TERESA ORELLANA Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) Freiburg, Alemania

The epitaxial wafer equivalent concept at Fraunhofer ISE promises product cost reduction by depositing 20 μm crystalline silicon thin film by CVD on a low cost silicon substrate [2].The substrate of the wafer equivalent should provide a good mechanical strength while the epitaxial layer is responsible for the electrical performance of the final solar cell (Epi-Cell).

At Fraunhofer ISE, multicrystalline silicon blocks between 20 kg and 250 kg are crystallized via directional solidification. The crystallization is done in a Vertical Gradient Freeze (VGF) furnace with graphite heaters.

Silicon is put into a fused silica crucible (SiO2), which is coated with a silicon nitride (Si3N4) liner to prevent a chemical reaction between crucible and silicon.

Multicrystalline high boron doped silicon and up-graded metallurgical silicon (UMG-Si) are crystallized for manufacturing the substrate of the epitaxial wafer equivalent, thus saving the costs for high purity silicon material. Using silicon as a substrate reduces problems arising from differences in thermal expansion coefficients and misfit of lattice parameters. The Epi-Cell can also benefit from manufacturing cost reduction if the wafer equivalent presents a sufficient mechanical strength to ensure subsequent high processing yield until the production of final solar cells.

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Para más información contactar con: Dr. José Ygnacio Pastor (+34) 913 366 684. [email protected]

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PILAR AMO OCHOA. DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÁNICA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID. ESPAÑA

El seminario, pretende introducir a los asistentes en los conceptos básicos de lo que es un polímero de coordinación y las características que deben poseer para presentar propiedades físicas de interés (ej. Eléctricas) que los hagan potencialmente útiles para la fabricación de "nanocomponentes", con el objetivo de fabricar circuitos basados en moléculas o sensores.

Partiendo de técnicas bottom-up y aprovechando la capacidad de autoensamblaje de forma espontánea que tienen los bloques de construcción (iones metálicos y ligandos) para formar sistemas más complejos como los polímeros de coordinación, grupos de investigación de la Universidad Autónoma de Madrid (F. Zamora y J. Gómez-Herrero) y de la Universidad Complutense de Madrid (R. Jiménez-Aparicio) planteamos la obtención de nuevos nanomateriales de diferentes dimensionalidades (1D y 2D) basados en este tipo de compuestos.

Presentamos además nuevas técnicas de procesado y nuevos métodos de separación y adsorción en superficie que nos permitan su manipulación y medir el transporte eléctrico en moléculas individuales.

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DAVID BASTIDAS CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES METALÚRGICAS-CSIC, ESPAÑA

La transición del estado pasivo al estado activo en los sistemas acero-hormigón está provocada por el ingreso de agentes agresivos como son los cloruros que dan lugar a corrosión localizada por picadura y los procesos de carbonatación relacionados con un descenso del pH y la consiguiente corrosión generalizada.

En este trabajo se aborda el estudio de nuevos materiales y procesos de protección que permitan incrementar la durabilidad y por tanto la vida en servicio de las estructuras de hormigón armado. Para ello se han estudiado aceros inoxidables bajos en níquel como alternativa a los aceros al carbono convencionales. También se han realizado ensayos en nuevos sistemas cementantes como las cenizas volantes. Por otro lado se ha evaluado la capacidad de anclaje e intercambio de iones cloruros, de compuestos tipo fosfatos como inhibidores de corrosión. Los ensayos se han llevado a cabo en solución simulada de poros de hormigón y en probetas de acero embebidas en hormigón.

La monitorización de los procesos de corrosión se ha realizado mediante técnicas electroquímicas de corriente continua (Potencial de Corrosión, Pulsos Potenciostáticos, Resistencia de Polarización Lineal) y corriente alterna (Espectroscopía de Impedancia Electroquímica, EIS). La utilización de la EIS nos ha permitido mediante la propuesta de circuitos eléctricos equivalentes, elucidar mecanismos de corrosión de los sistemas acero-hormigón.

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SUSANA DAVID FERNÁNDEZ y CARLOS SERRANO GRANGER CLÍNICA ODONTOLÓGICA INTEGRADA UNIVERSIDAD EUROPEA DE MADRID, ESPAÑA

PUESTA AL DÍA DE TRES MATERIALES DE USO DIARIO EN ODONTOLOGÍA: TITANIO, CIRCONA Y CEMENTOS DUALES

En la actualidad la Odontología dispone de múltiples materiales para poder ejecutar numerosos procedimientos. Entre ellos, el titanio, la zirconia, y los cementos duales, son prácticamente de uso diario en distintas especialidades tales como: prostodoncia, endodoncia, cirugía, ortodoncia, etc. No obstante, pese a ser de uso muy común, cada uno de ellos, presenta todavía inconvenientes por resolver.

Empezando por los implantes de titanio, cabe destacar que pese a que en la literatura sobre implantes ortopédicos empleados en Medicina, se registran reacciones de hipersensibilidad y depósitos de iones en órganos remotos; en Odontología, apenas se ha encontrado bibliografía al respecto. Se desconoce si se debe a que dichas complicaciones son evaluadas por otras especialidades médicas, o porque realmente no se manifiestan. Sin embargo, el índice de fracasos es considerable, dadas las peculiaridades del medio oral, técnicas quirúrgicas y diagnóstico.

En el campo odontológico, además de la funcionalidad, hay un factor tan relevante como el primero: la estética. Y ahí es donde el zirconio entra a formar parte de los tratamientos dentales . Hasta hace poco, no se había manifestado clínicamente la problemática de la zirconia, del mismo modo que sucedió en Medicina. Pero dada su demanda, se sigue realizando estudios para mejorar su comportamiento en el medio oral, con el fin de perpetuar su uso.

Por último, los cementos de resina duales, se manifiestan como la panacea. Simplifican enormemente los protocolos de cementado hasta ahora realizados, y polimerizan muy bien en ausencia de luz, sin repercutir en sus propiedades biomecánicas. Pero pese a que los estudios "in vitro" ofrecen buenos resultados a corto y medio plazo; la duda que se plantea es que, en grosores tan finos (igual o menos de 25 micras), cómo responden realmente los fotoactivadores que forman parte de estos cementos, en ausencia de luz. La metodología empleada muestra el comportamiento mecánico, pero se sigue sin saber el grado de conversión real de dichas moléculas.

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JOSE LUIS GARCIA CALVO CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN SEGURIDAD Y DURABILIDAD ESTRUCTURAL Y DE MATERIALES, CISDEM (UPM-CSIC)

El seminario, pretende introducir a los asistentes en los conceptos básicos de lo que es un polímero de La generación de residuos radiactivos de alta actividad constituye un problema de seguridad ambiental. En el caso de un almacenamiento definitivo, la opción más aceptada a nivel europeo es el almacenamiento geológico profundo (AGP). Este tipo de almacenamiento se fundamenta en el denominado principio "Multibarrera", que consiste en interponer una serie de barreras, artificiales y naturales, entre el residuo y la biosfera. Una de las barreras artificiales empleadas es la bentonita (arcilla compactada), sellada mediante una barrera de hormigón. Teniendo en cuenta que la alteración de la bentonita en contacto con el hormigón es función del pH del medio, se plantea buscar materiales cementantes que lleven a asegurar pHs por debajo de 11, donde los tiempos de alteración de esta arcilla son extremadamente lentos. Esto limita el empleo de cemento Pórtland (OPC) convencional, siendo fundamental el desarrollo de formulaciones cementiceas alternativas que garanticen estos niveles de pH.

En este contexto, se han desarrollado formulaciones de cementos basadas en OPC o en cemento de aluminato de calcio (CAC), con introducción de altos contenidos de adiciones minerales tales como cenizas volantes y humo de sílice, con objeto de obtener materiales compatibles con la arcilla o bentonita utilizada en un AGP. Esto implica la evaluación de las consecuencias que genera la introducción de estos elevados contenidos de adiciones minerales en las propiedades microestructurales y fisico-químicas de los materiales base cemento elaborados a partir de estas formulaciones de bajo pH. Del mismo modo, dado que se debe garantizar una durabilidad elevada en estos materiales, es importante tener en cuenta su respuesta a la agresión por las aguas subterráneas presentes en un AGP.

Experiencias a escala real han demostrado la posibilidad de emplear estar formulaciones de cementos mixtos de bajo pH en la fabricación de hormigones con diferentes prestaciones estructurales, siendo ejemplo de los mismos la construcción de tapones de hormigón de bajo pH a más de 250m de profundidad, llevadas a cabo en almacenamientos piloto para futuros AGP, como son el laboratorio geológico de Äspö (Suecia) y el laboratorio geológico de Grimsel (Suiza).

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CEFERINO LÓPEZ FERNÁNDEZ INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID, CSIC, ESPAÑA

Ordinary lasers comprise a pumping systems, a cavity and a gain medium. The cavity provides feed back and selects working modes and therefore set the colour of the emission. On the other hand random lasers are typically formed by a random assembly of optical scatters with optical gain added. Multiple light scattering replaces the standard optical cavity of traditional lasers and the interplay between gain and scattering determines its unique properties. Random lasers studied to date, consisted of irregularly shaped or sized polydisperse scatters, with some average scattering strength roughly constant over the gain frequency window and therfore emit at the peak of the gain curve. We consider the case where the scattering is resonant by using photonic glasses that can sustain scattering resonances [1]. These resonances manifest as variations in scattering mean free path and can thus be thought of as the loss/gain knob. The unique resonant balance in this material allows to control the laser emission via the diameter of the particles and their refractive index. The system is therefore a random laser with a priori designed lasing frequency [2].

With this material it is possible to create random lasers in which the lasing wavelength can be decoupled from the gain profile and selected at will.

Recent advances in the light loss and gain balance, new light sources and new highly scattering photonic structures will be reviewed.

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IGNACIO CALVO HERRERA CENTRO TECNOLÓGICO I+D+I, ACCIONA INFRAESTRUCTURAS, ESPAÑA

Los materiales compuestos se han venido utilizando en la industria aeronáutica desde hace 50 años, pero es desde hace unos años cuando poco a poco se están abriendo paso en otros sectores como es el de la construcción.

Los materiales compuestos surgen de la unión de fibras de vidrio, carbono...que constituyen el refuerzo y se encargan de resistir los esfuerzos; y de matrices constituidas por resinas epoxi, poliéster...cuya función es transmitir los esfuerzos entre el refuerzo.

Estos materiales presentan excelentes propiedades mecánicas que pueden ser aprovechadas para el diseño y ejecución de estructuras que vienen siendo realizadas mediante los tradicionalmente conocidos hormigón y acero.

Actualmente la construcción hoy en día reclama cada vez nuevos elementos y procesos constructivos que permitan acometer, con mayor precisión y eficacia, empresas que hasta ahora resultan complicadas, costosas y difícilmente abordables. Por este motivo, surge la necesidad de construir con nuevos materiales que aporten, además de las citadas y necesarias propiedades mecánicas, otras cualidades que permitan reducir costes no sólo de fabricación y ejecución sino también de mantenimiento a lo largo de la vida útil de las estructuras.

El abanico de aplicación de estos materiales es muy amplio, pudiéndose desarrollar desde estructuras básicas como son puentes, barras de armado, forjados o escaleras; hasta elementos singulares como son pasarelas peatonales o cajones.

Cabe destacar algunas de las características más relevantes de las aplicaciones de materiales compuestos como son la Pasarela de Cuenca, realizado mediante el método de banda tesa con cables de carbono ejecutado en 3 vanos de 72 metros; o el puente carretero sobre la M-111 que tiene record mundial de luz de 14 m. También se han llevado a cabo numerosos refuerzos de estructuras ya existentes o en ejecución como el realizado en la Central de Compostilla en Ponferrada o en el circuito Motor Land de Alcañiz.

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CARL J. BOEHLERT DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERING AND MATERIALS SCIENCE, MICHIGAN STATE UNIVERSITY, USA

Lunes 11 de Abril de 2011

In-situ scanning electron microscopy (SEM) is now being routinely performed around the world to characterize the surface deformation behavior of a wide variety of materials. The types of loading conditions include simple tension, compression, bending, and creep as well as dynamic conditions including cyclic fatigue with dwell times. These experiments can be performed at ambient and elevated temperatures and in different environments and pressures. Most modern SEMs allow for the adaptation of heating and mechanical testing assemblies to the SEM stage, which allows for tilting and rotation to optimal imaging conditions as well as energy dispersive spectroscopy X-ray capture. Perhaps some of the most useful techniques involve acquisition of electron backscatter diffraction (EBSD) Kikuchi patterns for the identification of crystallographic orientations. Such information allows for the identification of phase transformations and plastic deformation as they relate to the local and global textures and other microstructural features. Understanding the microscale deformation mechanisms is useful for modeling and simulations used to link the microscale to the mesoscale behavior. In turn, simulations require verification through in-situ microscale observations. Together simulations and in-situ experimental verification studies are setting the stage for the future of material science, which undoubtedly involves accurate prediction of local and global mechanical properties and deformation behavior given only the processed microstructural condition.

Recently our group has developed an in-situ tensile-creep testing methodology to investigate the effect of the grain boundary character distribution on the grain boundary cracking behavior. This methodology involved using an Ernest Fullam, Inc. tensile stage to maintain a sample at a constant load while heating it with a resistive heater at temperatures up to 760ºC. Deformation in the form of grain boundaries cracking was observed. EBSD patterns were acquired before, during, and after the deformation without stopping or pausing the experiment. Such experiments have revealed the susceptibility of general high-angle grain boundaries (HAB) to creep cracking and the resistance of special boundaries to cracking. Together these results provide firm evidence that the LAB and CSLB in this alloy are more resilient to cracking during creep. Using a similar testing methodology, in-situ tensile and tensile-fatigue experiments have been performed on a variety of alloys and the results will be summarized in the presentation.

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BEATRIZ LÓPEZ RUIZ FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID, ESPAÑA.

Lunes 9 de Mayo de 2011

Un biosensor es un dispositivo compuesto por dos elementos fundamentales: un receptor biológico, preparado para detectar específicamente una sustancia aprovechando la gran especificidad de las interacciones biomoleculares y un transductor o sensor, capaz de interpretar la reacción de reconocimiento biológico que produce el receptor y "traducirla" en una señal cuantificable. Los dos constituyentes del biosensor están integrados conjuntamente y es precisamente esta íntima unión de dos mundos opuestos (el "vivo" y el "inerte") la que confiere a los biosensores sus especiales características de sensibilidad y selectividad.

Como elementos biológicos receptores se pueden emplear enzimas, anticuerpos, receptores proteícos, secuencias de oligonucleótidos, fragmentos subcelulares, etc. y como transductores dispositivos ópticos, electroquímicos, y mecano-acústicos, principalmente. La combinación de la gran variedad de capas receptoras junto con los múltiples transductores posibles da lugar a una gran variedad de biosensores. La mayor aplicación de los biosensores se halla en el campo clínico y en segundo lugar en el control de procesos industriales, sin olvidar campos como la biomedicina y la industria alimentaria

La investigación actual está encaminada tanto al desarrollo de nuevos dispositivos a escalas micro y nano como a estrategias de inmovilización, para permitir biosensores completamente reversibles y regenerables, que puedan operar in situ en muestras complejas (tanque de fermentación) y que sean biocompatibles para operar in vivo (sangre)

Y es en este último punto donde se incorporan los nuevos materiales, ya que el uso de polímeros conductores, materiales mesoporosos, materiales biocompósitos, materiales nanoestructurados, entre otros muchos, ha llevado a un nuevo concepto en el diseño de los actuales biosensores. Por ello, en este seminario se hará una revisión de los nuevos materiales que están siendo utilizados en el diseño de los actuales biosensores y las ventajas que aportan.

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JOSE LUIS OCAÑA CENTRO LÁSER, UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID, ESPAÑA

Lunes 16 de Mayo de 2011.

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