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Materiales con un amplio ancho de banda como el SiC, TiO2 y AlN son de creciente interés. Esto se debe a que permiten la transmisión de luz en el espectro visible permitiendo aplicaciones opto-electrónicas. Existe un particular interés en el estudio del SiC y TiO2 para aplicaciones foto-catalíticas. Estos materiales exhiben una alta resistencia a la corrosión en medios catalíticos en contraste con los semiconductores usuales como GaAs y Si. Actualmente es posible obtener SiC amorfo hidrogenado mediante RF sputtering en una atmosfera rica en hidrógeno, o por PECVD usando una mezcla de SiH4 y CH4. El carburo de silicio amorfo hidrogenado (a-SiC:H) puede ser usado como foto-electrodo en dispositivos foto electro-químicos para la producción de hidrógeno por electrólisis del agua utilizando luz solar. El presente proyecto tiene el objetivo de producir películas delgadas de a-SiC:H mediante RF sputtering y estudiar el proceso de fotocorrosión de dichas películas en medios acuosos frente a su uso como fotoelectrodo para la producción de hidrógeno por electrólisis del agua. Las técnicas electroquímicas a emplear involucran curvas de corriente potencial, espectroscopía de impedancia electroquímica así como la microbalanza electroquímica de cristal de cuarzo. Adicionalmente los cambios en la morfología de la superficie, estructura y propiedades ópticas de dichos materiales serán caracterizados a través de diversas técnicas AFM, Raman y espectroscopía de transmisión UV-VIS.
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The present proposal aims to fund the research activities of the group and the laboratory for the next two years, i.e. fund materials, conferences and research stages. These activities are align to the research of rare earth doped widebandgap semiconductors for up and down conversion layers, the study of metalorganic triple cation perovskites and passivation layers for photovoltaic applications, as well as the production and characterization of transparent conductive oxides doped with rare earths and transition metal ions for down shift layers. With exception of the perovskites, the materials are growth by sputtering and characterized by means of FTIR, Raman, PL and CL spectroscopy, Van Der Pauw, capacitance-voltage, XRD and Variable Angle Spectral Ellipsometry (VASE). The materials under study are SiC and AlN doped with Tb and Yb, for up/down conversion layers. AlN for surface passivation of Si wafers as well as Liquid Phased Crystalized Si (LPC-Si) for thin film solar cells. ITO and AZO doped with Tb and Tm, for multifunctional light emitting materials and downshift layers, and doped with Cr for acetone sensing, and perovskites. In particular, the production and part of the characterization of the perovskites and LPC-Si are perform in collaboration with the Helmholz Zentrum Berlin (HZB), Germany, in the framework of a memorandum of understanding. The rest of materials are fully produced and characterized in our laboratories. The main objectives of the project are to study: The thermal activation of rare doped materials and excitation mechanism after thermal annealing treatments. The effect of annealing treatments and doping with rare earths and transition metal ions on the electrical conductivity and optical transparency of ITO and AZO. The passivation capabilities of AlN and other dielectric thin films in order to improve the efficiency of Si based solar cells.
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La propuesta de este proyecto busca contribuir con las MIPYMES del sector creando estrategias de servicios para aprovechar las oportunidades mencionadas. Tomando como base las metodologías de mejora de procesos como Lean Manufacturing, Six Sigma, Just in Time - JIT, Kaizen, entre otras, se diseñarán estrategias adecuadas y simplificadas. La selección e implementación de las diferentes metodologías dependerá de la magnitud y situación de la empresa a intervenir. En innovación y desarrollo se implementará una metodología de diseño y se brindará el soporte tecnológico para desarrollar nuevos productos. Para el control de calidad de producto se realizarán ensayos que califiquen a los mismos. Estos mecanismos y métodos permitirán que las empresas logren explotar mejor sus recursos, mejorar sus procesos, mejorar la calidad de su producto, mejorar la eficiencia de su producción y alcanzar un mayor nivel de productividad, con el objetivo de que la industria nacional del plástico pueda encaminarse hacia mayor competitividad y responsabilidad con el medio ambiente.
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El presente proyecto propone la investigación de las propiedades mecánicas de piezas fabricadas por impresión 3D orientado al diseño de prótesis de miembro superior que comprende 3 etapas: caracterización de materiales sometidos a modelado por deposición fundida (impresión 3D-MDF), obtención de valores correspondientes a propiedades mecánicas para su incorporación en software de simulación numérica y diseño de prótesis de mano funcional en base al análisis por elementos finitos. La propuesta surge porque, actualmente, la impresión 3D en ingeniería y diseño industrial se enfoca principalmente en el prototipado rápido para pruebas de concepto y respecto a productos finales se emplea solo para artículos artísticos o de baja funcionalidad, mas no en estructuras con resistencia mecánica verificada. Esto se debe a la falta de estudios de las propiedades mecánicas de las piezas fabricadas por medio del modelado por deposición fundida (MDF). Se sabe que las propiedades finales de las piezas fabricadas por este método dependen del material de partida utilizado y de parámetros de impresión tales como la orientación de la pieza, el espesor de las capas del plástico superpuesto durante la fabricación, espacio entre capas, etc. Por ello, el estudio tomará en cuenta tres tipos de materiales de partida con variaciones en sus respectivos configuraciones de impresión. Se obtendrán los parámetros necesarios para el análisis por elementos finitos a partir del comportamiento mecánico de piezas de impresión 3D-MDF. Con este desarrollo se procederá al diseño de una prótesis de miembro superior transradial (sobre le nivel de la muñeca) bajo las exigencias funcionales requeridas para su futura integración con un sistema de control embebido. El conocimiento generado puede ser de gran utilidad para quienes realicen diseño y fabricación con impresoras 3D, ya que contarán con una referencia para verificar a priori la resistencia mecánica de sus diseños
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Se presenta una innovación de un producto de alta demanda en el mercado que aprovecha un vacío en la oferta de "puntas" para equipos de movimiento de tierras. La actual oferta del mercado ofrece "puntas" de materiales estandarizados para todo uso, que proporcionan propiedades de dureza y tenacidad promediadas para todo uso, mientras que la propuesta de innovación presenta una oferta de producto "puntas" para tres condiciones tipificadas de trabajo que van desde altos requerimiento al desgaste (suelos arenosos) a alta resistencia al impacto (suelo rocoso), manteniendo el producto estándar como una tercera alternativa. El desarrollo de la innovación involucra desarrollos de procesos de tratamientos térmicos como normalizados, revenidos, austenizados y templados para lograr las propiedades adecuadas de dureza y tenacidad en el acero para cada condición tipificada de trabajo. El producto contará con una ficha técnica con un perfil de características debidamente certificado.
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El proyecto ofrece el fortalecimiento de la interacción de la universidad peruana con el sector productivo y sector salud a través del: (1) Desarrollo y caracterización de materiales avanzados y estructura artificial (materiales nanoestructurados: aleaciones nanoestructuradas, nano-compositos, películas delgadas, nano-revestimientos) con aplicaciones tecnológicas en diversos sectores del sector productivo (industrias metalúrgicas, mineras, metal-mecánicas, agroindustrial) así como en aplicaciones biomédicas en terapias orientadas a la oncología, administración de fármacos, recubrimientos en implantes dentales y ortopédicos, espintrónica, entre otros. (2) Desarrollo de productos patentables: nuevos nano-materiales. (3) Desarrollo de servicios de caracterización de materiales de alto valor tecnológico agregado como difracción de rayos X, microscopía electrónica, espectroscopia Mössbauer, medidas de magnetización, medidas de transporte electrónico y magneto-transporte. (4) Formación de recursos humanos altamente calificados para el sector productivo en CTI en materiales. (5) Capacitación de técnicos y especialistas en el área de nuevos materiales para la transferencia de conocimientos y tecnologías al sector productivo.
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Actualmente no se producen, importan o comercializan productos con aleaciones de cobre antimicrobiano en el mercado peruano. En el caso de la produccion, de existir, esta se da a una escala muy pequeña y no masificada. Nuestro objetivo general es llevar adelante la investigacion y desarrollo de estas aleaciones de cobre con miras a un escalamiento comercial y productivo. Los materiales resultantes con propiedades antimicrobianas reemplazaran a los accesorios actualmente en uso tanto de acero inoxidable como de aluminio los cuales no poseen dichas propiedades. Nuestro objetivo particular es crear una nueva aleación de cobre que se caracterice no solo por sus propiedades antimicrobianas sino también porque estéticamente sera similar o mejor que el acero inoxidable.
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La tuberculosis (TB) es una infección bacteriana que afecta a millones de personas. Las limitaciones de los métodos actuales de diagnóstico en sensibilidad, especificidad, tiempo de respuesta y costo; así como el resurgimiento de la enfermedad y la aparición de cepas multi-drogo resistentes (MDR), hacen necesario desarrollar nuevos métodos de detección. El presente proyecto plantea desarrollar nanoestructuras en base a grafeno y secuencias de ADN para generar un dispositivo para la detección de TB. Para ello, se ha formado un equipo interdisciplinario de investigadores del Departamento de Ingeniería de la PUCP y del Instituto de Medicina Tropical de la UPCH. La propuesta contempla el desarrollo de nanoestructuras de grafeno funcionalizado con fragmentos de ADN complementarios al ADN de la TB. Estas nanoestructuras deberán ser capaces de producir una señal electrónica medible como resultado de la hibridación entre fragmentos de ADN, constituyendo un método molecular de detección de TB. El trabajo a realizar incluye la preparación de los sustratos de grafeno, la determinación de las secuencias de ADN óptimas, la concepción, fabricación y caracterización de las nanoestructuras, la integración en un dispositivo funcional, y la evaluación de desempeño del dispositivo resultante. Los resultados permitirán contar con nanoestructuras con capacidad para detectar TB de manera selectiva y confiable, con una sensibilidad adecuada, de fácil uso y de fabricación económica.
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