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Los dispositivos de muestreo pasivo (DMP) han sido desarrollados como una técnica eficiente de monitoreo continuo de contaminantes disueltos en agua debido a su capacidad de integrar concentraciones en el tiempo, evitando o complementando el muestreo puntual, las estaciones de muestreo automáticas o el uso de organismos centinela. El objetivo de esta tesis fue optimizar y calibrar un Dispositivo de Muestreo Pasivo (DMP) en laboratorio. Asimismo se llevó a cabo la validación a campo mediante monitoreo de contaminantes disueltos con distintas propiedades físico- químicas, en ecosistemas acuáticos de características naturales e impacto antrópico contrastantes. Por otra parte se evaluó el desempeño de los DMPs con respecto al muestreo puntual y al uso de organismos centinela (Corbicula fluminea) mediante su trasplante en sitios contaminados.

El avance tecnológico cada vez más acelerado y con mayores demandas, centra la atención en el desarrollo de nuevos materiales que cumplan con los requerimientos en las áreas de aplicación de interés. Es en este contexto, donde la ciencia de nuevos materiales se convierte en una herramienta de gran apoyo para el desarrollo de nueva tecnología, por medio de la investigación de nuevos compuestos y el análisis de sus propiedades según el método de síntesis. En la búsqueda de nuevos materiales funcionales, los óxidos de metales de transición han sido el foco en los últimos 30 años. Sus propiedades provienen de la interacción entre los iones metales de transición y los iones oxígeno y su sensibilidad a los ángulos de ligadura. Es así, que se pueden obtener materiales con muy diversas propiedades partiendo de una misma familia. Las perovskitas (MBO3) son los sistemas más populares. Compuestos con la misma estructura cristalina pueden resultar superconductores de alta temperatura, ferroelectricos, ferromagnetos semimetálicos, etc. La compatibilidad estructural entre materiales con distintas propiedades hace posible combinar capas de éstos para diseñar heteroestructuras epitaxiales multifuncionales. Además, la extrema sensibilidad de las propiedades físicas a las modificaciones estructurales hace que aparezcan comportamientos inesperados en películas contraídas o expandidas por la intercara entre dos capas adyacentes o por la carga acumulada en dichas regiones debida a la diferencia en la ionicidad de los componentes. Además de las perovskitas, los óxidos con estructura espinela (MB2O4) son también muy atractivos. Pueden ser semimetales ferrimagnéticos (como la magnetita, Fe3O4), aislantes ferrimagnéticos (la mayoría de las ferritas lo son), conductores transparentes (cómo ZnCo2O4), superconductores (LiTi2O4), fermiones pesados (LiV2O4) o multipleferroicos (CoCr2O4). La estructura espinela, es una estructura compleja con muchos grados de libertad (tipos y distribución de cationes, ángulos de enlace con los aniones, etc) que pueden variarse para obtener diferentes funcionalidades. Por esto, el estudio de películas delgadas de estos sistemas es tan intensivo y resta mucho por aprender sobre sus propiedades cuando forman arreglos de bajas dimensiones y su combinación en heteroestructuras. En esta línea, este trabajo de Tesis se enfocó en el estudio de películas delgadas de sistemas basados en ferritas (MFe2O4, M: Zn, Ti, Mg) con el objetivos de: - Estudiar la física relacionada a efectos de superficie e intercara en monocapas y multicapas de óxidos complejos por medio de diferentes técnicas de caracterización tanto estructurales como magneto-electrónicas. - Estudiar la relación entre los defectos inducidos en el crecimiento de los sistemas y las propiedades magnéticas de los mismos. - Obtener materiales semiconductores y ferromagnéticos a temperatura ambiente o ferromagnéticos y semimetálicos que puedan integrarse a dispositivos magnetoeléctricos tales como junturas tunel y filtros de espín, a partir de combinaciones de óxidos complejos sintetizados por diferentes mecanismos de síntesis como pulverización catódica DC, ablación láser. La estructura de este trabajo es la siguiente: En el Capítulo 1 se describen generalidades sobre los sistemas estudiados, los diferentes tipos de magnetismo presentes en las ferritas y la relación entre defectos y magnetismo. En el Capítulo 2, se presentan detalles sobre la fabricación de las muestras y técnicas de caracterización utilizadas. En el Capítulo 3, resultados obtenidos para películas de ferrita de zinc (ZnFe2O4, ZFO), en el 4 los correspondientes a polvos de ZFO, en el Capítulo 5 a la ferrita de magnesio (MgFe2O4, MgFO), en el 6, ferrita de titanio (TiFe2O4, TFO) y en el Capítulo 7 se presenta resultados en multicapas de ZFO y TFO. Finalmente, en el capítulo 8 se dan las conclusiones generales y perspectivas de trabajo futuro.

Cuando un material artificial se incorpora al organismo, en el primer contacto con los fluidos biológicos, las biomoléculas se adhieren al material, creando una nueva interfaz entre dicho material y el sistema vivo. Esta interfaz condiciona dos eventos posteriores: la adhesión celular, deseable en el caso de implantes que deban incorporarse de manera permanente (ortopédicos o dentales) e indeseable en el caso de materiales que deban, ser eliminados posteriormente (por ejemplo, clavos ortopédicos); y la adhesión de microorganismos, que puede originarse en bacterias ya presentes en el individuo o bacterias que hayan ingresado por contaminación del material o manipulación inapropiada durante el proceso quirúrgico. La modificación del biomaterial en la nanoescala a través de la funcionalización de su superficie con biomoléculas permitiría controlar estos eventos, asegurando el éxito del procedimiento. El objetivo de esta tesis fue diseñar estrategias de que conduzcan a obtener superficies multifuncionalizadas con biomoléculas reguladoras de la interacción célula/material y con nanopartículas de plata (AgNPs) como agente antimicrobiano, así como la caracterización fisicoquímica acabada de estos sistemas y la evaluación de su performance en el entorno biológico para las que fueron diseñadas. Se logró la inmovilización de AgNPs sobre titanio mediada por poli-L-lisina (PLL), un polímero del aminoácido L-lisina. Se analizó la capacidad antimicrobiana y la biocompatibilidad y se compararon con las de un sustrato de titanio con AgNPs sin la presencia de PLL. Se encontró que la superficie con PLL tiene un efecto antimicrobiano mayor (bactericida) que para el caso de las superficies sin PLL (bacteriostático), sin presentar citotoxicidad para células osteoblásticas. Asimismo, se lograron superficies multifuncionalizadas con AgNPs y lactoferrina (Lf), una proteína con propiedades antimicrobianas. Los resultados mostraron que estas superficies tienen capacidad antimicrobiana, a la vez que promueven una mayor adhesión y diferenciación de células osteoblásticas. Ambos sistemas se caracterizaron, además, mediante técnicas fisicoquímicas adecuadas (AFM, FTIR, XPS, SPR, técnicas electroquímicas, etc.). Por otra parte, se realizaron análisis fisicoquímicos y microbiológicos de implantes reales recubiertos con AgNPs como parte de un desarrollo tecnológico en colaboración con una empresa nacional. Los resultados de esta tesis permiten el desarrollo racional de recubrimientos antimicrobianos sobre dispositivos ortopédicos implantables de titanio con el objetivo de disminuir la incidencia de infecciones postoperatorias.