Líneas de investigación

En el Cinvestav se llevan a cabo muchas investigaciones originales en diversas áreas científicas y tecnológicas que permiten elevar el nivel de vida e impulsar el desarrollo del país. En la Unidad Querétaro, se manejan principalmente las siguientes líneas de investigación:

1. Desarrollo de procesos y equipos.

2. Materiales bio-orgánicos.

3. Materiales compuestos.

4. Materiales metálicos.

5. Materiales optoelectrónicos.

6. Materiales poliméricos.

7. Películas delgadas de semiconductores, óxidos y dieléctricos.

8. Procesamiento de materiales.

9. Recubrimientos cerámicos y metálicos.

10. Técnicas de caracterización de materiales.

11. Ciencia de materiales computacional.

12. Fenómenos y tecnologías cuánticos.

Materiales multifuncionales, Líneas de Investigación

Procesamiento y caracterización de biocerámicos para aplicaciones biomédicas y microencapsulación. Para liberación controlada de fármacos. Proyección Térmica de materiales multifuncionales. Caracterización estructural, microestructural y mecánica de diferentes materiales. Fabricación y caracterización de materiales multifuncional.  Es para diferentes aplicaciones usando técnicas físicas y químicas y el establecimiento de modelos físicos y matemáticos para llevar a cabo la moderación de los procesos y el comportamiento.

Procesamiento y caracterización de Cerámicos Multifuncionales. Cerámicos y recubrimientos para alta temperatura (soluciones sólidas, pirocloros, garnets), cerámicos ferroeléctricos con estructura tipo Perovsquita. Propiedades mecánicas de materiales por mecánica de contacto a escala nanométrica. Rociado Térmico de materiales miltifuncionales.

Materiales biotecnológicos. Recubrimientos cerámicos anticorrosivos y decorativos.  Películas delgadas semiconductoras amorfas, policristalinas y monocristalinas con aplicación en celdas solares.  Memorias ópticas. Sensores, etc. Materiales Nanoestructurados

Análisis y modelación de operaciones de procesamiento de materiales, procesamiento de aleaciones ligeras (aluminio), rociado térmico, procesamiento de acero líquido. Análisis de Procesos

Desarrollo de Modelos Físicos y Matemáticos para el Análisis de Operaciones de Procesamiento de Materiales.  

Desarrollo de Modelos Tecno-Económicos

Procesamiento y caracterización de biocerámicos; Microencapsulamiento de medicamentos;

Fabricación de recubrimientos usando tecnologías de proyección térmica

Materiales Optoelectrónicos, Líneas de Investigación

Estudio de materiales y dispositivos optoelectrónicos. Descripción: Síntesis mediante métodos químicos y técnicas de vacío, así como su caracterización microestructural, óptica y electrónica de películas delgadas semiconductoras, óxidos, dieléctricos, materiales ferroeléctricos, materiales compuestos e híbridos, recubrimientos cerámicos y metálicos, evaluación de dispositivos opto electrónicos, y estudio de propiedades electrónicas mediante cálculos de primeros principios y empíricos.

Películas delgadas de semiconductores
Óxidos, dieléctricos y ferroeléctricos
Materiales compuestos e híbridos
Recubrimientos cerámicos y metálicos
Dispositivos optoelectrónicos
Ciencia de materiales computacional
Cálculos de primeros principios y empíricos.
Películas delgadas de semiconductores
Óxidos, dieléctricos
Materiales compuestos e híbridos
Dispositivos opto electrónicos
Óxidos, dieléctricos y ferroeléctricos
Materiales compuestos e híbridos
Recubrimientos cerámicos y metálicos

Nanomateriales, Líneas de Investigación

Sintesis y Caraterización de Nanocompositos y sus aplicaciones en biomedicina y alimentos funcionales.  Desarrollo de nanocompositos de partículas metálicas como Au, Ag, Cu con polisacáridos y proteínas para aplicaciones en cuidado del medio ambiente y salud humana. Nano y micro encapsulación de perincipios activos y otros compuestos de interés como principios activos, enzimas antioxidantes, y otros. Estudio y desarrollo de materiales biodegradables   usando diferentes polímeros orgánicos con nano o micropartículas

Procesamiento y caracterización de nanomateriales con nanopartículas metálicos, nanotubos de carbono y óxido de grafeno. 

Nanomateriales para aplicación biomédica.

Propiedades eléctricas, dieléctricas y mecánicas de nanomateriales para aplicación en la ingeniería de tejido óseo.                                        

Aplicación de Espectroscopía de Impedancia para investigación de nanomateriales.

Síntesis de bionanocompuestos para aplicaciones biomédicas.                                       

Caracterización estructural de compositos polímeros/biopolímeros para aplicación en ingeniería de tejidos

Micro y Nanoencapsulado de ingredientes activos.                                             

Nanomateriales para alimentos funcionales

Energías Alternativas y Medio Ambiente, Líneas de investigación

Síntesis de materiales a escala nanométrica para sus aplicaciones en energía y medio ambiente.

Descripción: Síntesis de materiales a escala nanométrica para su aplicación en: i) Celdas de combustible de hidrógeno y compuestos orgánicos líquidos

,ii) Celdas fotovoltaicas de bajo costo y alta eficiencia del tipo ITO/P3HT/grafeno/nanoestructuras de metales nobles/Al, superestrato del tipo Vidrio/TCO/CdS/CdTe/contacto

metálico y celdas foto-electroquímicas sensibilizadas con tintas, iii) Películas delgadas para aplicaciones optoelectrónicas, iv) fotocatálisis para la degradación de compuestos

orgánicos volátiles precursores de cáncer; presentes en el medio ambiente ya sea en espacios abiertos o laborales; con alta eficiencia fotocatalítica.

Obtención de películas de óxidos metálicos por la técnica de sol-gel y su caracterización estructural, óptica, eléctrica y morfológica; para aplicación como electrodos transparentes en dispositivos opto-electrónicos y en procesos de fotocatálisis. Crecimiento y caracterización de películas semiconductoras por la técnica de erosión catódica, spray pirolisis, baño químico y sublimación a corta distancia, con el objetivo de aplicarlas en dispositivos fotovoltaicos.

Celdas solares del tipo óxido conductor/CdS /CdTe/contacto trasero y óxido conductor/capa ventana/ óxidos de Cu/contacto trasero. Crecimiento de películas semiconductoras del grupo III-V por Epitaxia en Fase Líquida. II) Crecimiento de películas delgadas semiconductoras del grupo II-VI por el método de erosión catódica, sublimación, spray pirolisis y baño químico. III) Obtención de óxidos conductores transparentes mediante la técnica de Sol-Gel. IV) Obtención y caracterización de óxidos de Ti, Zn, Cd y Sn con aplicación foto-catalítica para degradación de compuestos orgánicos en fase líquida y gaseosa. V) Obtención y estudio de celdas solares de superestrato “óxido conductor transparente/CdS/CdTe/contacto trasero”. Celdas solares sensibilizadas con tintas (celdas fotoquímicas). VI) Técnicas de caracterización óptica eléctrica y estructural de materiales y en dispositivos fotovoltaicos y fotocatalíticos: Espectroscopía UV-Vis, Raman, eficiencia cuántica de dispositivos fotovoltaicos, fotoluminiscencia, reflectancia, fotoconductividad, Efecto Hall, difracción de rayos X, espectroscopia de masas acoplado a cromatografía de gases. VII) Diseño y fabricación de dispositivos para el crecimiento de materiales, reactores fotocatalíticos y para la caracterización de materiales.

Procesamiento de materiales compuestos susceptibles a emplearse en la industria Aeronáutica y automotriz. Funcionalización de cerámicos verdes “geopolímeros” para degradación de Volátiles Orgánicos y Microorganismos. Purificación y Fucionalización de nano-tubos de carbono. Síntesis y procesado de nanocompuestos de matriz polimérica (empleando nanomateriales como GRAFENO, Nano Tubos de carbono y Nanopartículas o nanofibras de metales NOBLES), para Diseño y Optimización de capas activas de celdas solares orgánicas y/ transistores orgánicos.

Desarrollo de nuevos materiales catalíticos y electrolíticos para celdas de combustible de membrana polimérica. Desarrollo de materiales basados en óxidos metálicos por la técnica de Sol-Gel, para su aplicación en tecnologías de energías alternas. Obtención y caracterización de películas delgadas semiconductoras por diferentes técnicas físicas y químicas, para su aplicación en dispositivos optoelectrónicos. Investigador SNI Nivel III. Miembro de la American Chemical Society.

Desarrollo de materiales novedosos para aplicaciones fotovoltaicas. Celdas solares de película delgada elaboradas por erosión catódica. Modelaje, por teoría funcional de densidad, de materiales novedosos para aplicaciones en celdas solares de alta eficiencia. Estudio de propiedades ópticas y eléctricas de películas delgadas de materiales semiconductores para aplicaciones en celdas solares.

Bio-Orgánicos, Líneas de Investigación

Estudio, procesamiento y caracterización fisicoquímica, térmica, microbiológica, nutracéutica, micro- y nano estructural, y reológica de cereales, granos, almidones, fibras, bebidas, alimentos y residuos agroindustriales con el empleo de tecnologías emergentes como nano-tecnología, ultrasonidos, micro-ondas, infrarrojo, calentamiento óhmico para el aprovechamiento y aplicaciones industriales en productos de maíz (tortillas, harinas, botanas), bebidas, biomasa.

Modernización tecnológica del proceso de nixtamalización y producción de tortilla.

Estudio de procesos de Nixtamalización, Tradicional, Clásico, Ecológico y Seca para la producción de tortillas, harinas, botanas y otros productos de maíz de maíz.

Desarrollo de tortillas y productos de maíz con alto contenido de almidón resistente (AR-1, AR2, AR3, AR4, AR5-I y AR5-II) para prevenir diabetes y obesidad y cáncer de colon.

Desarrollo de alimentos de bajo costo para prevenir diabetes y obesidad en poblaciones marginadas.

Fortificación de la tortilla.

Cocimiento óhmico para la caracterización y procesamiento (pasteurización de pulque, jugo de tuna) de bio-materiales.

Ultrasonido en la caracterización y procesamiento (pasteurización de pulque, jugo de tuna) de bio-materiales.

Micro-ondas y otras energías y su efecto en la funcionalidad de los alimentos.

Propiedades visco-elásticas de granos intactos de cereales (Relajación de esfuerzos -Modelo Generalizado de Maxwell - y Creep- Modelos de Burger y general de Kelvin-Voigt).

Identificación de granos de alto valor agregado.

Procesamiento de cereales, y granos maíz, trigo, cebada, frijol, etc.

Propiedades nutricias, dieléctricas, térmicas y fenómenos de deshidratación de la masa, harinas instantáneas y tortillas de maíz.

Caracterización de Materiales Bio-Orgánicos por Métodos Físicos (IR, Impedancia, Rayos X, ESEM, DSC, etc.).

Procesamiento de cereales.

Investigaciones científicas y tecnológicas para la industria de la masa y la tortilla. Estudios fisicoquímicos, térmicos, reológicos, texturales, estructurales y nutricionales de la masa y la tortilla.

Procesamiento de cereales. Investigaciones científicas y tecnológicas para la industria de la masa y la tortilla.

Estudios fisicoquímicos, térmicos, reológicos, texturales, estructurales y nutricionales de la masa y la tortilla.

Obtención de almidones modificados mediante el proceso de extrusión termoplástica (pregelatinizados, fosfatados, oxidados).

Estudio de contaminantes (aflatoxinas) en productos de maíz y su inactivación.

Estudios de contaminantes (acrilamidas) durante el procesamiento de elaboración de productos de maíz.

Estudios reológicos de masas, harinas y tortillas de maíz.

Desarrollo de tortillas de maíz con mayor valor nutricional.

Aprovechamiento de residuos agroindustriales en la generación de energía y biomasa.

Empleo de la nanotecnología en el diseño de celdas de combustible para el aprovechamiento de energía renovables.

Producción de biocombustibles gaseosos y líquidos utilizando diferentes sustratos.

Inmovilización de enzimas sobre materiales nanoestructurados para el tratamiento de biomasa para producción de materiales con valor agregado.

Desarrollo de los procesos de producción y aplicación de materiales producidos por la llamada química suave.

Estudios de recubrimientos híbridos cerámico-cerámico y cerámico-polímero a partir de partículas nanométricas de sílice, alúmina y titania, sobre substratos metálicos con propósitos anticorrosivos, estéticos y como fotocatalizadores.

Producción de materiales en volumen con base también en partículas nanométricas para diferentes aplicaciones.

Caracterización de partículas en suspensión por tamaño de partícula y carga superficial y en general caracterización estructural y electroquímica de los materiales producidos.

Desarrollo de nuevos materiales basados en partículas nanométricas con diferentes propiedades y para aplicaciones industriales.

Tecnologías Cuánticas, Líneas de Investigación

Fenómenos de interacción radiación/materia  

Descripción: Tecnología de nanopelículas, incluyendo pozos cuánticos, comportamiento 2-D y barrera de difusión. Metrología y aspectos básicos de espectroscopías. Confinamiento cuántico. Micro y nano fabricación. Optoelectrónica para aplicaciones en el rango del infrarrojo mediano a lejano. Metamateriales, plasmónica y óptica plana. Espectroscopias de precisión.

Desarrollo de relojes atómicos, sincronía a nivel de subnanosegundos a nivel internacional.         

Sistemas de comunicación avanzados, seguridad de la información, técnicas interferométricas en radio astronomía, Criptografía Cuántica, Materia Ultrafría, interferometría de ondas de material

Generación de frecuencias de Microondas, Terahertz y visible ultra precisas.

La señal de background en espectros de fotoemisión (ciencia básica).

Cuantificación y control de la difusión atómica en nanopelículas (ingeniería avanzada).

Discriminación y cuantificación de la estructura en espectros de fotoemisión (metrolo"

Diseño, fabricación y caracterización de micro-sistemas y de nano-estructuras para fuentes y detectores de alto rendimiento y sintonizables para generación de imagen, la espectroscopia y la metrología en el rango de frecuencias terahertz e infrarrojo.

Gas 2D de electrones para la generación y la fotodetección de ondas terahertz

Láseres de cascada cuántica terahertz"

Síntesis y estudio de propiedades estructurales de materiales 2D

Estudio de propiedades ópticas y electrónicas en heteroestructuras (verticales y laterales) tipo Van der Walls.

Diseño y fabricación de transistores y fotodetectores basados en materiales 2D.

Diseño y fabricación de metasuperficies activas en el rango del visible.

Tecnologías Cuánticas, Líneas de Investigación

Fenómenos de interacción radiación/materia  

Descripción: Tecnología de nanopelículas, incluyendo pozos cuánticos, comportamiento 2-D y barrera de difusión. Metrología y aspectos básicos de espectroscopías. Confinamiento cuántico. Micro y nano fabricación. Optoelectrónica para aplicaciones en el rango del infrarrojo mediano a lejano. Metamateriales, plasmónica y óptica plana. Espectroscopias de precisión.

Desarrollo de relojes atómicos, sincronía a nivel de subnanosegundos a nivel internacional.         

Sistemas de comunicación avanzados, seguridad de la información, técnicas interferométricas en radio astronomía, Criptografía Cuántica, Materia Ultrafría, interferometría de ondas de material

Generación de frecuencias de Microondas, Terahertz y visible ultra precisas.

La señal de background en espectros de fotoemisión (ciencia básica).

Cuantificación y control de la difusión atómica en nanopelículas (ingeniería avanzada).

Discriminación y cuantificación de la estructura en espectros de fotoemisión (metrolo"

Diseño, fabricación y caracterización de micro-sistemas y de nano-estructuras para fuentes y detectores de alto rendimiento y sintonizables para generación de imagen, la espectroscopia y la metrología en el rango de frecuencias terahertz e infrarrojo.

Gas 2D de electrones para la generación y la fotodetección de ondas terahertz

Láseres de cascada cuántica terahertz"

Síntesis y estudio de propiedades estructurales de materiales 2D

Estudio de propiedades ópticas y electrónicas en heteroestructuras (verticales y laterales) tipo Van der Walls.

Diseño y fabricación de transistores y fotodetectores basados en materiales 2D.

Diseño y fabricación de metasuperficies activas en el rango del visible.

CONTACTO

Sitio Web:
qro.cinvestav.mx

Correo electrónico:
materiales@cinvestav.mx

Ubicación:
Unidad Querétaro
Libramiento Norponiente # 2000
Fraccionamiento Real de Juriquilla
Santiago de Querétaro, Qro. 76230, México
Tel. (442) 211 99 00

Última actualización 26/01/2024