Maestría en Química
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Item Determinación de propiedades superficiales y mecánicas del silicato de calcio hidratado (C-S-H) por dinámica molecular(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-13) Beltrán Larrotta, José Ignacio; Mejía Ospino, Enrique; Muñoz Rugeles, Leonardo; Doerr, Markus; Blanco Tirado, CristianLa complejidad estructural a nivel molecular del gel de silicato de calcio hidratado (C-S-H), productos de hidratación dominante dentro de los productos que constituye la pasta de cemento, no ha permitido su completa comprensión. La urgente necesidad de evaluar el efecto entre la composición química y las propiedades mecánicas permanece esencialmente inexplorada, debido a la existencia de limitantes experimentales para la caracterización estructural completa, lo que presentó un desafío en la comunidad científica, conllevando a la integración de tratamientos experimental-teórico, para obtener un mayor acercamiento y comprensión a la estructura. Por lo tanto, el propósito de este trabajo es evaluar el efecto de modelos bajo diferentes relaciones Calcio-Silicio (C/S) 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 y 2.0 y relaciones Agua Silicio (W/S) de 1.3, 1.5, 1.7, 1.9 y 2.1, incorporando para su construcción la metodología del recocido simulado en conjunto con dinámica molecular, donde se empleó para ello el campo de fuerza CLAYFF. Ahora bien, los resultados obtenidos permitieron establecer la influencia entre propiedades mecánicas con la variabilidad de la composición química y morfológica evaluada en cada modelo, donde un incremento en las relaciones (C/S) genera un aumento en la porosidad del material lo que conlleva a una notable reducción en las propiedades mecánicas del gel. Finalmente, se evaluó el efecto de la incorporación de diferentes cantidades de óxido de hierro (III) sobre las propiedades mecánicas y superficiales de la estructura, obteniendo un aumento en la porosidad del 17% al 34%, lo que genera reducción en el módulo de Bulk, módulo de Shear y de Young de 17% a 48%, 12% a 34% y 13% a 37% respectivamente. Así mismo se presenta un notorio aumento en los valores de los coeficientes de difusividad luego de la incorporación de hidróxido de hierro (III) cercano a las láminas complejas.Item Estudio teórico del efecto de la incorporación de óxido de grafeno sobre el cemento(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-16) López Meza, Andrés Camilo; Mejía Ospino, Enrique; Muñoz Rugeles, Leonardo; Santos Santos, Nicolás; Doerr, Markus; Blanco Tirado, CristianEl hidrato de silicato de calcio (C-S-H) es el producto de hidratación más importante en el material cementante. Debido a su complejidad, la investigación sobre sus propiedades mecánicas está todavía en curso. De igual manera, la construcción de los modelos de gel C-S-H ha sido un problema de gran interés ya que no se cuenta con una estructura definida. Por lo tanto, en esta investigación se presenta la validación de distintos modelos de gel C-S-H con relaciones calcio-silicio (C/S) de 1.1, 1.3, 1.5, 1.7 y 1.9, y relaciones agua-silicio (W/S) de 1.3, 1.5, 1.7, 1.9 y 2.1, usando metodologías de recocido simulado en combinación con dinámica molecular, utilizando los campos de fuerza ClayFF y CSHFF. Se presentan, los resultados del cálculo de las propiedades mecánicas, porosidad, área superficial y área superficial específica, encontrando que el aumento de cada una de estas relaciones ocasiona una diminución de los módulos de Bulk, Shear y Young, y un aumento en la relación de Poisson, mientras que el aumento de estas relaciones ocasiona el incremento en el porcentaje de porosidad. Finalmente, se evaluó el efecto de la inclusión de láminas de óxido de grafeno con distintas relaciones carbono-oxígeno, determinando que para el módulo de Bulk, Shear y Young el incremento del grado de oxidación ocasiona un aumento que varía entre 4.9%-27.1%, 13.7%-36.7% y 7.2%-34.2% respectivamente. En el caso de la relación de Poisson el aumento de la relación C/O del óxido de grafeno ocasiona una disminución de este, variando entre el 3.8% y el 17.5%.Item Evaluación mediante dinámica molecular de la mojabilidad de sistemas salmuera – hidrocarburo – carbonato de calcio(Universidad Industrial de Santander, 2024-01-31) Arboleda Lamus, Jorge Anderson; Mejía Ospino, Enrique; Muñoz Rugeles, Leonardo; Doerr, Markus; Pérez Torres, Jhon FredyLa inyección de aguas de salinidad ajustada es una tecnología que permite modificar la mojabilidad de los yacimientos de petróleo y gas de forma barata y respetuosa con el medio ambiente en comparación con otros métodos tradicionales. En este trabajo, se estudió mediante dinámica molecular el efecto individual de algunas sales típicas sobre la afinidad de la superficie (104) de la calcita hacia modelos de crudo no polares y polares en función de la concentración de sal, del tipo de sal, y del pH. Los resultados obtenidos muestran que la doble capa eléctrica desempeña un papel importante en el desprendimiento de los modelos de petróleo crudo. Las sales de iones divalentes, es decir, CaCl2, CaSO4, MgCl2 y MgSO4, no forman la doble capa eléctrica sobre la calcita, pero sí lo hacen las sales de NaCl y Na2SO4. Por otra parte, la afinidad superficial de la calcita al petróleo crudo no polar no se ve afectada por la salinidad. Sin embargo, la afinidad de la superficie de calcita con el crudo polar se ve afectada por las condiciones de salinidad y pH de las aguas de salinidad ajustada. Esta investigación proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos de acción que podrían ayudar a optimizar sus usos en la Recuperación Mejorada de Petróleo.Item Puntos cuánticos inmovilizados en nanocelulosa como sensores químicos para la detección de cadmio(Universidad Industrial de Santander, 2023-02-23) Amaya García, Daniel Alfonso; Blanco Tirado, Cristian; Cerón Cifuentes, Jhonny Mauricio; Mejía Ospino, Enrique; Doerr, MarkusLa producción de cacao es una actividad económica de gran importancia para la economía santandereana, prueba de esto es que Santander es el departamento con mayor producción. Sin embargo, los suelos santandereanos encaminados al cultivo de cacao tienen altas concentraciones de cadmio. Por lo anterior, la búsqueda de nuevos materiales sensores que permitan realizar mediciones de cadmio en campo y de forma sencilla es práctica, es vital para mantener la competitividad de los productos derivados del cacao en mercados extranjeros. El presente trabajó se enfoco en la obtención de bionanosensores a partir de la inmovilización de TG-CdSe QDs en nanofibras celulosa oxidadas con TEMPO, esto siguiendo una metodología de formación in-situ y una de dispersión mecánica. Los bionanocompositos obtenidos fueron caracterizados y se evaluó su potencial como posibles sensores químicos de cadmio.