Innovative polymer nanoparticles for energy storage and anti-counterfeiting applications
- Autores: Amparo Fernández Benito
- Directores de la Tesis: Javier Carretero Gonzalez (dir. tes.), Miguel Ángel López Manchado (codir. tes.), M. Hoyos (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2023
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Isabel Iriepa Canalda (presid.), Maria Teresa Corrales Viscasillas (secret.), Paula Navalpotro Molina (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química por la Universidad de Alcalá
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
- español
La nanociencia y la nanotecnología representan uno de los campos más interesantes de la ciencia moderna, con un carácter altamente multi- e interdisciplinar, ya que combina diferentes disciplinas como la química, la biología, la física y la ingeniería, aprovechando sus principios y procesos. Los nanomateriales han estado presentes en la naturaleza y en la vida desde tiempos ancestrales. Sin embargo, no es hasta la revolución industrial cuando se desarrollan nuevas herramientas tecnológicas que propiciarán en el futuro un gran interés por el estudio de los nanomateriales. Una de las grandes características de los nanomateriales es que presentan propiedades diferentes al disminuir su tamaño a nivel nanométrico ya que poseen una mayor área superficial.
Las nanopartículas poliméricas (PNPs) han recibido recientemente mucho interés y tienen un papel clave en diversas áreas como fotónica, electrónica, sensores, medicina, control de la contaminación y tecnología ambiental. La transformación del polímero disponible a granel en un material polimérico de tamaño nanométrico ha proporcionado la aparición de propiedades nuevas e interesantes sin cambiar la composición del polímero.
Con el fin de desarrollar nuevos dispositivos de alta tecnología para diversas aplicaciones, los investigadores necesitan controlar mejor la estructura y la función de las nanopartículas poliméricas comprendiendo el papel del tamaño, la forma y la composición. La interfaz de investigación en la que las nanopartículas poliméricas se encuentran con la química analítica, la biomedicina, la construcción, la electroquímica y otros campos ofrece ricas oportunidades para revelar nuevas propiedades químicas, médicas y biológicas de los nanomateriales y descubrir muchas funciones y aplicaciones nuevas de estos materiales.
Las nanopartículas poliméricas, por tanto, representan una plataforma para poder desarrollar nuevas aplicaciones, estudiando nuevas rutas sintéticas para obtener las propiedades óptimas para cada aplicación deseada.
En la tesis, se describen los avances recientes en la síntesis de nuevas nanopartículas poliméricas con propiedades avanzadas mediante diferentes estrategias. Las estrategias sintéticas incluyen la síntesis química y física para la producción controlada de nanopartículas poliméricas con morfologías bien definidas.
En concreto, se desarrollaron diferentes tipos de nanopartículas con altas prestaciones en aplicaciones en almacenamiento de energía y en el campo de la antifalsificación.
Los beneficios tecnológicos que se han desarrollado en la tesis doctoral residen en el diseño de los nuevos nanomateriales con potenciales aplicaciones que además pueden aportar valor a tecnologías y productos ya existentes, como además dar soluciones a problemas medioambientales y sociales actuales. Estas nuevas rutas sintéticas y pruebas de concepto creadas en la presente tesis doctoral generan nuevo conocimiento que da valor tanto a nivel académico como industrial.
- English
Nanoscience and nanotechnology represent one of the most interesting fields in modern science, with a highly interdisciplinary character, as it is developed by mixing different disciplines such as chemistry, biology, physics and engineering, taking advantage of their principles and processes. Nanomaterials have always been present in nature. It was not until the industrial revolution, when new technological tools were developed, that allowed the future study of nanomaterials. One of the main characteristics of nanomaterials is that they have different properties as they decrease in size at the nanometric level because they have a larger surface area. The composition, particle size, shape, surface coatings and bond strength of the particles change, providing interesting new properties.
Polymeric nanoparticles (PNPs) have recently received much interest due to their unique properties because of their nanometer size. Without changing the polymer composition, new properties can be conferred by simply converting bulk polymers to nanoscale polymers.
In order to develop new high-tech devices for various applications, researchers want to have better control over the structure and function of polymer nanoparticles by understanding the role of size, shape and composition. The research of the interface where polymer nanoparticles meet analytical chemistry, biomedicine, construction, electrochemistry and other fields offers rich opportunities to reveal new chemical, medical and biological properties of nanomaterials and to discover many new functions and applications of these materials.
Polymeric nanoparticles, therefore, represent an alternative to develop new applications by simply studying new synthetic routes to obtain the optimal properties for each desired application.
In the Thesis, recent advances in the synthesis of new polymeric nanoparticles with advanced properties using different strategies are described. The synthetic strategies include chemical and physical synthesis for the controlled production of polymeric nanoparticles with well-defined morphologies.
Specifically, different types of nanoparticles with high performance in applications in energy storage and in the field of anti-counterfeiting were developed. The technological benefits that have been developed in the Ph.D. Thesis lie in the design of new nanomaterials with potential applications that can also add value to existing technologies and products, as well as provide solutions to current environmental and social problems. These new synthetic routes and proofs of concept created in this Ph.D. Thesis generate new knowledge that provides value at both academic and industrial levels.
- español
