Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Fabricación de nanogeneradores triboeléctricos a partir de biopolímeros(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-22) Urtecho Benites, Adrián Isaac; Torres Garcia, Fernando GilbertoEn la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y autónomas, los nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) han surgido como dispositivos prometedores capaces de convertir la energía mecánica en electricidad. Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, que ocurre cuando dos materiales diferentes se frotan entre sí y generan cargas eléctricas, debido a esto es importante encontrar materiales apropiados para generar estas cargas. Los biopolímeros como el almidón y carragenina, han ganado atención significativa como una alternativa prometedora a los polímeros sintéticos convencionales que se usan como superficies activas en forma de láminas para la fabricación de TENGs. Dichos biopolímeros se obtienen de fuentes naturales renovables, como algas, plantas y microorganismos. Además, los biopolímeros presentan propiedades únicas que los hacen altamente atractivos para su implementación en estos dispositivos. La presente tesis se enfoca en la exploración de la fabricación de nanogeneradores triboeléctricos utilizando láminas triboeléctricas obtenidas de los biopolímeros carragenina, almidón, ulvan y los exopolisacáridos de cianobacterias. Para ello, primero se evaluó las propiedades mecánicas y químicas de las láminas de biopolímeros. Los resultados de las pruebas de tracción revelaron que los biopolímeros alcanzaron diferentes deformaciones y esfuerzos máximos en respuesta a la carga aplicada. La espectroscopia FTIR confirmó que los biopolímeros obtenidos correspondían a los esperados según el proceso de extracción realizado. Después de evaluar las características iniciales de las láminas de biopolímeros, se desarrollaron prototipos de TENGs utilizando diferentes pares de láminas triboeléctricos. Se fabricaron ocho prototipos de TENGs combinando las láminas de biopolímeros con superficies de Kapton® y Teflón®. Se obtuvieron valores máximos de voltaje de 66.40 V en el par triboeléctrico de Teflón® (PFTE) + carragenina, mientras que el par triboeléctrico de kapton + ulvan generó el valor mínimo de 2.12 V. Estos resultados indican que los TENGs pueden generar suficiente voltaje para su aplicación en dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo, relacionados a LEDs, relojes o sensores. Los resultados obtenidos muestran el potencial de los TENGs basados en biopolímeros como una fuente de energía sostenible y autónoma.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con productos biológicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-12) Tejada Cardeña, Marco Antonio; Torres Garcia, Fernando GilbertoLa baja solubilidad acuosa de productos biológicos como la curcumina es un problema que limita su uso terapéutico en el tratamiento de una gran variedad de enfermedades y que puede ser superado al cargar estos productos en nanopartículas de almidón. El objetivo principal de la presente tesis es desarrollar métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con curcumina. Primero, se obtuvo almidón de papas comerciales de la variedad Huamantanga. Además, se fabricaron nanopartículas de almidón cargadas con curcumina mediante nanoprecipitación, método que requiere una fase solvente para disolver el almidón y una fase no solvente para la formación de las nanopartículas. Posteriormente, se caracterizaron las nanopartículas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM), dispersión dinámica de luz (DLS), calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis). Finalmente, se evaluó el efecto de la urea y el tripolifosfato de sodio (STPP) en las propiedades fisicoquímicas de las nanopartículas fabricadas. Se obtuvo que los rendimientos de extracción de las nanopartículas de almidón con y sin carga de curcumina están entre 94.26 y 56.71 %. Los tamaños de las nanopartículas fabricadas están entre 46 y 74 nm y los índices de polidispersidad entre 0.213 y 0.386, lo que demuestra una distribución de tamaño homogénea. Se logró desarrollar los métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con curcumina que permitieron cargar la curcumina dentro de las nanopartículas de almidón y se determinó que la formulación óptima está compuesta de 0.15 g de urea y 0.4 g de STPP por presentar la más alta eficiencia de carga, 86 %, y el más bajo índice de polidispersidad, 0.238. Los resultados expuestos servirán como base para el desarrollo de materiales con aplicaciones biomédicas a partir de recursos naturales.