Fundamentos y Aplicaciones de la Química

Centro Atómico Constituyentes


Se estudia teórica y experimentalmente diferentes fenómenos fisicoquímicos que son relevantes al área de la tecnología nuclear; el alcance de la mayoría de los sistemas y fenómenos investigados excede, sin embargo, el ámbito nuclear. El objetivo de estos estudios es identificar los mecanismos químicos y físicos involucrados y las diferentes variables que los controlan, para desarrollar procesos de aplicación práctica y dar respuesta a los requerimientos de la industria.

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Actividades que se realizan

  • Termodinámica de fluidos sub- y supercríticos

    • Se estudian las propiedades fisicoquímicas de sodio en todo el ámbito fluido y se desarrolla la ecuación de estado. Se realizan estudios experimentales de soluciones de fluidos sub y supercríticos.
    • Se explora la aplicación de fluidos supercríticos a procesos de extracción y secado. Se estudia por métodos computacionales el efecto de solutos en la interfaz líquido-vapor de agua.
  • Estudio de propiedades fotofísicas de líquidos iónicos

    • Se sintetizan nuevos líquidos iónicos fluorescentes para su aplicación en radioluminiscencia y tecnología nuclear. Se investiga la utilización de líquidos iónicos fluorescentes para la detección y cuantificación de partículas cargadas y neutrones.
    • Se desarrollan técnicas analíticas y modelos avanzados para la medición de fluorescencia en entornos de elevada absorbancia y concentración, con el objetivo de caracterizar los materiales sintetizados y estudiar fenómenos de transferencia de energía
  • Reactividad molecular bajo plasma inductivo

    • Estudio de reacciones químicas en condiciones de plasma.
    • Desarrollo de procesos para el acondicionamiento de gases provenientes del tratamiento térmico de residuos de matriz orgánica mediante plasma de baja temperatura. Desarrollo de reactores de plasma para el tratamiento de efluentes gaseosos provenientes del tratamiento y acondicionamiento de residuos radiactivos.
  • Diseño y síntesis de materiales funcionales

    • Desarrollo de métodos de producción de materiales mesoporosos mediante la combinación del método sol-gel con el autoensamblado de surfactantes: óxidos (SiO2, TiO2, ZrO2, óxidos mixtos), fosfatos, calcogenuros y estructuras híbridas orgánico–inorgánicas.
    • Síntesis de materiales nanoparticulados basados en óxidos inorgánicos y metales nobles. Control de tamaño y forma. Síntesis de estructuras de tipo núcleo-cáscara. Síntesis de cáscaras mesoporosas  poro  3-5 nm)
    • Síntesis de películas delgadas mesoporosas de SiO2, TiO2, ZrO2 mediante tratamientos térmicos controlados. Integración en estructuras de multicapas interconectadas
    • Diseño y síntesis de funciones químicas localizadas dentro de los poros: funciones orgánicas, polímeros, entidades biológicas, nanopartículas metálicas y semiconductoras. El diseño de estos materiales multifuncionales se obtienen a partir de reacciones química (complejación, polimerización, reducción) o fotoquímicas (reducción) que suceden en la superficie del sistema poroso.
    • Estudio de fenómenos de transporte de iones y moléculas a través del sistema poroso; la estructura y dinámica del solvente confinado dentro de los poros; el equilibrio químico (partición y adsorción) en mesocavidades y la reactividad química (disolución vs estabilidad y modificación de velocidades de reacción inducida por la presencia de poros).
    • Desarrollo de plataformas integradas para la detección óptica de analitos modelo usando resonancias de plasmones en matrices ordenadas de óxidos inorgánicas.
    • Desarrollo y síntesis de sondas nanoparticuladas luminiscentes activas en el infrarrojo cercano.
  • Quimisorción en interfaces sólido/solución

    • Se estudia, desde el punto de vista termodinámico y cinético, las interacciones entre solutos de diferente naturaleza y sólidos dispersos en agua.
    • Se investiga la influencia de la naturaleza de los grupos funcionales anclados a las superficies y de la composición del medio.
    • Se estudian los mecanismos de diferentes reacciones químicas que suceden a la adsorción.
  • Estudio de la relación estructura-reactividad de óxidos

    • Se estudian los mecanismos de disolución de óxidos en agua y como éstos son afectados por su estructura y composición, y por la composición de las soluciones.
    • Se estudia la estabilidad de óxidos con superficies funcionalizadas en diferentes medios acuosos.
  • Desarrollo de matrices para la inmovilización de residuos de radiactivos

    • Se investiga la capacidad de fosfatos cerámicos y los óxidos para inmovilizar elementos radiotóxicos presentes en corrientes líquidas.
    • Se explora la capacidad de películas delgadas de óxidos de circonio y silicio para retener productos de fisión, y su potencial uso como blancos para reprocesamiento y transmutación.

Equipamiento

  • Medidor de ángulo de contacto
  • Dynamic light scattering
  • Elipoporosímetro
  • Nanoidentador
  • Preparación de films
  • Spray dryer
  • Difractómetro de Rayos X
  • Analizador Termogravimétrico (TGA)