Escuela de Química
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Browsing Escuela de Química by browse.metadata.advisor "Cabanzo Hernández, Rafael"
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Item Desarrollo de un biosensor óptico a partir de sistemas metálicos nanoestructurados para la detección in vitro de leishmaniasis(Universidad Industrial de Santander, 2021) Prada Vargas, Yuly Andrea; Mejía Ospino, Enrique; Castillo León, John Jairo; Cabanzo Hernández, Rafael; Guzmán Quimbayo, Fanny; Montagut Ferizzola, Yeison Javier; Méndez S., Stelia Carolina; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Ríos Angarita, Fabián AlirioEstudios recientes han demostrado que la nanoestructura de oro de tamaño subnanométrico (0,5-2 nm) exhibe propiedades fotoluminiscentes resultantes del confinamiento cuántico de electrones distribuidos en superficies. Estas propiedades son el resultado de finas agregaciones de átomos de oro protegidos con biomoléculas como proteínas, cadenas de ADN y péptidos ricos en residuos de cisteína. Curiosamente, diseñamos péptidos homólogos al dominio conservador de lectinas, que puede reconocer glicoconjugados de Leishmania. Los péptidos se sintetizaron mediante síntesis en fase sólida múltiple utilizando la metodología del grupo fmoc en medio ácido. Finalmente, el péptido se purificó mediante HPLC. La masa molecular de este péptido fue confirmada por MALDI-TOF y para verificar la estructura de la α-hélice usamos dicroísmo circular. En este trabajo, describimos un método de sonicación fácil y rápido para la síntesis de AuNC con 3.0 nm de tamaño hidrodinámico y fotoemisión a 635 nm utilizando el péptido sintético PepHLec2854 como plantilla. Las interacciones entre el péptido y los nanoclusters de oro se confirmaron mediante fotoemisión de rayos X y espectroscopía Raman. En particular, a partir de los espectros ultrafinos que se muestran en el análisis MALDI-TOF. Finalmente, evaluamos el AuNC@PepHLec2854 como un biosensor óptico basado en espectroscopia de fluorescencia y la señal de fluorescencia de sAP y PPG. Observamos el aumento de la fluorescencia en presencia de sAP proporcional a la concentración. Esto puede sugerir que existe una fuerte interacción entre sAP y AuNC@PephLec2854, por lo tanto, el aumento de la intensidad de la fluorescencia puede estar relacionado con el mecanismo de asociación que tiene lugar cuando la molécula diana es detectada por AuNC@PepHLec2854. Este estudio es el primer paso hacia la fabricación de un biosensor óptico basado en AuNC funcionalizados con péptidos sintéticos para detectar biomoléculas como la fosfatasa ácida y los proteofosfoglicanos que son secretados por los parásitos Leishmania.Item Desarrollo de un biosensor óptico a partir de sistemas metálicos nanoestructurados para la detección in vitro de leishmaniasis(Universidad Industrial de Santander, 2021) Prada Vargas, Yuly Andrea; Mejía Ospino, Enrique; Castillo León, John Jairo; Cabanzo Hernández, RafaelEstudios recientes han demostrado que la nanoestructura de oro de tamaño subnanométrico (0,52 nm) exhibe propiedades fotoluminiscentes resultantes del confinamiento cuántico de electrones distribuidos en superficies. Estas propiedades son el resultado de finas agregaciones de átomos de oro protegidos con biomoléculas como proteínas, cadenas de ADN y péptidos ricos en residuos de cisteína. Curiosamente, diseñamos péptidos homólogos al dominio conservador de lectinas, que puede reconocer glicoconjugados de Leishmania. Los péptidos se sintetizaron mediante síntesis en fase sólida múltiple utilizando la metodología del grupo fmoc en medio ácido. Finalmente, el péptido se purificó mediante HPLC. La masa molecular de este péptido fue confirmada por MALDITOF y para verificar la estructura hélice usamos dicroísmo circular. En este trabajo, describimos un método de sonicación fácil y rápido para la síntesis de AuNC con 3.0 nm de tamaño hidrodinámico y fotoemisión a 635 nm utilizando el péptido sintético PepHLec2854 como plantilla. Las interacciones entre el péptido y los nanoclusters de oro se confirmaronItem Efecto de la adición de nanohilos de cobre (NWs Cu) en la viscosidad y en las propiedades de filtrado de lodos de perforación a base de agua(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-02) Díaz Izaquita, Iván Felipe; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Molina Velasco, Daniel RicardoEn los últimos años, la nanotecnología ha sido importante en diferentes industrias debido a sus novedosas propiedades. En la industria petrolera, la nanotecnología se ha utilizado en diferentes áreas, por ejemplo, la recuperación mejorada de petróleo, la catálisis, la corrosión y los fluidos de perforación. El fluido de perforación es el componente más crítico de la operación de perforación. Los fluidos de perforación más comunes son los basados en agua y en petróleo. Sin embargo, el lodo de perforación a base de agua (WBM) se prefiere a otros fluidos a pesar de sus limitaciones porque su uso reduce los problemas medioambientales. Sus propiedades reológicas y de filtración son importantes para su correcto funcionamiento. Estas características se controlan mediante la adición de aditivos poliméricos de control del filtrado, agentes viscosificante y, recientemente, diferentes tipos de nanopartículas. Las nanoestructuras metálicas 3D, como las nanopartículas, es el nanomaterial más utilizado. Sin embargo, también existen otros nanomateriales como los nanotubos, las nanofibras, las nanoplacas y los nanohilos (NWs). Las nanoestructuras metálicas 1D, como los nanohilos, se han distinguido por su conductividad eléctrica, flexibilidad mecánica, características térmicas, catalíticas y morfológicas. En este estudio, se informó del uso de nanohilos de cobre (NWs de Cu) para mejorar las propiedades reológicas y de pérdida de filtrado del fluido de perforación a base de agua. La síntesis del nanomaterial se llevó a cabo mediante una reacción redox con sales de cobre (ll), utilizando hidracina en una solución acuosa como agente reductor. El crecimiento anisotrópico fue mediado con etilendiamina. La morfología se ha estudiado mediante microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (SEM) y análisis de difracción de rayos X (XRD). Los NWs se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja. La prueba de filtración se realizó a temperatura ambiente y 100 psi. Los resultados experimentales muestran que la interacción de los CuNWs con la bentonita y los polímeros dio lugar a una disminución de la viscosidad aparente (AV), la viscosidad plástica (PV), el punto de fluencia (YP) y la pérdida de fluido API.Item Implementación de un método de análisis cualitativo y cuantitativo de Cadmio en cacao utilizando las técnicas LIBS (Espectroscopía de plasma inducida por láser), F-AAS (Espectroscopía de absorción atómica con llama) y métodos quimiométricos(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-29) Herrera Celis, Sandra Liliana; Cabanzo Hernández, Rafael; Guerrero Bermúdez, Jáder Enrique; Ospina Ospina, Rogelio; Combariza Montañez, Marianny YajairaLa contaminación con Cadmio se ha convertido en un problema de interés internacional debido a su alta toxicidad. Es nefrotóxico, genera daño en la función tubular y glomerular, causa osteomalacia generalizada, así como osteoporosis, y es considerado como agente cancerígeno por la IARC (International Agency for Research of Cancer), éste, ingresa al organismo humano a través del consumo de alimentos contaminados entre ellos, el cacao y sus derivados. El Codex Alimentarius, en enero de 2019, estableció los rangos máximos de contenido de cadmio en chocolate en función de la concentración de cacao en el reglamento (UE) No 488/2014. Este proyecto de investigación desarrolló un modelo predictivo para determinar la concentración de cadmio en cacao basado en las técnicas LIBS (Espectroscopía de plasma inducida por láser), y F-AAS (Absorción atómica en llama) combinados con la regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS-R). Se aprovecha la relativa facilidad para generar los datos espectrales de LIBS, la exactitud de F-AAS como técnica analítica y los métodos quimiométricos para generar un método de referencia. El modelo de calibración se desarrolló con 46 muestras de cacao, cuyas concentraciones se encuentran en el rango de 0 a 1 ppm; el modelo produjo valores de SECV superiores al SEC por lo que se considera un modelo adecuadamente ajustado, además, obtuvo un valor RER de 8.98 por lo que se clasificó como un modelo de tamizaje. Adicionalmente se llevó a cabo el análisis cualitativo del cacao encontrando elementos mayoritarios como Ca, P, K, Mg, Mn y Fe. El proyecto se enmarca en el interés de Colombia de potenciar su exportación, mejorando los productos derivados del cacao, el cual presenta notables cualidades, como su fino sabor y aroma; al mismo tiempo en fortalecer la oferta que actualmente cubre el 5% de la demanda mundial.Item Síntesis y caracterización de derivados aminados de óxido de grafeno y su evaluación sobre las propiedades interfaciales en sistemas aceite-agua(Universidad Industrial de Santander, 2021) Romero Jaimes, Cindy Julieth; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, RafaelLa inundación química es una alternativa empleada en los últimos años para mejorar la producción de petróleo en yacimientos maduros, consiste en la adicción de sustancias químicas al fluido de inyección con el fin desplazar mayores cantidades de petróleo dentro de los yacimientos. En la presente investigación se sintetizó materiales de óxido de grafeno funcionalizados con moléculas como: diaminas y aminoácidos, con el objetivo de evaluar su comportamiento en interfaces agua/aceite y agua/aceite/superficie. La síntesis del Óxido de Grafeno (GO) se realizó mediante el méto realizó empleando las metodologías reportadas por Bourlinos et al, Tuan Nguyen et al y Shadpour Mallakpour et al. Los materiales obtenidos se analizaron por las técnicas FTIR, Raman, DRX, XPS y TGA, posteriormente, se evaluó el efecto de la concentración de los nanofluidos sobre la tensión interfacial, se determinó el ángulo de contacto de superficie Berea que estuvieron en contacto con los nanofluidos y se estudió la formación de emulsiones crudo/nanofluidos con y sin presencia de salmuera. Mediante las técnicas de caracterización se identificó los grupos funcionales característicos del GO y la funcionalización de los compuestos aminados al GO, en donde se encontró que presentaron interacciones covalentes e iónicas. Los resultados más prometedores de la investigación se encontraron con los nanomateriales de GOaminoácidos, los cuales redujeron la IFT entre un 58,862,5 % en referencia al agua, y entre un 4550% con respecto al GO, mantienen las características hidrofílicas de las superficies tipo arenisca, y sus emulsiones presentaron una estabilidad del 100 % después de 15 minutos de formadas y en ausencia salmuera. Estos nanomateriales mostraron ser prometedores para ensayos más especializados de recobro mejorado debido a su capacidad para formar emulsiones del tipo O/W, ser reductores en la tensión interfacial y su mejor estabilidad térmicaItem Síntesis y caracterización de derivados aminados de óxido de grafeno y su evaluación sobre las propiedades interfaciales en sistemas aceite-agua(Universidad Industrial de Santander, 2021) Romero Jaimes, Cindy Julieth; Cabanzo Hernández, Rafael; Mejía Ospino, Enrique; Martínez Ortega, Fernando; Doerr, Markus Hans OliverLa inundación química es una alternativa empleada en los últimos años para mejorar la producción de petróleo en yacimientos maduros, consiste en la adicción de sustancias químicas al fluido de inyección con el fin desplazar mayores cantidades de petróleo dentro de los yacimientos. En la presente investigación se sintetizó materiales de óxido de grafeno funcionalizados con moléculas como: di-aminas y aminoácidos, con el objetivo de evaluar su comportamiento en interfaces agua/aceite y agua/aceite/superficie. La síntesis del Óxido de Grafeno (GO) se realizó mediante el método de Hummer’s modificado, la funcionalización de las aminas al GO se realizó empleando las metodologías reportadas por Bourlinos et al, Tuan Nguyen et al y Shadpour Mallakpour et al. Los materiales obtenidos se analizaron por las técnicas FTIR, Raman, DRX, XPS y TGA, posteriormente, se evaluó el efecto de la concentración de los nanofluidos sobre la tensión interfacial, se determinó el ángulo de contacto de superficie Berea que estuvieron en contacto con los nanofluidos y se estudió la formación de emulsiones crudo/nanofluidos con y sin presencia de salmuera. Mediante las técnicas de caracterización se identificó los grupos funcionales característicos del GO y la funcionalización de los compuestos aminados al GO, en donde se encontró que presentaron interacciones covalentes e iónicas. Los resultados más prometedores de la investigación se encontraron con los nanomateriales de GO-aminoácidos, los cuales redujeron la IFT entre un 58,8-62,5 % en referencia al agua, y entre un 45-50% con respecto al GO, mantienen las características hidrofílicas de las superficies tipo arenisca, y sus emulsiones presentaron una estabilidad del 100 % después de 15 minutos de formadas y en ausencia salmuera. Estos nanomateriales mostraron ser prometedores para ensayos más especializados de recobro mejorado debido a su capacidad para formar emulsiones del tipo O/W, ser reductores en la tensión interfacial y su mejor estabilidad térmica. *Item Síntesis y caracterización de derivados de óxido de grafeno orientados a la desestabilización de emulsiones de agua en aceite elaboradas a partir de crudos colombianos(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-12) Cañas Jaimes, David Leonardo; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Hernández Pico, Yenny Rocío; Pereira Hernández, Xavier Isidro; Ospina Ospina, Rogelio; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Combariza Montañez, Marianny YajairaSe realizó una revisión exhaustiva de la literatura especializada relevante en los temas relativos a los sistemas emulsionados, los fenómenos coloidales del sector de extracción del petróleo y la química del óxido de grafeno. Sobre ese conocimiento se diseñó la síntesis y experimentación del trabajo de investigación. Se obtuvo óxido de grafeno mediante la modificación de Tour del método de Hummers y se caracterizó mediante diferentes técnicas instrumentales y por medición dinámica de la tensión interfacial. Se modificó el óxido de grafeno mediante reacciones, poco contaminantes, de adición de aminas. Se confirmó la adición por distintas técnicas espectroscópicas y se confirmó el incremento de la carga de carbono. Se evaluó el cambio en la afinidad de los materiales frente a solvente orgánico. De los 31 materiales sintetizados, 6 fueron dispersables en tolueno y demostraron comportarse como surfactantes en experimentos de medición dinámica de la tensión interfacial. Se extrajeron los componentes con actividad interfacial de tres muestras de crudo de campos colombianos. Se obtuvo la fracción asfalténica y el material hidrofílico, se caracterizó estructuralmente a las fracciones y se evaluó su actividad interfacial. Se prepararon y caracterizaron emulsiones de distinto tipo y se evaluó el efecto del óxido de grafeno y sus derivados sobre su estabilidad. Se comprobó que dichos materiales adsorben hidrocarburos, por lo que permiten la desestabilización en emulsiones en las que la fase continua es agua, pero que se saturan rápidamente en emulsiones en las que la concentración de hidrocarburos en la fase continua es elevada.Item Síntesis y caracterización de óxido de grafeno funcionalizado para la remediación de aguas de producción de la industria petrolera(Universidad Industrial de Santander, 2021) Contreras Ortiz, Silvia Nathalia; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Chaur Valencia, Manuel Noé; Durán Moreno, Alfonso; Niño Gómez, Martha Eugenia; Pinzón Joya, Julio Roberto; Blanco Tirado, CristianLas nano-hojuelas de óxido de grafeno (graphene oxide, GO) han sido probadas experimentalmente como un rompedor eficiente, rápido y universal de emulsiones de crudo en agua. La funcionalización de óxido de grafeno por adición de alquil-aminas es bien conocida por incrementar la afinidad del GO frente a solventes orgánicos. En este trabajo, se presenta una variedad de materiales derivados del GO de naturaleza anfipática propuestos como una alternativa para acelerar la desestabilización de emulsiones de crudo en agua. Se hace una descripción detallada del procedimiento de síntesis, siguiendo el método de Hummers modificado por Marcano, y se complementa con la correspondiente caracterización de los materiales mediante las técnicas analíticas de: espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, difracción de rayos X (XRD), dispersión de rayos X en ángulo pequeño (SAXS) y evaluación de hidrofilicidad por medición de ángulo de contacto. El efecto como rompedor de emulsiones de crudo en agua del material sintetizado fue probado en emulsiones preparadas en condiciones de laboratorio con crudo colombiano en diferente relación de fase con agua y, adicionalmente, con emulsiones estables provenientes de la operación petrolera de campos colombianos. La evaluación como demulsificante muestra que el óxido de grafeno modificado con aminas puede separar las emulsiones de crudo en agua en un corto intervalo de tiempo. Esta evaluación fue desarrollada usando la prueba de botellas y cuantificado por espectroscopia UV-Vis para medir la concentración final de crudo en la emulsión después del tratamiento con el óxido de grafeno funcionalizado.Item Síntesis y caracterización de óxido de grafeno funcionalizado para la remediación de aguas de producción de la industria petrolera(Universidad Industrial de Santander, 2021) Contreras Ortiz, Silvia Nathalia; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, RafaelLas nanohojuelas de óxido de grafeno (graphene oxide, GO) han sido probadas experimentalmente como un rompedor eficiente, rápido y universal de emulsiones de crudo en agua. La funcionalización de óxido de grafeno por adición de alquilaminas es bien conocida por incrementar la afinidad del GO frente a solventes orgánicos. En este trabajo, se presenta una variedad de materiales derivados del GO de naturaleza anfipática propuestos como una alternativa para acelerar la desestabilización de emulsiones de crudo en agua. Se hace una descripción detallada del procedimiento de síntesis, siguiendo el método de Hummers modificado por Marcano, y se complementa con la correspondiente caracterización de los materiales mediante las técnicas analíticas de: espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, difracción de rayos X (XRD), dispersión de rayos X en ángulo pequeño (SAXS) y evaluación de hidrofilicidad por medición de ángulo de contacto. El efecto como rompedor de emulsiones de crudo en agua del material sintetizado fue probado en emulsiones preparadas en condiciones de laboratorio con crudo colombiano en diferente relación de fase con agua y, adicionalmente, con emulsiones estables provenientes de la operación petrolera de campos colombianos. La evaluación como demulsificante muestra que el óxido de grafeno modificado con aminas puede separar las emulsiones de crudo en agua en un corto intervalo de tiempo. Esta evaluación fue desarrollada usando la prueba de botellas y cuantificado por espectroscopia UVVis para medir la concentración final de crudo en la emulsión después del tratamiento con el óxido de grafeno funcionalizado.