Investigación

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Procedimiento de obtención de material cerámico de aporte para técnicas de proyección térmica.

El material de aporte para técnicas de proyección térmica debe cumplir diferentes requisitos morfológicos y de tamaño para evitar el atasco de los sistemas de inyección y debe tener la homogeneidad adecuada para que los recubrimientos obtenidos no presenten heterogeneidades que puedan comprometer su función. La presente invención consiste en un procedimiento para la obtención de material de aporte para las técnicas de proyección térmica a partir de suspensiones cerámicas estables que se atomizan utilizando un equipo compacto sobre un medio frio y posteriormente se secan mediante un proceso de liofilización. Los gránulos obtenidos presentan una morfología esférica, son homogéneos en su composición y de porosidad controlada. Estos gránulos pueden ser mono componentes o pueden estar formados por la mezcla homogénea de diferentes composiciones. El rendimiento en la obtención de gránulos con un tamaño dentro del rango adecuado para la proyección térmica de entre 5 y 150 μm es de hasta el 90%. Los gránulos cerámicos porosos producidos con este método tienen las características adecuadas para para ser empleados como material de aporte en las diferentes técnicas de recubrimiento por proyección térmica, como son la proyección por llama (FS), proyección por plasma atmosférico (APS), o la proyección por llama de alta velocidad (HVOF) para la obtención de recubrimientos con diferentes aplicaciones industriales donde mejoran las propiedades y aumentan la vida en uso de los substratos que recubren.

Inventores: Eugenio S. García Granados, Joana Queiroz Mesquita-Guimaraes, Pilar Miranzo López y Mª Isabel Osendi Miranda

Material cerámico denso y homogeneo de nanotubos

La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un material cerámico compuesto cuya matriz es nitruro de silicio, al que se le ha incorporado hasta un 10% en volumen de nanotubos de carbono (CNTs) y, en particular, a la dispersión de estos nanotubos de carbono en el seno de la matriz y su posterior densificación para obtener materiales compuestos densos y homogéneos. Uno de los principales problemas a la hora de fabricar materiales compuestos homogéneos CNTs/cerámica es la dispersión de los CNTs dentro de la matriz. Una deficiente dispersión de los nanotubos dará lugar a la formación de aglomerados de CNTs y defectos en el material compuesto, causando una disminución de las propiedades del material. El método propuesto se basa en la dispersión de cada uno de los componentes individualmente, así como de sus mezclas, empleando en cada paso el proceso de dispersión más favorable. La ventaja de éste es que evita el uso de agentes dispersantes orgánicos y la posterior etapa de calcinación, lo cual reduce los costes de fabricación y limita la introducción de impurezas en el material. Por otra parte, para conseguir materiales densos y evitar la degradación de los nanotubos de carbono durante el proceso de sinterización del material compuesto a elevadas temperaturas, se ha empleado la técnica de sinterización mediante descarga eléctrica diseñando un ciclo térmico donde las temperaturas de sinterización varían entre 1550ºC y 1650ºC, y la velocidad de calentamiento decrece gradualmente en función de la temperatura desde los 133ºC·min-1 hasta los 25ºC·min-1. Los componentes de CNTs/nitruro de silicio pueden ser utilizados en aplicaciones tecnológicas bajo condiciones exigentes donde sean necesarios un buen comportamiento termomecánico y tribológico, por ejemplo, válvulas de motores diesel, componentes resistentes al choque térmico, cojinetes o herramientas de corte.

Inventores: Manuel Belmonte Cabanillas, Pilar Miranzo López y Mª Isabel Osendi Miranda

Material cerámico de nitruro de silicio con función gradiente continua in situ, procedimiento de elaboración, propiedades y sus aplicaciones

La presente invención se refiere a un material cerámico de nitruro de silicio que presenta un gradiente continuo en sus características microestructurales y en sus propiedades, desde un extremo al otro del componente cerámico. Se describe un método para la fabricación in situ de dichos materiales cerámicos con función gradiente a partir de una única composición homogénea de polvos cerámicos, compuesta por los polvos de partida de nitruro de silicio y sus aditivos de sinterización, creando un perfil de temperatura dentro del polvo cerámico compactado durante el proceso de sinterización utilizando la técnica de sinterización mediante descarga eléctrica (SPS). Esas variaciones de temperatura se consiguen modificando las secciones de contacto entre los pistones y el molde colocados en el equipo de SPS, dando lugar a diferentes intensidades de corriente efectiva y, por tanto, de temperatura. La principal ventaja de este procedimiento es la fabricación in situ, esto es, en un sólo paso, del material gradiente, lo cual simplifica enormemente su transferencia a procesos de producción a gran escala. Además, el desarrollo de un gradiente continuo y no en capas reduciría la nucleación de tensiones en el interior del componente mejorando su fiabilidad bajo condiciones de operación. Estos materiales de nitruro de silicio con función gradiente pueden ser utilizados en aplicaciones tecnológicas donde se requiera simultáneamente un buen comportamiento termomecánico y tribológico, por ejemplo, herramientas de corte, válvulas, rodamientos y cojinetes. También pueden ser empleados como substratos donde exista un gradiente de porosidad y crecer nanotubos de carbono en su interior. Este dispositivo se puede utilizar como catalizador o membrana.

Inventores: Manuel Belmonte Cabanillas, Jesús González Julián, Pilar Miranzo López y Mª Isabel Osendi Miranda

Dry dispersion of nanoparticles

One of the main problems on working with nanoparticles is their trend to form strong, difficult to break agglomerates. Different techniques of de-agglomeration based on the use of surfactant molecules covering the particles or on liquid medium dispersions have been followed to avoid these agglomerations. Nevertheless, in these cases a change of the nanoparticles can take place due to the interaction between them and the surrounding medium. Groups of the ICV-CSIC and IMM-CSIC collaborate to develop and patent dry, low energy dispersion methods that permit to control the final agglomeration state of nanoparticles. The process involves the use of electrostatic and van der Wall forces to effectively disperse nanoparticles. The dry process takes advantage of the natural trend of nanoparticles to agglomerate in order to anchoring and supporting on different substrates. Thus the dispersion of a certain amount of nanoparticles is produced in a variety of material from inorganic salts, synthetic or mineral ceramic powders, organic powders, semiconductor powders. The dispersion on substrates is also possible and <50 nm coating of disperse nanoparticles was demonstrated. The low energy process allows preserving the morphology and nature of the particles that serve as support even in polymer type materials. A wider variety of nanoparticles are validating to be used and disperse by this patented technology. Effective dispersion is afforded for spherical, fibrous or laminar nanoparticles with the requirement that almost one of its dimensions must be <100 nm. The anchoring of dispersed nanoparticles allows their used in composites and nanocomposites in which the matrix material is used to support the particles. The process promotes the friendly and environmental industrial use of nanoparticles. Moreover, this technique has open new applications and properties, as the appearance of new proximity magnetic properties or the enhanced catalytic properties of nanoparticles dispersions.

Inventores: José F. Fernández, Israel Lorite, Fernando Rubio-Marcos, Juan Jose Romero, Miguel Angel García, Adrián Quesada, María Soledad Martín-González, Jose Luis Costa-Kramer.

Polvo compuesto nanoestructurado fosfato de calcio-plata. Procedimiento de obtención y sus aplicaciones.

La presente invención lo constituye un polvo compuesto nanoestructurado fosfato de calcio-plata útil como antibactericida y/o fungicida, con una eficacia similar a la de productos comerciales y con una baja toxicidad. El segundo objeto de la presente invención lo constituye el procedimiento de obtención de dichos polvos compuestos nanoestructurados fosfato de calcio-plata, consistente en la preparación de fosfato de calcio nanométrico a partir de un procesamiento sol-gel y, a continuación, la deposición de nanopartículas de plata en su superficie. Este polvo nanoestructurado puede ser utilizado en la elaboración de una composición bactericida y/o fungicida útil como desinfectante universal para aplicaciones, por ejemplo, en implantes quirúrgicos, instalaciones de uso público alimentación, dental, pinturas, prendas de vestir y embalajes.

Inventores: Díaz Muñoz, Marcos; Barba Martín-Sonseca, María Flora; Torrecillas San Millán, Ramón; Miranda Fernández, Miriam; Moya Corral, José Serafín; Esteban Tejeda, Leticia; Fernández Valdés, Adolfo; Malpartida Romero, Francisco y López-Esteban, Sonia

Electrodo para registro de señales bioeléctricas y su procedimiento de fabricación.

La Invención patentada presenta un dispositivo multielectrodo de tamaño pequeño, para el registro de las señales bioeléctricas en pacientes. Cada electrodo está formado por una cápsula de metal mecanizado rellena de un material composite orgánico-inorgánico preparado a partir de una matriz polimérica (pieza elástica porosa de látex), y un recubrimiento conductor (dispersión coloidal inorgánica), que actúa como captador de señales y que establece contacto con la cabeza del paciente. Esta tecnología está enfocada al mercado de biosensores y a empresas que puedan fabricar el electrodo a partir del prototipo existente.

Inventores: Antonio Oliviero; Guglielmo Foffani; Vanesa Soto Leó; Eva Chinarro; José Ramón Jurado; Domingo Guinea; Berta Moreno; Eugenio Villanueva; Adolfo del Campo

Polvo compuesto nanoestructurado fosfato de calcio-plata
Procedimiento de obtención y sus aplicaciones bactericidas y fungicidas.

Descripción de la invención: Un objeto de la invención lo constituye un polvo nanocompuesto o nanoestructurado, constituido por un fosfato cálcico, preferentemente con tamaño de partícula < 150 nm y que tiene adherida en su superficie nanopartículas de Ag, preferentemente < 50 nm. Este nanocompuesto pertenece, a título ilustrativo y sin que limite el alcance de la invención, al siguiente grupo: hidroxiapatita (HA), α-fosfato tricálcico (α-TCP),β-fosfato tricálcico (β-TCP) y/o mezclas de ellos, preferentemente HA. Otro objeto de la invención lo constituye un procedimiento de obtención del polvo nanocompuesto, que comprende las siguientes etapas:

  • Preparación del fosfato cálcico nanométrico a partir de una ruta de procesamiento sol-gel.
  • Deposición de nanopartículas de plata en la superficie del fosfato cálcico.
  • Otro objeto de la invención lo constituye el uso del polvo nanocompuesto en la elaboración de una composición bactericida y/o fungicida útil como desinfectante universal para aplicaciones pertenecientes, a título ilustrativo y sin que limite el alcance de la presente invención, al siguiente grupo: implantes quirúrgicos, instalaciones de uso público -sanitarias y hospitalarias, transporte, etc.-, alimentación, dental, pinturas, prendas de vestir y embalajes -alimentos, farmacéuticos, dispositivos médicos. Imágenes obtenidas por microscopía electrónica de transmisión (TEM) mostrando A) las nanopartículas y morfología del fosfato cálcico, hidroxiapatita (HA), sinterizado B) las partículas de plata distribuidas sobre el HA C) detalle magnificado de una nanopartícula de plata, negra, adherida.

Inventores: Díaz Muñoz, Marcos; Barba Martín-Sonseca, María Flora; Torrecillas San Millán, Ramón; Miranda Fernández, Miriam; Moya Corral, José Serafín; Esteban Tejeda, Leticia; Fernández Valdés, Adolfo; Malpartida Romero, Francisco y López-Esteban, Sonia.

Trabajos relacionados:

  • Synthesis and Antimicrobial Activity of a Silver- Hydroxyapatite Nanocomposite
  • Marcos Díaz, Flora Barba, Miriam Miranda, Francisco Guitián, Ramón Torrecillas and José S. Moya
  • Hindawi Publishing Corporation
  • Journal of Nanomaterials Volume 2009, Article ID 498505, 6 pages
  • doi:10.1155/2009/498505
Catalizadores jerárquicamente organizados mediante nanodispersión por via seca

Investigadores del Instituto de Catálisis Petroquímica (ICP) y del Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV) ambos del CSIC desarrollan una nueva patente para la obtención de CATALIZADORES JERÁRQUICAMENTE ORGANIZADOS MEDIANTE NANODISPERSIÓN POR VÍA SECA. La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de catalizadores mediante nanodispersion y anclaje de nanopartículas o “clusters” nanoparticulados de tamaño inferior a 100 nm sobre soportes submicrónicos o micrométricos empleando un proceso de dispersión en vía seca de baja energía. Los catalizadores preparados a temperatura ambiente están caracterizados por presentar nuevas intercaras soporte-nanopartícula capaces de generar nuevas superficies reactivas que favorecen una alta actividad y selectividad catalítica. El tratamiento térmico de estos sistemas catalíticos provoca la formación de especies cristalinas estables generando interfases catalíticamente inactivas al disminuir el número de sitios activos libres.

Inventores: FERNÁNDEZ LOZANO, José Francisco; RUBIO MARCOS, Fernando; CALVINO CASILDA, Vanesa y BAÑARES GONZÁLEZ, Miguel Ángel.

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