Doctorado en Ciencias con mención en Física

Membranas electrohiladas de PVDF funcionalizadas con óxido de grafeno y nanopartículas para emplearlo como nanogeneradores piezoeléctricos. Las membranas hechas con PVDF pueden generar electricidad cuando se deforman, lo que las hace útiles para aprovechar movimientos como caminar o cerrar una puerta y convertirlos en energía. Sin embargo, su eficiencia aún es baja. Se cree que agregar pequeñas partículas de óxido de zinc, óxido de titanio y óxido de grafeno podría mejorar su desempeño, pero no se sabe con certeza qué combinación y cantidad son las mejores. Este proyecto busca encontrar la mejor manera de mejorar estas membranas para que generen más electricidad de manera eficiente. El propósito principal del proyecto es mejorar la respuesta piezoeléctrica de membranas de PVDF electrohiladas mediante la incorporación de nanopartículas de óxido de zinc, óxido de titanio y óxido de grafeno, optimizando su eficiencia en la conversión de energía mecánica en eléctrica para aplicaciones en recolección de energía. Se espera obtener membranas de PVDF electrohiladas con morfología homogénea y mínimas imperfecciones, cuya respuesta piezoeléctrica mejore gracias a la incorporación de nanopartículas de ZnO, TiO2 y GO, optimizando la conversión de energía mecánica en eléctrica. Además, se determinará la combinación y concentración óptima de aditivos para maximizar el rendimiento piezoeléctrico y se evaluará su impacto en la estructura, viscosidad y conductividad de la solución polimérica. Finalmente, los resultados contribuirán al desarrollo de materiales avanzados para recolección de energía y podrán ser publicados en revistas científicas. El proyecto se desarrollará en varias etapas que incluyen síntesis, caracterización y evaluación experimental. Se prepararán soluciones de PVDF y se fabricarán nanopartículas de ZnO, TiO2 y GO, que luego se mezclarán en diferentes proporciones. Se estudiará la estructura y composición de las membranas con microscopía electrónica (SEM), espectroscopía (FTIR) y rayos X (DRX), además de medir la conductividad y viscosidad de las soluciones. Se probará la respuesta piezoeléctrica de las membranas para medir su capacidad de convertir movimiento en electricidad, determinando la mejor combinación de materiales. Impactos y beneficios del proyecto Aporta nuevo conocimiento sobre materiales piezoeléctricos, permite publicar en revistas científicas y formar investigadores en síntesis y caracterización de materiales. Puede mejorar la eficiencia de membranas para captar energía del movimiento, con aplicaciones en sensores, dispositivos portátiles y energías renovables. Puede reducir el uso de baterías y abrir oportunidades para desarrollar nuevos dispositivos autoalimentados. Ayuda a generar energía limpia y disminuye el impacto de desechos electrónicos. Podría aplicarse en ropa inteligente, sensores médicos y fomentar el uso de tecnologías sostenibles. En resumen, en este proyecto se desarrollarán membranas electrohiladas de PVDF modificadas con nanopartículas de ZnO, TiO2 y GO para mejorar su respuesta piezoeléctrica y optimizar la conversión de energía mecánica en eléctrica. A través de la síntesis, caracterización y evaluación experimental, se determinará la mejor combinación de aditivos para maximizar su rendimiento. Los resultados contribuirán al avance científico en materiales funcionales, con aplicaciones en dispositivos de recolección de energía, sensores inteligentes y electrónica flexible. Además, este desarrollo podría tener un impacto positivo en los ámbitos tecnológico, económico, ambiental y social, promoviendo soluciones innovadoras y sostenibles para el aprovechamiento de energía renovable.

TERRAZAS PALOMINO ,ANGEL