de</strong>lgadas <strong>de</strong> polímeros. En co<strong>la</strong>boración con el grupo <strong>de</strong> <strong>la</strong> Dra. M.Castillejo (IQFR-CSIC) hemos podido nanofabricar estructuras superficiales periódicas inducidas por radiación láser(LIPSS) en una serie <strong>de</strong> pelícu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> polímeros mo<strong>de</strong>lo preparadas por spin-coating incluyendo poli (terefta<strong>la</strong>to <strong>de</strong>etileno), poli (terefta<strong>la</strong>to <strong>de</strong> trimetileno), y poli (carbonato <strong>de</strong> bisfenol A) así como <strong>de</strong>l polímero semicristalinopoli(fluoruro <strong>de</strong> vinili<strong>de</strong>no). Hemos evaluado <strong>la</strong>s posibilida<strong>de</strong>s potenciales <strong>de</strong> <strong>la</strong>s técnicas <strong>de</strong> dispersión <strong>de</strong> rayos Xen inci<strong>de</strong>ncia rasante en <strong>la</strong> investigación <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> sistemas. La irradiación <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pelícu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> polímero conpulsos <strong>de</strong> láser <strong>de</strong> 6 ns a una longitud <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> 266 nm produce estructuras características <strong>de</strong> nanorejil<strong>la</strong>s(nanogratings) con <strong>la</strong>rgos espaciados simi<strong>la</strong>res a <strong>la</strong> longitud <strong>de</strong> onda <strong>de</strong>l láser. Hemos propuesto que <strong>la</strong>snanoestructuras se forman por <strong>la</strong> <strong>de</strong>svitrificación <strong>de</strong> <strong>la</strong> superficie <strong>de</strong> <strong>la</strong> pelícu<strong>la</strong> polimérica a temperaturas superioresa <strong>la</strong> temperatura <strong>de</strong> transición vítrea característica <strong>de</strong>l polímero. La información estructural obtenida por microscopía<strong>de</strong> fuerza atómica y <strong>de</strong> dispersión <strong>de</strong> rayos X en inci<strong>de</strong>ncia rasante a pequeños ángulos (GISAXS) se corre<strong>la</strong>ciona <strong>de</strong>manera satisfactoria. La comparación <strong>de</strong> patrones GISAXS experimentales y simu<strong>la</strong>dos sugiere que <strong>la</strong>snanoestructuras pue<strong>de</strong>n ser bien <strong>de</strong>scritas consi<strong>de</strong>rando una red paracristalina unidimensional y que los parámetros<strong>de</strong> irradiación tienen una influencia sobre el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> <strong>la</strong> red.GISAXSAFMX-Ray beamLIPSS polymer filmEsquema experimental para <strong>la</strong> caracterización estructural mediante dispersión <strong>de</strong> rayos X en inci<strong>de</strong>ncia rasante(GISAXS) con radiación <strong>de</strong> sincrotrón. El haz <strong>de</strong> rayos X inci<strong>de</strong> con ángulo <strong>de</strong> reflexión total sobre una muestrapolimérica nanoestructurada mediante LIPSS. La onda evanescente que se propaga a través <strong>de</strong> <strong>la</strong> muestra da lugara efectos <strong>de</strong> difracción que son recogidos en una pantal<strong>la</strong>. Del análisis tanto <strong>de</strong> <strong>la</strong> imagen en el espacio real (AFM)como en el espacio recíproco (GISAXS) se pue<strong>de</strong> caracterizar estructuralmente <strong>la</strong> muestra.Litografía <strong>de</strong> nanoimpresión. Se ha comenzado con <strong>la</strong> preparación <strong>de</strong> nanoestructuras poliméricas mediantelitografía por nanoimpresión, en co<strong>la</strong>boración con el grupo <strong>de</strong>l Prof. Francesc Pérez-Murano <strong>de</strong>l Centro Nacional <strong>de</strong>Microelectrónia (CNM-CSIC, Barcelona). Por un <strong>la</strong>do se ha optimizado el proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> mol<strong>de</strong>s, y enparalelo, se están llevando a cabo investigaciones sobre <strong>la</strong> física subyacencte al proceso <strong>de</strong> nanoimpresión enmateriales poliméricos cuya estructura está siendo analizada por microscopía a fuerza atómica y por difracción <strong>de</strong>rayos X.MATERIALES POLIMÉRICOS FUNCIONALES A TRAVÉS DE LA MEZCLA CONNANOPARTÍCULASPreparación <strong>de</strong> materiales compuestos conductores con nanofibras <strong>de</strong> carbono, nanotubos <strong>de</strong> carbono ygrafeno. Continuando nuestra co<strong>la</strong>boración con <strong>la</strong> empresa Grupo Antolín Ingeniería, S. A. se han <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>donanocompuestos <strong>de</strong> poliamida 6,6 (PA66) y nanofibras <strong>de</strong> carbono (CNFs) por un nuevo procedimiento consistenteen <strong>la</strong> mezc<strong>la</strong> física, mediante un mezc<strong>la</strong>dor <strong>de</strong> vórtice, <strong>de</strong> <strong>la</strong> matriz <strong>de</strong>l polímero, en forma <strong>de</strong> polvo preparado por42
molido criogénico, y <strong>la</strong> cantidad correspondiente <strong>de</strong> CNFs. Los materiales presentan una buena conductivida<strong>de</strong>léctrica con umbrales <strong>de</strong> perco<strong>la</strong>ción más bajas que <strong>la</strong>s correspondientes a los sistemas preparados por mezc<strong>la</strong> enfundido, que es el método comúnmente utilizado en <strong>la</strong> industria. Parte <strong>de</strong> este estudio ha sido patentado. Así mismo,se ha procedido a preparar compuestos basados en polifluoruro <strong>de</strong> vinili<strong>de</strong>no (PVDF) y diferentes compuestoscarbonáceos como son nanotubos <strong>de</strong> carbono <strong>de</strong> pared simple (SWCNT), <strong>la</strong>s nanofibras <strong>de</strong> carbono suministradaspor el Grupo Antolín Ingeniería S.A., grafeno expandido y grafito. En este caso el procedimiento <strong>de</strong> síntesis por elque se ha optado ha sido el <strong>de</strong> disolución. El objetivo es doble. Por una parte, <strong>de</strong>terminar <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s eléctricas,térmicas y mecánicas que presentan los diferentes compuestos y, por otra, realizar un estudio morfológico yestructural con el fin <strong>de</strong> establecer una re<strong>la</strong>ción entre ambos. Hasta el momento se han preparado compuestos en unamplio rango <strong>de</strong> concentraciones y se ha realizado el estudio eléctrico y térmico <strong>de</strong> los mismos. Se han observadointeresantes diferencias entre los diferentes compuestos, principalmente en lo que a propieda<strong>de</strong>s eléctricas se refiere.Dentro <strong>de</strong>l mismo contexto, en co<strong>la</strong>boración con el grupo <strong>de</strong>l Prof. Z. Ros<strong>la</strong>niec, <strong>de</strong> <strong>la</strong> Universidad <strong>de</strong> Tecnología <strong>de</strong>Pomerania Occi<strong>de</strong>ntal (Szczecin, Polonia) hemos sintetizado nanocompuestos <strong>de</strong> poli (terefta<strong>la</strong>to <strong>de</strong> trimetileno)(PTT) con nanotubos <strong>de</strong> carbono <strong>de</strong> pared múltiple (MWCNT) funcionalizados mediante polimerización in situ. Encomparación con <strong>la</strong> matriz <strong>de</strong> PTT, los nanocompuestos presentan mayor resistencia a <strong>la</strong> tracción y módulos <strong>de</strong>Young mayores para concentraciones bajas <strong>de</strong> MWCNT. A<strong>de</strong>más, todos los nanocompuestos muestran unareducción <strong>de</strong> <strong>la</strong> fragilidad mecánica en comparación con el PPT. El umbral <strong>de</strong> perco<strong>la</strong>ción eléctrica se encuentraentre 0,3 y 0,4% <strong>de</strong> concentración <strong>de</strong> MWCNT.Durante el año <strong>2011</strong> y en co<strong>la</strong>boración con el grupo <strong>de</strong>l Prof. Z. Ros<strong>la</strong>niec, y <strong>de</strong>l Dr. M.A. López-Manchado (ICTP-CSIC, Madrid), hemos iniciado <strong>la</strong> preparación <strong>de</strong> nanocomposites poliméricos con grafeno, <strong>de</strong>l tipo grafitoexpandido, explorando diferentes matrices poliméricas. Los estudios iniciales indican logros <strong>de</strong> <strong>la</strong> conductivida<strong>de</strong>léctrica en concentraciones muy bajas <strong>de</strong> nanoaditivo. Estamos explorando <strong>la</strong>s posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong>nanocompuestos para obtener materiales conductores y transparentes.Nanocompuestos basados en polímeros termoplásticos reversiblemente entrecruzados con arcil<strong>la</strong>.Continuando <strong>la</strong> línea <strong>de</strong> investigación iniciada hace algunos años, se han preparado nanocompuestos <strong>de</strong> arcil<strong>la</strong> conpolímeros termoplásticos reversiblemente entrecruzados mediante extrusión reactiva: polipropileno isotáctico, iPP,polietileno, PE, y polibuteno-1 isotáctico, iPB-1 en un solo paso. Se han introducido algunas modificaciones en elmétodo original que mejoran <strong>de</strong>terminados aspectos <strong>de</strong>l producto final. La arcil<strong>la</strong> pue<strong>de</strong> usarse directamente, sinninguna modificación química previa. Un aspecto muy interesante <strong>de</strong> este nuevo método, es que algunas ca<strong>de</strong>nas <strong>de</strong>lpolímero se encuentran anc<strong>la</strong>das o injertadas (“grafted”) en <strong>la</strong>s <strong>la</strong>minil<strong>la</strong>s <strong>de</strong> arcil<strong>la</strong>, tendiendo a separar<strong>la</strong>s, yconsiguiéndose así, para ciertas composiciones, una exfoliación total <strong>de</strong> <strong>la</strong> arcil<strong>la</strong>. Mediante este método se haabordado también <strong>la</strong> preparación <strong>de</strong> nanocompuestos <strong>de</strong> mezc<strong>la</strong>s binarias y ternarias <strong>de</strong> los polímeros anteriormentecitados, normalmente consi<strong>de</strong>rados como incompatibles, con resultados son muy prometedores.Propieda<strong>de</strong>s dieléctricas <strong>de</strong> nanocompuestos basados en polímeros termoplásticos reversiblementeentrecruzados. Aprovechando <strong>la</strong> experiencia conseguida en este campo, hemos extendido nuestras investigacionesa algunos otros polímeros <strong>de</strong> interés creciente y ampliamente utilizados: poli (etilen terefta<strong>la</strong>to) PET, poli (etilennaftalen dicarboxi<strong>la</strong>to) PEN, polimetilmetacri<strong>la</strong>to PMMA, y poli (fluoruro <strong>de</strong> vinili<strong>de</strong>no) PVDF. A<strong>de</strong>más, nosinteresa en particu<strong>la</strong>r aplicar el procedimiento para <strong>la</strong> obtención <strong>de</strong> nanocompuestos en un solo paso a <strong>la</strong> preparación<strong>de</strong> nanocompuestos <strong>de</strong> los polímeros anteriormente citados con arcil<strong>la</strong>, grafito y otros aditivos. Deseamos hacer unénfasis especial en el estudio <strong>de</strong> <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s dieléctricas <strong>de</strong> los materiales resultantes.Nanocompuestos polímero/polímero metalo-orgánico. Se ha realizado un estudio en profundidad <strong>de</strong> <strong>la</strong>spropieda<strong>de</strong>s avanzadas <strong>de</strong> compuestos tipo polímero/polímero metaloorgánico. En particu<strong>la</strong>r, [Fe(II) (4-octa<strong>de</strong>cyl-1,2,4-triazol)3(ClO4)2] en poliestireno. Los resultados confirman que, en presencia <strong>de</strong>l poliestireno, se mantiene <strong>la</strong>transición estructural asociada a un cambio en <strong>la</strong> susceptibilidad magnética <strong>de</strong>l polímero metalo-orgánico. Estatransición esta asociada a <strong>la</strong> conversión <strong>de</strong> estructuras <strong>la</strong>minares en estructuras hexagonales <strong>de</strong>l polímero metaloorgánico.El trabajo se ha realizado en co<strong>la</strong>boración con los doctores Daniel López y Rebeca Hernán<strong>de</strong>z <strong>de</strong>l <strong>Instituto</strong><strong>de</strong> Ciencia y Tecnología <strong>de</strong> Polímeros (ICTP-CSIC) y con <strong>la</strong> Doctora Ana Roig, <strong>de</strong>l <strong>Instituto</strong> <strong>de</strong> Ciencia <strong>de</strong><strong>Materia</strong>les <strong>de</strong> Barcelona (ICMAB-CSIC).MICROSCOPÍA DE FUERZA ATÓMICA(AFM)Durante el año <strong>2011</strong> se ha implementado <strong>la</strong> insta<strong>la</strong>ción AFM con un sistema <strong>de</strong> medidas <strong>de</strong> fuerzas que permite nosolo <strong>la</strong> visualización <strong>de</strong> estructuras nanoscópicas si no también <strong>la</strong> evaluación <strong>de</strong> <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s mecánicas <strong>de</strong> <strong>la</strong>smismas. Las nuevas prestaciones incluyen <strong>la</strong> mediad <strong>de</strong> módulo elástico, fuerzas <strong>de</strong> adhesión y <strong>de</strong> <strong>de</strong>formación asícomo <strong>la</strong> posibilidad <strong>de</strong> realizar experimentos <strong>de</strong> nanoin<strong>de</strong>ntación.43
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Dr. Francesca Vidotto.Université d
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Guillermo Ribeiro Jiménez. Subatom
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Olof Tengblad- Deputy Technical Man
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Plasma, el cuarto estado de la mate
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oScientific collaboration on “Din
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Prescriptions in Loop Quantum Cosmo
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Richardson-Gaudin Models: The Hyper
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PROCEEDINGS ISI /ISI PROCEEDINGS120
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Physical Review Letters 106, 245301
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3. O. S. Kirsebom, S. Hyldegaard, M
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CAPÍTULO 7TABLAS Y DATOSCHAPTER 7T
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