Ciencias con mención en Química

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Modificación superficial de polímeros por tratamientos químicos y físicos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-19) Ñañez Azaña, Robert Erick; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
Los polímeros son materiales económicos y fáciles de procesar que cuentan con excelentes propiedades intrínsecas físicas y químicas. En la actualidad, se utilizan en numerosas aplicaciones remplazando a materiales más tradicionales como la madera, el vidrio o el metal. No obstante, existen aplicaciones que requieren de propiedades superficiales especiales que los polímeros no suelen poseer. Por este motivo, ha adquirido gran interés el desarrollo de técnicas que permiten modificar la superficie de los polímeros y mejorar su desempeño sin afectar sus excelentes propiedades intrínsecas. En este trabajo se presentan los aspectos principales a tener en cuenta al momento de modificar la superficie de un polímero con tratamientos químicos y físicos. Estos aspectos incluyen las características generales de los tratamientos de modificación, los reactivos más comunes, el tipo de especies activas presentes en los tratamientos físicos (radicales libres, iones, radiación, electrones, entre otros), algunas aplicaciones relativamente recientes y las principales ventajas y desventajas de dichos procedimientos. Asimismo, se explican brevemente algunas de las propiedades superficiales más comunes que se desean modificar y las herramientas experimentales que se utilizan para analizar los cambios producidos en la superficie del polímero. Finalmente, se realiza una comparación de las técnicas de modificación superficial en función a los grupos funcionales generados, el cambio de la morfología o rugosidad, el fenómeno de envejecimiento del polímero modificado y la factibilidad de la implementación a escala industrial.
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Estudio químico de la reacción de geopolimerización en medio alcalino
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-04-07) Castañeda Estremadoyro, Álvaro Alejandro; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
Los geopolímeros son materiales de construcción alternativos al concreto común, los cuales pueden cumplir la misma función, pero sin generar grandes cantidades de gases de efecto invernadero. Estos son preparados a partir de una materia prima rica en aluminio y silicio, la cual es activada mediante la adición de una solución acuosa de hidróxido de sodio y silicato soluble. La materia prima utilizada puede ser un residuo de alguna industria o proceso, por ejemplo, el generado de la producción de silicio elemental, la producción de energía mediante el consumo de combustibles fósiles y de la producción de acero. También se pueden utilizar derivados de minerales como materias primas para la preparación de geopolímeros, siendo el metacaolín la materia prima más utilizada de esta categoría. El presente trabajo describe los estudios realizados con el fin de elucidar el rol de cada uno de los componentes de la solución activadora y la materia prima en la formación y características del geopolímero. Se ha estudiado el efecto del silicato y del hidróxido de sodio en la disolución de la materia prima, y se encontró que ambos cumplen un rol importante en este proceso y en la cinética de la reacción. Asimismo, se ha estudiado el efecto de la velocidad de liberación del aluminato y silicato de la materia prima, la liberación de estas especies afecta tanto a la composición final del geopolímero, como a la cinética de la reacción. Finalmente, se ha estudiado el efecto de las condiciones de curado y la cantidad de hidróxido de sodio en las propiedades mecánicas de estos materiales, se ha encontrado una relación clara entre estos parámetros y la resistencia a la compresión del geopolímero formado.
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El uso de biomateriales naturales en la elaboración de apósitos para heridas: las membranas de alginato
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-03) Donayre Serpa, Reynaldo Alonso; Nakamatsu Kuniyoshi, Javier
La piel es un órgano de gran importancia para el ser humano por la extensa cantidad de funciones que cumple. En esta gran importancia estriba el interés que se tiene por diseñar sistemas cada vez más efectivos para la curación de heridas, que permitan una rápida recuperación de las funciones interrumpidas de protección y homeostasis, principalmente. En esta búsqueda por apósitos más efectivos, los biomateriales cumplen un rol central por el gran potencial que presentan. En este trabajo se realiza una revisión de algunos estudios que elaboran apósitos a partir de diversos biomateriales sintéticos y naturales (de origen proteico y polisacárido) y que, además, evalúan las propiedades de dichos materiales y su rol en el proceso de curación. En base a estos estudios y a las características propias de los biomateriales con los que se elaboran, se presentan ventajas y desventajas de los apósitos para su uso en la reparación del tejido dañado. En especial, el trabajo se centra en el alginato, polisacárido natural que posee características valiosas para su uso, como la capacidad para gelar en presencia de algunos cationes divalentes, y su carácter biocompatible y absorbente. Después de un detallado análisis de la estructura, proceso de obtención, caracterización y propiedades de este polímero, se estudian tres diferentes membranas que se pueden elaborar en base a éste: las películas, los hidrogeles y las esponjas de alginato. Para cada una de estas membranas se revisan las investigaciones en las que han sido utilizadas como apósitos para el tratamiento de heridas. También se evalúan los resultados obtenidos en dichos trabajos y se analiza cómo las características estructurales propias de cada membrana podrían mejorar el tratamiento de heridas.

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