https://hdl.handle.net/2238/10556 2026-06-13T22:14:40Z https://hdl.handle.net/2238/14031 Síntesis de nanobarras de TiO2 por método hidrotermal para aplicación como fotoánodo en una celda biofotovoltaica Zelada-Ramírez, José Daniel Actualmente se desarrollan celdas solares biosensibilizadas, en las que una proteína fotosintética como la bacteriorhodopsina depositada sobre un semiconductor absorbe energía solar y por un sistema electroquímico de fotogeneración de excitones la convierte en electricidad. Esta tecnología está limitada por una baja cobertura de la proteína sobre el TiO2, al haber poros muy pequeños en las nanoestructuras para la macromolécula de 27 kDa. En este proyecto se realizó la síntesis hidrotermal de nanobarras de TiO2 con el objetivo principal de lograr una capa nanoestructurada con espaciamiento entre barras mayor a 15 nm que permita la penetración de las proteínas y obtener un área de contacto mayor entre la proteína y el TiO2. Para esto se ajustaron los parámetros de síntesis de la concentración de Butóxido de titanio IV y ácido clorhídrico, la temperatura de síntesis y el tiempo de reacción. Se analizaron las propiedades del TiO2 sintetizado en periodos de crecimiento de 2, 4 y 6 horas, dando resultados de dimensiones de diámetro, entre 272.047±29.184 a 379.424±71.967 nm, y longitud, 4.292±0.0950 a 11.470±0.2985 nm. Para la caracterización de las nanobarras se realizaron pruebas de XRD, Fluorescencia, UV-Visible, imágenes SEM y evaluación de desempeño de las celdas solares en condiciones de luz y oscuridad. Las nanobarras presentaron una alta cristalinidad y algunos defectos superficiales. La longitud de onda absorbida por el TiO2 fue menor a los 380 nm permitiendo un porcentaje de transmisión entre el 30 % y 40 % a 550 nm. Los anchos de banda prohibido obtenidos para la capa de nanobarras fue de 3.11 - 3.14 eV. La celda solar de mejor desempeño obtuvo valores de Voltaje de circuito abierto (VOC) del 776 mV, Densidad de corriente (JSC) de 170 uA/cm2, Porcentaje de Eficiencia de Conversión de Potencia (%PCE) de 0.06 % y Factor de llenado (%FF) del 41.9 %.; In this project the synthesis of TiO2 nanorods by the hydrothermal method was performed to obtain a layer of nanostructures with a separation of 10 nm in which the protein bacteriorhodopsin can penetrate in between this nanorods and use in a more efficient way the available surface area. This may allow an increase in the generation of excitons or pairs of free excited electrons and ‘’empty’’ spaces left behind in the valence band of the bacteriorhodopsin. To obtain the desired morphology changes were applied to the synthesis parameters of the hydrothermal method of the concentrations of Titanium Butoxide IV and chlorohydric acid, the synthesis temperature, and the reaction time. For this last one more adjustment was realized by applying growing periods of 2, 4 and 6 hours. The nanorods obtain with the variation of these parameters presented differences in their diameter, 272.047±29.184 a 379.424±71.967 nm, and length, 4.292±0.0950 a 11.470±0.2985 nm, increasing proportionally with the reaction time. For the characterization of the nanorods XRD, Fluorescence and UV-Visible tests were performed with the obtention of SEM images and a performance test of solar cells in conditions of light and darkness. Additionally, the nanorods presented high crystallinity, few superficial. The TiO2 was able to absorb wavelengths of 380 nm allowing a transmission percentage between 30 % and 40 % at wavelengths of 550 nm. The bandgap obtained for de nanorods was of 3.11 eV and 3.14 eV. The solar cell with the best performance presented an Open circuit voltage (VOC) of -0.776 V, a Current density (JSC) of 0.172 mA/cm2 , a %PCE of 0.056% and a Fill factor (%FF) of 41.86 %. Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2022 2022-06-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/10313 Caracterización de capas delgadas de tungsteno obtenidas mediante High power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) James-Petretti, Stephen High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) is a novel thin film processing method to achieve include higher density, better substrate adhesion, and smoother surfaces compared to conventional DC sputtering (DCms). The Max-Planck Institute for Plasma Physics is seeking to enable a HiPIMS device to maintain its leading position in scientific research in advanced coatings. In this work, the first results of W coatings on Si and W obtained with a new HiPIMS power source, P = 200 W, tpulse = 10 μs and f = 2000 Hz, were evaluated. Physical properties such as microstructure, density, roughness, and impurity content were compared with films obtained via DCms under the similar processing conditions. It was found that the HiPIMS method achieves a ~10% increase in density, and eliminates the β-W phase in W over Si films, compared to films obtained with the conventional DCms method. The addition of a bias voltage Vb = -120 V decreased the root mean square (RMS) of the roughness in W films over W substrate obtained by both DCms and HiPIMS Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería de Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2019. 2019-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/10047 Verificación del programa de puntos de inspección (PPI) ejecutado para la estructura metálica del nuevo puente sobre el río Virilla en la ruta nacional N° 147 Quirós-Leiva, Juan Pablo In CONAVI, an Inspection Points Program’s verification is carried out on the metal structure that makes up the new bridge located on the Virilla River on National Route No. 147. CONAVI does not have advice on the processes of manufacture of metal structures, so it is important to confirm that the procedures performed by the contractor obey with the requirements of AWS D1.5 code and the work’s contract. This involves analyzing destructive and non-destructive tests in order to verify the quality of the supply steel and the welded joints of the structure, respectively. The test reports analyzed meet the quality standards of the mentioned code. The bridge material meets the desired strength, hardness and elongation requirements; while, the structure’s welds do not have major defects that may negatively affect the working conditions of the bridge. Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería de los Materiales con énfasis en Procesos Industriales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencias e Ingeniería de los Materiales, 2018. 2018-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/9358 Caracterización electroquímica y microscópica del sistema Poli (3,4-etilendioxitiofeno)-Nanopartículas de Oro para la aplicación en la fabricación de biosensores Alvarado-Hidalgo, Alex Fernando This research is performed to evaluate the electrochemical behavior of a Poly (3,4-Ethilenedioxythiophene)-Gold Nanoparticles modified Gold electrode (PEDOT-NPAu). The evaluation was performed by using Cyclic Voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements, as well as Transmission Electron Microscopy for the microscopic analysis of the modified electrode surface. It was measured a lower impedance magnitude for the modified electrode than the only-gold electrode in the whole evaluated frequency range (1 Hz – 1 MHz); besides, by using Cyclic Voltammetry it was confirmed that the modified electrode has an increased sensibility in comparison with the only-gold electrode. Finally, the applicability of the chemical modification with PEDOT-NPAu in pesticide detection is shown by using an enzymatic reaction between Acetylcholinesterase and Acetylthiocholine with and without a pesticide who acts as an enzymatic inhibitor, it was measured a falling of 5 μA in the current associated with the reaction.; Esta investigación es realizada en función de evaluar el comportamiento electroquímico de electrodos de oro modificados con Poli (3,4-etilendioxitiofeno)-Nanopartículas de Oro (PEDOT-NPAu). El estudio y evaluación de la electroquímica de los electrodos modificados se realizó mediante ensayos de Voltametría Cíclica y Espectroscopía Electroquímica de Impedancia; sumado a esto, Microscopía Electrónica de Transmisión fue utilizada como método de análisis microscópico para la superficie modificada del electrodo. La magnitud de la impedancia medida para el electrodo modificado fue menor que la mostrada por el electrodo de oro en todo el rango de análisis (1 Hz - 1 MHz); además, la sensibilidad del electrodo modificado demuestra ser mayor que la de oro, al mostrar rangos de corriente más altos en los análisis de Voltametría Cíclica. Finalmente se demuestra la aplicabilidad de los electrodos modificados a la detección electroquímica de pesticidas en medios acuosos, esto mediante la medición de la actividad enzimática entre la Acetilcolinesterasa y Acetiltiocolina en presencia de un pesticida que se caracteriza por inhibir o retrasar la reacción enzimática, midiendo diferencias de hasta 5 μA en la corriente asociada a la reacción. Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería de Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2017 2017-01-01T00:00:00Z