Estudiantes y profesores de la Escuela de Ciencia e Ingeniería en Materiales y la Escuela de Física publican artículo científico en revista de alto impacto “International Journal of Plasticity”
La estudiante Jacqueline Hidalgo-Jiménez (primera autora) y el Dr. Jorge Cubero Sesin, con la participación de los estudiantes Fernando Dittel Meza y Juan Carlos Rodríguez Rufino, de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, así como del Dr. Dionisio Gutiérrez Fallas, de la Escuela de Física participaron por parte del Tecnológico de Costa Rica del equipo de trabajo a cargo de la publicación.
Jacqueline realizó su práctica profesional de Bachillerato en Ingeniería en Materiales en dos centros de investigación de la Universidad de Kyushu: el IRC-GSAM (International Research Center on Giant Straining for Advanced Materials) y en el I2CNER (International Institute for Carbon-Neutral Energy Research), Japón. Allí trabajó con la Dra. Qing Wang, Dr. Kaveh Edalati y el Prof. Zenji Horita, así como otros investigadores de la Universidad de Kyushu. También participaron investigadores del Instituto Tecnológico de Nagoya.
La revista “International Journal of Plasticity” tiene un factor de impacto de 5.8 para el 2018 según Journal Citation Reports 2019, de Web of Science. La cita completa de la publicación es:
Jacqueline Hidalgo-Jimenez, Qing Wang, Kaveh Edalati, Jorge M. Cubero-Sesín, Hadi Razavi-Khosroshahi, Yoshifumi Ikoma, Dionisio Gutiérrez-Fallas, Fernando A. Dittel-Meza, Juan Carlos Rodríguez-Rufino, Masayoshi Fuji, Zenji Horita. “Phase transformations, vacancy formation and variations of optical and photocatalytic properties in TiO2-ZnO composites by high-pressure torsion”. Vol. 124 (2020) pp. 170-185 https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2019.08.010
La publicación completa se puede descargar de ScienceDirect utilizando el acceso de las bases de datos suscritas del Tecnológico de Costa Rica.
Detalles de la publicación
En este artículo, óxidos de titanio (TiO2) y zinc (ZnO), dos semiconductores con propiedades ópticas prometedoras para aplicaciones solares y fotocatalíticas, fueron procesados por torsión de alta presión (HPT, por sus siglas en inglés) buscando mejorar aún más sus propiedades ópticas. En esta oportunidad la aplicación de deformación plástica es la componente innovadora ya que tradicionalmente se han utilizado métodos químicos principalmente para mejorar las propiedades ópticas de estos óxidos. La formación de fases de alta presión nanoestructuradas y alta densidad de vacantes de oxígeno en estos óxidos, sumado a grandes cantidades de interfases, conducen a la resonancia del espín de los electrones, el estrechamiento de la banda óptica, la disminución de la fotoluminiscencia de banda a banda y, por lo tanto, la mejora de la generación de hidrógeno fotocatalítico. Finalmente, se descubrió que la actividad fotocatalítica se vuelve pobre al procesar en deformaciones ultra-severa debido a la reducción significativa de la cristalinidad del compuesto. Estos resultados son sumamente prometedores para el desarrollo de materiales fotocatalizadores que permitan la generación eficiente de energía solar, a partir de la producción directa de hidrógeno a partir de agua en luz visible.
Financiamiento y apoyo de la institución
La publicación es resultado del proyecto VIE 1490018: “Desarrollo de óxidos e intermetálicos por deformación plástica severa para producción y almacenamiento de hidrógeno como posible fuente energética” el cual concluyó en 2019 y se desarrolló principalmente en el Centro de Investigación y Extensión en Materiales (CIEMTEC), con el apoyo del Laboratorio de Espectroscopia Molecular e Imágenes Digitales (LEMID) de la Escuela de Física. Con el apoyo de la Vicerrectoria de Investigación y Extensión se instauró un nuevo laboratorio de Transformación de Materiales en el CIEMTEC y actualmente se está desarrollando un equipo de torsión de alta presión (HPT) de alta capacidad para producir este tipo de materiales en el TEC. La Vicerrectoría de Vida Estudiantil y Servicios Académicos (VIESA) apoyó a la estudiante con parte de los gastos para realizar la pasantía mediante el fondo destinado a este propósito.