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Seminarios y Eventos

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Tesis Doctorales


01 October 2021, 11:00 h. Saln de Actos

Simulaciones de dinmica molecular clsica y cuntica de sistemas acuosos condensados

Alfonso Gijn Gijn
ICMM-CSIC


Supervisor(s): Eduardo R. Hernndez

En esta tesis hemos usado tcnicas de dinmica molecular para investigar el comportamiento y propiedades a nivel microscpico de agua en fase condensada. Hemos considerado tres sistemas acuosos diferentes, estudiando propiedades de equilibrio para dos de ellos y la relajacin desde estados de no equilibrio hacia el equilibrio para el tercero.
Por una parte, hemos tratado la solvatacin de especies cargadas negativamente en agregados de molculas de agua de distintos tamaos. Hemos empleado un cdigo de elaboracin propia (capaz de realizar simulaciones de dinmica molecular clsica y de integrales de camino a temperatura finita) para calcular propiedades de equilibrio de agregados de agua con un electrn en exceso o un in haluro. Hemos incluido explcitamente efectos cunticos nucleares en la dinmica de las molculas de agua, mostrando que tales efectos no son despreciables desde bajas temperaturas hasta condiciones ambientales. Nos hemos centrado en el clculo de propiedades estructurales y energticas, observando la aparicin de distintos tipos de solvatacin de las especies cargadas sobre los agregados de agua.
Por otra parte, motivados por el controvertido efecto Mpemba macroscpico, hemos explorado las propiedades de no equilibrio de agua en volumen, lo que ha contribuido a un mejor entendimiento a nivel molecular de cmo los sistemas condensados se aproximan al equilibrio termodinmico. En concreto, hemos analizado la evolucin de las componentes de la energa cintica desde estados que no cumplan la particin de equilibrio de energa cintica entre diferentes modos. Haciendo esto, hemos observado la existencia de un efecto microscpico similar al Mpemba en agua lquida y slida, y relacionado cualitativamente dicho efecto con las funciones de autocorrelacin de las componentes de la energa cintica, calculadas en el equilibrio.




24 September 2021, 12:00 h.

Estudio biomecnico y correlacin clnica de los sistemas de artrodesis cervical anterior caja-placa

Flix Pastor Escartn


Supervisor(s): Jos Manuel Gonzlez Darder/Jos Florindo Bartolom Gmez/Vicent Quilis Quesada

El objetivo del tratamiento quirrgico de la CDDD es la descompresin de las estructuras nerviosas y la fusin de la unidad funcional intervenida para aportar estabilidad al segmento. Histricamente el empleo de sistemas de artrodesis caja + placa (ACDF) por va anterior ha ofrecido unas altas tasas de fusin, obviando parmetros biomecnicos esenciales, como el dinamismo de la columna cervical subaxial. Artrodesis demasiado rgidas derivan secundariamente en una degeneracin precoz de los segmentos cervicales adyacentes o en roturas del implante. La consecuencia clnica de estos procesos puede dar lugar a un aumento de reintervenciones. La experiencia clnica con otros sistemas como los CDA tampoco ha sido la esperada, ya que en muchas ocasiones se produce un asentamiento o una extrusin del implante y no existe una eficacia demostrada a largo plazo. Los sistemas caja-placa dinmicos pueden considerarse como la evolucin final en el desarrollo de los sistemas de ACDF, siendo un modelo a aplicar en la prctica clnica si cumple los requisitos de eficacia y seguridad, al ser implantado in vivo. Asumiendo una tcnica correcta de discectoma y descompresin de las estructuras nerviosas, el sistema caja-placa debe ofrecer una resistencia y durabilidad en modelos biomecnicos ex vivo acordes al estrs fisiolgicamente soportado por una columna cervical subaxial en condiciones reales, para fomentar la fusin y garantizar la estabilidad del segmento intervenido. El sistema caja-placa debe de proporcionar por otro lado el dinamismo adecuado para poder constituir una alternativa a otros sistemas de artrodesis, sin las complicaciones derivadas de los sistemas excesivamente rgidos, disminuyendo la incidencia de sndrome del espacio adyacente o la rotura bajo cargas crticas, pero sin obviar parmetros biomecnicos esenciales como son la estabilidad o la fusin del segmento intervenido. De la necesidad de comprobar que efectivamente el sistema caja-placa seleccionado TRYPTIK (Spineart, Geneva, Switzerland) puede ser un sistema aplicable en la prctica clnica, por su fiabilidad y eficacia, surge el presente trabajo doctoral. Para ello resulta imperativo valorar si existen unos beneficios clnico-radiolgicos objetivos, cumpliendo con los requerimientos biomecnicos exigidos a los sistemas de artrodesis cervical, al implantar un sistema de propiedades biomecnicas menos rgidas y de menor perfil que otros sistemas disponibles en el mercado.





03 September 2021, 10:30 h. online

EUTECTIC MIXTURES RESULTING FROM DILUTION OF DEEP EUTECTIC SOLVENTS: TOOLS FOR CHARACTERIZATION

Huan Zhang
Bioinspired Materials Group


Supervisor(s): Prof. Francisco del Monte & Dra. Mara Concepcin Gutirrez

This thesis focuses on the research of DESs and its mixtures with different solvents for the determination of its eutectic composition and the dilution range of the so-called solvent-in-DES regime, that is, the dilution of DESs where their intriguing features remain but some of their typical drawbacks (e.g., high viscosity, low electrical conductivity, etc.) are mitigated. Therefore, the knowledge of tools for the prediction (and eventually extending) of the dilution range of the solvent-in-DES regime is obviously of interest. To this aim, differential scanning calorimetry (DSC), 1H nuclear magnetic resonance (NMR) and Brillouin spectroscopies of DES solutions as well as the excess molar volume and the deviation in viscosity (calculated from density and viscosity measurements) of the different mixtures were evaluated. Besides, we analyzed an interesting question that arises for DES dilutions related to if DESs themselves should be considered as a mixture of two components or as a pseudo-component. The different treatment yields different results for the determination of their thermodynamic properties that have been used to understand microscopic structures and solute-solvent interactions between DES components and also to predict the dilution range where DES dilutions can better perform in different applications.

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