CICIMA: Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales

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Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA)

Proyectos

Estudio de Nanobiomateriales

Estudio de propiedades ópticas  de abejones del territorio costarricense

El fenómeno de color estructural en la Naturaleza constituye un ejemplo de las maneras eficientes de producir  colores y  efectos de polarización  mediante la manipulación de la organización espacial de las moléculas que forman el material. Su estudio involucra  fenómenos físicos de dispersión aleatoria, reflexión por multicapas, reflexión por cristales líquidos y difracción por rejillas.

En la biodiversidad de los bosques costarricenses existen abundantes ejemplos de insectos con este tipo de coloración, incluyendo algunos con apariencia metálica. En estos estudios, se proyecta caracterizar óptica y estructuralmente  especies de coleópteros propias de los bosques costarricenses y relacionar las propiedades ópticas con la clasificación taxonómica, la historia natural y las interacciones en el ecosistema. Se usan técnicas de espectrometría de luz visible y reflexión de luz circularmente polarizada y se estudian tres géneros pertenecientes a la subfamilia Rutelinae: Chrysina, Pelidnota y Strygidia.  Estos géneros presentan la particularidad de ser propios de la región centroamericana, siendo algunas especies exclusivas del territorio costarricense. Para fines comparativos, el estudio comprende especies con y sin apariencia metálica.

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Chrysina Limbata y su estructura microscópica.

Caracterización, teórica y experimental de materiales híbridos poliméricos

En la ciencia de materiales, el desarrollo de materiales híbridos y el estudio de sus propiedades ofrece la posibilidad de crear materiales que poseen determinadas propiedades para fines específicos. Por ejemplo, los polímeros líquido-cristalinos son estructuras macromoleculares compuestas por bloques moleculares flexibles y rígidos, que poseen al mismo tanto propiedades mecánicas típicas de polímeros como las propiedades ópticas de cristales líquidos. Otro ejemplo de materiales híbridos poliméricos es la incorporación de metales de transición en polímeros. En este caso, es posible obtener materiales que exhiben una combinación de las propiedades mecánicas de los polímeros· y las propiedades ópticas y magnéticas de los metales de transición.

La comprensión de los fenómenos físicos en la escala microscópica que gobiernan los procesos de formación y organización en estos materiales es fundamental para el eventual diseño de materiales con propiedades específicas para aplicaciones, Por lo tanto, en el desarrollo de la ciencia de materiales el modelaje teórico de los sistemas es un punto fundamental que permite entender la física por detrás de los fenómenos observados

Teniendo en cuenta el contexto expuesto anteriormente, los proyectos realizados dentro de esta área implementan técnicas para la caracterización de polímeros (Rayos X, espectrometría visible, ultravioleta e infrarrojo, AFM, SEM, TEM) y las complementan con técnicas de simulación y modelaje experimental.