Curso: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE POLÍMEROS Y MACROMOLÉCULAS
Objetivos del curso
Los principales objetivos del curso son: (a) comprender los fundamentos fisicoquímicos de los materiales poliméricos, (b) desarrollar el entendimiento de las relaciones que existen entre las propiedades físicas y químicas de los polímeros y comprender las relaciones estructura-propiedad, (c) adquirir conocimiento sobre los métodos de experimentales utilizados para caracterizar materiales poliméricos, (d) adquirir entrenamiento experimental relacionado a la síntesis y caracterización de polímeros, (e) capacitar a los estudiantes para desempeñarse profesionalmente en industrias que manufacturan, procesan, desarrollan y utilizan materiales poliméricos.
Contenido
Química Macromolecular Sintética
Estructura de los polímeros. Clasificación de reacciones de polimerización. Preparación y caracterización de materiales poliméricos. Fundamentos y nociones de polimerización por crecimiento en etapas, polimerización radicalaria, polimerización de apertura de anillo, polimerización mediante catálisis de metales de transición, polimerización en suspensión y en emulsión, polimerización por transferencia de grupo, polimerización por metátesis, polimerización radicalaria por transferencia atómica.
Fisicoquímica de Polímeros
Características principales de las cadenas poliméricas. Termodinámica estadística, configuración y conformación de cadenas poliméricas aisladas. Termodinámicas y mecánica estadística de soluciones de polímeros. Elasticidad de macromoléculas y elasticidad de materiales elastoméricos.
El estado vítreo y la transición vítrea de los materiales poliméricos. Viscoelasticidad y reología de polímeros. Polímeros semicristalinos y cristalización de polímeros.
Caracterización de polímeros
Caracterización de polímeros mediante diferentes técnicas experimentales: resonancia magnética nuclear, viscosidad intrínseca, calorimetría diferencial de barrido, cromatografía de exclusión por geles, MALDI.
Morfología de polímeros
Métodos de caracterización estructural y morfológica de polímeros. Técnicas de dispersión de rayos X y microscopías.
Materiales Poliméricos
Polímeros cristalinos líquidos, mezclas poliméricas, copolímeros en bloque, biopolímeros, plásticos.
Resultados específicos que se esperan del curso
Al finalizar el curso el estudiante estará capacitado para:
- Determinar los parámetros requeridos para modelar una cadena macromolecular y explicar cómo estos parámetros varían con la masa molar, la temperatura y la naturaleza química de las unidades monoméricas.
- Describir fenomenológicamente la transición vítrea de los polímeros y los fenómenos de relajación asociados con esta transición.
- Describir la morfología de un polímero semicristalino en diferentes longitudes de escala.
- Comprender como la morfología controla las propiedades y enumerar los parámetros que controlan la temperatura de fusión de un polímero.
- Definir y explicar diferentes conceptos relacionados con la estructura molecular de los polímeros (topología, unidades repetitivas, estructuras configuracionales, pesos moleculares promedio y dispersidad).
- Describir y explicar los mecanismos de los principales métodos de síntesis de polímeros.
- Describir la estructura de los principales tipos de copolímeros (en bloque, aleatorios, alternados, adicionados).
- Seleccionar y describir un método de polimerización apropiado para un dado monómero de manera de obtener un polímero con propiedades moleculares específicas.
- Describir diferentes procesos de polimerización (polimerización masiva, polimerización en solución, polimerización en suspensión, polimerización en emulsión y polimerización interfacial) y conocer las ventajas y desventajas de cada método.
- Aplicar técnicas experimentales tales como espectroscopia Raman, calorimetría diferencial de barrido y reología a la caracterización de polímeros.
Evaluación
El curso se evaluará a través de exámenes escritos a la mitad y al final del curso. Los examines estarán constituidos por preguntas y ejercicios relacionados a los principales conceptos del curso.
La evaluación del curso también involucra un examen oral que será pautado al inicio del curso. El nivel de capacitación en las tareas experimentales será evaluado a través del desempeño del estudiante en el laboratorio y mediante la calidad de la presentación de los informes de laboratorio.
Método de enseñanza
El curso involucra clases teóricas dictadas por el docente a cargo, trabajos experimentales de laboratorio, y seminarios de ejercicios realizados por los estudiantes. Se utilizarán también clases prácticas para exponer a los estudiantes a técnicas relevantes que permitan complementar el contenido de las clases teóricas.
Bibliografía
– “Polymer Chemistry: The Basic Concepts”, P.C. Hiemenz.
– “Polymer Physics”, M. Rubinstein, R.H. Colby.
– “Physical Chemistry of Macromolecules”, S.F. Sun.
Otra información
Este curso requiere conocimientos previos de fisicoquímica y química orgánica.
Prof. Dr. Omar Azzaroni
Curso: ESPECTROSCOPÍAS Y MICROSCOPÍAS AVANZADAS (Técnicas fisicoquímicas para la caracterización de materiales)
Objetivos del curso
El conocimiento de las técnicas e instrumentos necesarios para la caracterización de materiales representa un aspecto de suma relevancia para la formación profesional de un químico. Por este motivo es importante que los estudiantes reciban capacitación sobre el tipo de técnicas que se encuentran disponibles para caracterizar materiales y comprendan el tipo de información que puede obtenerse de cada técnica.
Este curso se centra en el uso de técnicas fisicoquímicas para analizar y caracterizar materiales en sus aspectos morfológicos, físicos y químicos. Uno de los objetivos primordiales del curso es la interpretación y análisis de los resultados, como así también la planificación y ejecución de tareas de caracterización. Otro de los objetivos esenciales es que los estudiantes logren familiarizarse con técnicas, instrumentos y enfoques experimentales que les permitan resolver problemas prácticos de diferente complejidad.
Contenido
- Dispersión dinámica de luz (DLS)
- Espectroscopia de resonancia de plasmones superficiales (SPR)
- Espectroscopia infrarroja (FTIR)
- Espectroscopia Raman
- Dispersión de Rayos X a bajo y alto ángulo (SAXS and WAXS)
- Reflectometría de rayos X (XRR)
- Dispersión de rayos X a bajo y alto ángulo en configuración rasante (GISAXS)
- Análisis termogravimétrico (TGA)
- Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
- Microbalanza de cristal de cuarzo (QCM)
- Reología
- Análisis de Fisisorción
- Espectroscopia de fluorescencia
- Elipsometría espectroscópica
- Microscopía electrónica de barrido (SEM)
- Microscopía electrónica de transmisión (TEM)
Resultados específicos que se esperan del curso
Al finalizar el curso el estudiante estará capacitado para:
- Describir las técnicas analíticas incluyendo los principios y fundamentos de dichas técnicas.
- Leer e interpretar correctamente los resultados obtenidos a través de diferentes técnicas.
- Proveer un análisis crítico de la información experimental.
- Evaluar la incertidumbre en las observaciones y la calidad de los resultados obtenidos.
- Evaluar los métodos de caracterización necesarios para abordar una problemática definida.
- Planear un enfoque experimental para solucionar un problema particular, incluyendo la elección de las técnicas necesarias para obtener la información deseada.
- Mostrar un entendimiento y conocimiento básico de cómo operar los instrumentos y equipos utilizados en el curso.
Evaluación
El curso se evaluará a través de exámenes escritos a la mitad y al final del curso. Los exámenes estarán constituidos por preguntas y ejercicios relacionados a los principales conceptos del curso.
La evaluación del curso también involucra un examen oral que será pautado al inicio del curso. El nivel de capacitación en las tareas experimentales será evaluado a través del desempeño del estudiante en el laboratorio y mediante la calidad de la presentación de los informes de laboratorio.
Método de enseñanza
El curso involucra clases teóricas dictadas por el docente a cargo, trabajos experimentales de laboratorio, y seminarios de ejercicios realizados por los estudiantes. Se utilizarán también clases prácticas para exponer a los estudiantes a técnicas relevantes que permitan complementar el contenido de las clases teóricas.
Otra información
Este curso requiere conocimientos previos de física (óptica, electricidad y magnetismo) y fisicoquímica.
Una de las principales misiones del Laboratorio de Materia Blanda (LMB) es educar a través de la creación de una atmósfera que estimula, afianza y alienta el desarrollo profesional de sus doctorandos.
El primer paso esencial para alcanzar ese objetivo es agudizar los procesos de pensamiento y razonamiento, desarrollar las habilidades prácticas y experimentales y fomentar la creatividad de nuestros estudiantes.
El Laboratorio de Materia Blanda ofrece un entorno único para la realizar el doctorado en el área de materia blanda puesto que es lo suficientemente grande como para albergar una gran variedad de facilidades experimentales, pero a la vez es lo suficientemente pequeño como para brindar una atención individualizada a sus estudiantes.
Con esta visión los miembros de nuestro laboratorio han combinado sus conocimientos y experiencia para dar lugar a un programa de formación doctoral integral en donde los estudiantes pueden elegir sus proyectos de doctorado dentro de una amplia variedad de áreas de investigación.
El programa de formación doctoral del Laboratorio de Materia Blanda (LMB) está dedicado a satisfacer las necesidades educativas de sus estudiantes de posgrado, a brindar oportunidades de aprendizaje en el área de materia blanda, a ayudar a la industria local en el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías basadas en la materia blanda, a producir profesionales capaces de abordar problemas técnicos complejos, y mejorar la capacidad de innovación de nuestro país.
Con esta finalidad, nuestro laboratorio está fuertemente comprometido con la formación de recursos humanos con un alto nivel de conocimientos técnicos, capacidad para pensar críticamente y resolver problemas, capacidad de comunicación, rigor intelectual y flexibilidad.
Las principales características de nuestro programa de formación de doctorado incluyen:
- Proyectos de investigación que abarcan la química, la biología, la física y la ciencia de materiales.
- Fuerte interacción con la industria (formación en investigación a través de proyectos de doctorado orientados a la industria).
- Una amplitud considerable de conocimientos científicos y técnicos.
- Equipamiento e infraestructura instrumental de última generación.
- Formación profesional complementaria (comunicación oral y escrita, gestión del tiempo, resolución de problemas, toma de decisiones y trabajo en equipo, entre otros).
- Una visita a un laboratorio extranjero para fomentar experiencias internacionales durante el período del doctorado
La idea central de nuestro programa de doctorado es educar mediante la participación activa de los doctorandos. Los estudiantes desarrollan sus investigaciones bajo la dirección y supervisión de un miembro de Laboratorio de Materia Blanda. Los estudiantes reciben su capacitación a través de cursos formales, tutoriales, seminarios, lectura independiente orientada por un tutor e interacción cotidiana con miembros del laboratorio.
La investigación en el Laboratorio de Materia Blanda se centra principalmente en el diseño racional, la síntesis, caracterización y aplicación de materiales funcionales (polímeros, coloides, nanomateriales, redes metalo-orgánicas, estructuras supramoleculares, etc).
Dentro de este marco de trabajo, el laboratorio se encuentra buscando estudiantes motivados, talentosos e interesados en nuestra área de trabajo que quieran realizar la Tesina de Licenciatura ó la Tesis Doctoral en algunas de las líneas de investigación del laboratorio. En el caso de las Tesis Doctorales, el laboratorio participa activamente en diferentes proyectos internacionales, tales como la red IRSES de la Unión Europea, el International Institute for Complex Adaptive Matter (USA) o la International Max Planck Research School for Polymer Materials (Alemania). En este contexto, los doctorandos que trabajan en el laboratorio tienen la posibilidad de realizar estadías científicas de tres meses en laboratorios extranjeros y centros de reconocida excelencia académica de diferentes lugares del mundo. Actualmente colaboramos con laboratorios extranjeros de Alemania, Austria, Brasil, Estados Unidos y España. El laboratorio ofrece a aquellos interesados desarrollar proyectos de Tesinas de Licenciatura, Tesis Doctorales o Postdoctorales en las siguientes líneas de trabajo.
“Síntesis, Autoensamblado y Caracterización de Materiales Supramacromoleculares Electroactivos para Aplicaciones en Almacenamiento de Energía”. Contacto: Dr. Waldemar Marmisollé
“Diseño Molecular, Síntesis y Caracterización de Macromoléculas Anfifílicas para Aplicaciones Industriales” Contact: Dr. Juan Martín Giussi
” Interfaces Nanoestructuradas con Dominios Funcionales Jerárquicos”. Contact: Dr. Omar Azzaroni
“Diseño, Caracterización y Aplicaciones de Nanodispositivos Biomiméticos basados en Nanoporos de Estado Sólido” Contact: Dr. Omar Azzaroni