Física (plan 2002) 2024-2

Octavo Semestre, Laboratorio de Física Contemporánea I

A los alumnos asignados a este grupo, los esperamos el primer día de clases a las 11:00 hrs. en el aula que se encuentra en la puerta 204 del edificio de Física (Laboratorio de Física Contemporánea I).

Por la salud de todos, en el curso, se acatarán las medidas de salubridad que fije la Comisión Local de Seguridad de la Facultad.

Los requisitos para inscribirse al curso son: haber aprobado TODOS los laboratorios previos; así como la materia “Introducción a la Física Cuántica”. Contar con una cuenta de correo@ciencias.unam.mx, vigente, así como con la credencial de la Facultad para poder solicitar material, equipo y manuales.

Se abrirá un Class Room, o alguna otra plataforma similar, a la cual accederán con su correo@ciencias.unam.mx. Subiremos la información del curso y los acuerdos tomados el primer día; los alumnos deberán subir los trabajos y tareas asignados, en las fechas que se indiquen.

Los experimentos del curso serán de 3 tipos: de los sugeridos en el programa de la materia, los rotativos y un proyecto que ustedes propongan y que se pueda realizar en nuestras instalaciones.

El primer día de clases, la profesora titular del curso y el ayudante haremos la presentación del curso; los profesores de la modalidad “rotativa” harán una presentación de su propuesta experimental.

Los lineamientos generales son:

• Los alumnos formarán equipos de 2 integrantes;
• Realizarán 4 o 5 experimentos durante el semestre. Se elegirán de una lista de actividades experimentales sugeridas y de los experimentos rotativos; el tiempo para cada ronda de experimentos será de 6 sesiones de clase. La última sesión se emplea para las presentaciones de todos los equipos frente al grupo;
• Todos los experimentos tienen el mismo peso en la calificación global;
• Experimentos “rotativos”:

• cada equipo deberá al menos, realizar un experimento rotativo,
• los experimentos de la modalidad rotativa serán evaluados por el profesor responsable de la actividad experimental,
• los profesores encargados de los experimentos rotativos de este curso son los doctores Adolfo Cordero, Édgar Álvarez y Claudio Narciso Ramírez.

• Experimentos en el salón de clase:

• Una vez asignado el experimento, ambos integrantes del equipo deberán exponer a la profesora titular y/o el ayudante, la teoría asociada, el fenómeno físico que se desea medir, el diagrama de conexiones, el funcionamiento del equipo que se empleará, qué y cómo van a medir, cómo harán el procesamiento de datos. Esta exposición se evalúa de manera individual.

• Los experimentos realizados bajo la guía de la profesora titular y el ayudante se evaluarán con exposición del experimento (inciso anterior), reportes (individuales), bitácora (individual), tareas (por equipo), trabajo en clase (individual) y presentaciones por equipo). Los porcentajes para la evaluación serán definidos el primer día de clases;

• Sobre el proyecto, se pondrá una fecha para la presentación de su propuesta. El experimento es para que se desarrolle en el salón de clase.

Funcionalización de Nanotubos de Carbono

Dr. Edgar Alvarez Zauco, Taller de Ciencia de Materiales

Los nanotubos de carbono son estructuras cilíndricas semejantes una lámina de grafito enrollada sobre sí misma, cuyo diámetro es de algunos nanómetros y corresponden a una forma alotrópica del carbono. En este experimento, se utilizaron nanotubos de carbono con diámetro entre 10 y 20 nm y largo de 20 a 30 mm. La funcionalización consiste en una modificación de las propiedades de la adsorción de átomos o moléculas en las paredes exteriores de los nanotubos de carbono. Ésta, tiene como objetivo incrementar la afinidad de los nanotubos y mejorar su actividad química con otras moléculas, además de tener cambios en sus propiedades físicas como la solubilidad y la dispersión. Funcionalizar nanotubos tiene aplicaciones en diversas áreas dependiendo de cómo sean funcionalizados, por ejemplo, existen aplicaciones biológicas como moléculas antibacterianas, además de utilizarse como biosensores y como transportadores de fármacos; así mismo, existen aplicaciones para super-condensadores, super-condensadores electroquímicos, entre otros.

Existen varios tipos de funcionalización, en este caso se implementará la funcionalización en fase de gas, que es una reacción libre de solventes y reactivos. En este trabajo, se usarán moléculas macrocíclicas: Tetrafenilporfirina (TPP). Un macrociclo es una molécula orgánica con una estructura cíclica grande, generalmente contiene al menos 15 átomos. Las moléculas macrocíclicas incluyen a los anulenos (hidrocarburos simples conjugados), calixarenos (derivados de la condensación de un fenol con un aldehído), los ciclopéptidos y ciclodepsipéptidos, porfirinas (a partir de la reacción de un pirrol con un aldehído y sus derivados ftalocianinas principalmente derivados de ácido ftálico de nitrógeno), entre otros.

2. Objetivos

• Funcionalizar los nanotubos de carbono utilizando el proceso de fase de gas con la molécula TPP.
• Comprobar que se haya llevado a cabo la funcionalización realizando pruebas de solubilidad.
• Estudiar las propiedades ópticas de los materiales obtenidos mediante espectroscopia UV-Vis
• Estudiar las propiedades térmicas de los materiales obtenidos mediante análisis de termogravimetría.

Referencias

[1] Functionalization of carbon Nanotubes, J. In-Yup, D. W. Chang, N. A. Kumar1 y J. Baek INTECH Material Science, DOI: 10.5772/18396.

[2] Self Assemblies of meso Tetraphenylporphine Ligand on Surfaces of Highly Oriented Pyrolytic Graphite and Single Walled Carbon Nanotubes:Insights from Scanning Tunneling Microscopy and Molecular Modeling. M. Bassiouk, E. Alvarez- Zauco y V.A. Basiu, Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 11, 5457-5468, 2011