Escuela de Física
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Browsing Escuela de Física by browse.metadata.advisor "Cabanzo Hernández, Rafael"
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Item Análisis espectral de una descarga híbrida y modificación superficial de aceros 1010, 1020 y 1045(Universidad Industrial de Santander, 2013) Parada Becerra, Fredy Fabian; Dugar-Zhabon, Valeriy Dondokovich; Cabanzo Hernández, RafaelEl reactor MOSMET (Modificador de Superficies Metálicas) es el resultado del desarrolló de una nueva tecnología en el tratamiento de superficies sólidas, especialmente aceros, los cuáles son sometidos a descargas combinadas de arco eléctrico y de alto voltaje a bajas presiones. Esta nueva tecnología está basada en el sistema de alto voltaje del equipo JUPITER (Joint Universal Plasma and ión Technologies Experimental Reactor) y un nuevo sistema de evaporización de metales mediante la generación de una descarga de arco eléctrico. Se describe el sistema experimental para la producción artificial de estructuras nanolaminadas a través del evaporador de arco eléctrico mediante la circulación de manchas catódicas sobre la superficie del cátodo que son controladas magnéticamente. Se discuten las principales características del arco eléctrico en vacío como una fuente de vapor metálico de composición modulada en el tiempo y se presentan algunas carácterísticas de los recubrimientos de múltiples capas obtenidos para el caso de estructuras de Ti/TiB. Por primera vez se hace una observación del espectro óptico emitido por una descarga híbrida (arco eléctrico y alto voltaje a bajas presiones) en el reactor MOSMET en una atmosfera controlada de titanio, el estudio realizado muestra que para medidas realizadas al interior de la cámara de descargas se obtiene una temperatura del orden de T = 7127 + / — 200k. Por otra parte, el estudio realizado a través de la ventana de zafiro (medida al exterior de la cámara) muestra que la temperatura generada es del orden de T = 7574 + / — 200k.Item Construcción de un modelo predictivo para la concentración de níquel y vanadio en fondos de vacío de crudos colombianos utilizando redes neuronales artificiales y espectroscopia de plasma inducido por láser(Universidad Industrial de Santander, 2012) Tarazona, Jose Luis; Guerrero Bermúdez, Jader Enrique; Cabanzo Hernández, RafaelLa técnica LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) es un tipo de espectroscopía de emisión atómica que utiliza un pulso láser de alta potencia como fuente de excitación el cual se focaliza sobre una muestra causando ablación de pequeñas cantidades de material y formación de plasma. Esta técnica ha sido utilizada para análisis multielemental de diferentes muestras. Al usar RNA (Red Neuronal Artificial), se entrena un modelo de red con un conjunto de datos de entrada de muestras de composición conocida. Luego la red neuronal entrenada se utiliza para predecir la concentración elemental en espectros de prueba. Resultados actuales revelan que las RNAs tienen generalmente mejor capacidad de predicción que los métodos tradicionales. Aquí se presenta un modelo predictivo para determinación de la concentración de níquel y vanadio en fondos de vacío de crudos colombianos a partir de espectros LIBS y la utilización de RNAs con nodos distribuidos en múltiples capas (Perceptrón multicapa). Las entradas a la red son intensidades en la vecindad de las líneas de emisión 309.310, 310.229, y 311.070 nm de V(II) y 300.248, 301.200 y 305.081 nm de Ni(I). Se exploraron diferentes arquitecturas de RNAs variando sistemáticamente pesos y tendencias iniciales, cantidad de nodos en la capa oculta, número máximo de iteraciones y error de entrenamiento. Las métricas de evaluación del desempeño de la red en la predicción de concentraciones son: El error de predicción relativo promedio (REP) y la desviación estándar relativa promedio (RSD).Item Diseño y montaje de un analizador de tiempo de vuelo lineal para el estudio de la ionización multifotónica en moléculas orgánicas simples(Universidad Industrial de Santander, 2012) Palacio Lozano, Diana Catalina; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, RafaelLos espectrómetros de masas han sido de gran utilidad en el estudio de la masa, fórmula global y estructura molecular de prácticamente todo tipo de sustancias. El principio esencial de todo espectrómetro de masas es generar iones en forma gaseosa y separarlos mediante la aplicación de campos eléctricos o magnéticos según su relación carga/masa. El método de ionización y de análisis de los iones ha permitido realizar el estudio de prácticamente todo tipo de moléculas tanto orgánicas como inorgánicas en cualquiera de sus estados de agregación. Es común acoplar el método de ionización láser con analizadores de tiempo de vuelo ya que el análisis de las masas iónicas es más simple, son aparatos menos costosos y lo más importante, es posible estudiar un ilimitado rango de masas En este trabajo un sistema de entrada de muestra tipo efusión, un láser de Nd:YAG y un analizador de tiempo de vuelo fueron acoplados para construir un espectrómetro de masas. Fue posible obtener espectros de masas de moléculas sencillas que son volátiles como la Acetona y el Metanol y sustancias sólidas que sublimen con facilidad como el Antraceno. La resolución obtenida en este equipo fue baja, sin embargo se estima que la pérdida de resolución es debida principalmente a la dispersión de la velocidad inicial de los iones, factor que podría ser corregido con la implementación de una fuente de entrada distinta a la usada en este trabajo.Item Estudio teórico-experimental de las propiedades interfaciales de materiales basados en óxido de grafeno en sistemas de agua y aceite(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-03) Arenas Blanco, Brayan Alberto; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Percebom, Ana María; García García, Alejandra; Ariza Calderón, Hernando; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Quintero Orozco, Jorge HernánEn esta investigación, se desarrolló una metodología experimental y computacional para el estudio de la actividad interfacial del Óxido de Grafeno (GO) y Óxido de Grafeno amino modificado en sistemas de agua y tolueno. Las etapas para el desarrollo de la parte experimental fueron las siguientes: 1) Síntesis de GO por exfoliación química de grafito por el método modificado de Hummers, 2) Funcionalización in situ del GO con n-propilamina (GO@3C) y n-dodecilamina (GO@12C), 3) Caracterización de los materiales obtenidos por las técnicas espectroscópicas FTIR, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelectrones de rayos X, Difracción de rayos X y Microscopia Electrónica de Barrido, 4) Medición de la tensión interfacial por el método de la gota colgante para los sistemas Agua/Tolueno/Material y, por último, 5) Medición del ángulo de contacto entre el agua y nanomaterial mediante el método de la gota sésil. Los resultados obtenidos de los análisis espectroscópicos confirmaron la funcionalización covalente del GO con las alquilaminas. Las medidas realizadas por el método de la gota colgante y la gota sésil permitieron determinar el efecto de la modificación estructural del GO sobre las propiedades interfaciales del sistema Agua/Tolueno, disminuyendo la tensión interfacial del sistema en función de la concentración de acuerdo con la regla de Traube y aumentando la hidrofobicidad del GO a medida que la longitud de la cadena alifática de la alquilamina crece. Para la parte computacional, se realizaron simulaciones por Dinámica Molecular utilizando el software LAMMPS. La tensión interfacial del sistema Agua/Tolueno fue calculada mediante la teoría de Kirkwood-Buff, variando el número de hojas y longitud de cadena alifática del GO. Los cálculos de ángulo de contacto fueron realizados mediante la obtención del perfil de densidad de una gota de agua depositada sobre la superficie de cada material para un rango de longitudes de cadena alifática desde uno hasta 12 átomos de carbono. Los cálculos de tensión interfacial mostraron que el GO amino modificado tiende a disminuir la tensión interfacial del sistema cuando las longitudes de las cadenas alifáticas son largas y cuando el número de hojas aumenta. Finalmente, las medidas de ángulo de contacto entre el agua y la superficie del material mostraron que la hidrofilicidad del GO decrece a medida que la longitud de cadena alifática y el porcentaje de funcionalización aumenta.Item Síntesis y caracterización espectroscópica de nanopuntos fluo-rescentes de carbono mediante irradiación láser(Universidad Industrial de Santander, 2017) Jaimes Candela, Erika Maria; Cabanzo Hernández, Rafael; Mejía Ospino, EnriqueSe sintetizaron nanopuntos fluorescentes de carbono que absorben en la región ultravioleta y emiten en el rango azul del espectro visible, usando la técnica ablación láser en medio líquido. El método permitió la síntesis a partir de las rutas top-down y bottom-up. En la ruta top-down se tomó como precursor el grafito y como solvente se utilizó el etanol. Se obtuvieron 24 muestras a partir de la variación de los pará-metros experimentales: Energía del pulso láser, longitud de onda y tiempo de irra-diación. El máximo valor para el rendimiento cuántico de fluorescencia obtenido es 2,4%. Para la ruta bottom-up, se utilizó como precursor el benceno con óxido de níquel como catalizador durante la irradiación láser y se obtuvieron nanopuntos con rendimiento cuántico de 5,2%. En ambas rutas, la separación de las nanopartículas se realizó por centrifugación a distintas velocidades y utilizando filtros de 100nm de tamaño de poro. Las propiedades ópticas de los nanopuntos de carbono se determinaron por espec-troscopia de absorción UV-Vis y fluorescencia en régimen estacionario. Las micro-grafías TEM permitieron determinar la forma circular y el diámetro, con valores entre 2 6nm. La caracterización por espectroscopia IR permitió conocer los grupos fun-cionales que se encuentran en la superficie. El espectro Raman permitió la identifi-cación de las bandas D y G propias de los nanomateriales de carbono y el desorden estructural a partir de la relación entre bandas. El análisis cuantitativo de la compo-sición se realizó por espectroscopia XPS.