Abstract:

El silicio poroso es un material que se puede obtener por anodizado electroquímico de superficies de silicio. Eligiendo convenientemente los parámetros de fabricación se obtienen estructuras porosas, constituidas de poros cilíndricos de una gran relación de aspecto. De este modo es posible fabricar poros del orden del micrón de diámetro (Silicio macroporoso). Las estructuras de silicio poroso poseen un área específica muy grande que permite una fuerte interacción con el entorno. Esto lo hace sumamente atractivo para su empleo en sensores y también en dispositivos fotovoltaicos. En todos estos casos su uso ha representado una alternativa interesante, y es aún objeto de estudio. La respuesta del material poroso se puede modificar depositando sobre él compuestos como los óxidos transparentes y conductores (TCO). Para este fin se usan técnicas como la vía sol-gel, spray pirólisis ó técnicas físicas de deposición como el “sputtering”. Este último es un método con el cual se logra una mayor reproducibilidad, pero económicamente es menos atractivo que el sol-gel. Dentro de los TCO más comúnmente usados, se encuentran el óxido de estaño, el óxido de estaño e indio, conocido como ITO, y el óxido de zinc. Estas estructuras modificadas, aplicadas a celdas fotovoltaicas se utilizan como contacto frontal dado que se comportan como una trampa de luz. Para caracterizar las estructuras obtenidas se utilizan técnicas de microscopía SEM, Rayos-X, espectroscopía de reflectancia, espectroscopía IR y microscopía de fuerza atómica. Además estos dispositivos se caracterizan eléctricamente a través de las curvas características J-V de las diferentes combinaciones.

Porous silicon (PS) can be obtained by electrochemical anodizing of silicon surfaces. By appropriately selecting adequately the fabrication parameters it is possible to obtain porous structures constituted by cylindrical pores with a great aspect ratio. In this way, pores of around one micron in diameter can be manufactured (macroporous silicon). The PS structures have a large specific area that allows a strong interaction with the environment. This makes PS extremely attractive for many applications, such as sensing or photovoltaic devices. In all cases, this material has represented an interesting alternative which is, still under study. The response of the porous material may be modified by depositing onto it, materials like transparent conducting oxides (TCO's). For this purpose, techniques such as sol-gel, spray pyrolysis or physical deposition, like sputtering, are used. The latter is a method in which there is a better reproducibility, but results economically less attractive than the sol-gel method. Among the most commonly used TCO, for applications such as photovoltaic or sensing devices, are the tin oxide, indium tin oxide (known as ITO) and zinc oxide. These modified structures are used in photovoltaic devices as front contact layers since they behave like a light trap. Microscopy techniques like scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM), X ray diffraction, reflectance spectroscopy and IR spectroscopy were used in order to characterize the obtained structures. Also, the different fabricated structures were electrically characterized by J-V curve measurements.

Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Técnicas

Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica

Universidad Nacional del Litoral

Abstract:

La celulosa es el polímero natural más abundante en la tierra con propiedades como biocompatibilidad, biodegradabilidad y estabilidad química y térmica. Las pulpas para disolver tienen características como alto contenido de celulosa (90-98%), bajo contenido de hemicelulosas, muy poca lignina residual y distribución de peso molecular muy uniforme. La extracción alcalina, en frío o en caliente, se considera un método de purificación tradicional para la remoción de carbohidratos. El proceso de viscosa utilizado para la disolución de celulosa implica el envejecimiento de una pulpa para disolver con NaOH concentrado, luego se trata con sulfuro de carbono para obtener el xantato de celulosa, que se solubiliza en NaOH diluido formando la solución de viscosa. Se puede reducir el consumo de sulfuro de carbono mediante tratamiento enzimático de la pulpa, incrementando la accesibilidad de los oxhidrilos y la reactividad de Fock del material celulósico. La celulosa esférica tiene amplia aplicación en las industrias farmacéuticas, petroquímica y biotecnológicas. Las perlas de celulosa y sus derivados poseen propiedades como disponibilidad y bajo precio, forma esférica, alta porosidad, hidrofilidad y reactividad química en derivatizaciones. Las partículas esféricas se obtienen por Transición Sol-Gel Térmica que consiste en la dispersión de viscosa en un solvente inmiscible a una temperatura de 90°C y en presencia de surfactante. Las características del producto están determinadas por las condiciones del proceso de emulsificación, la composición del medio de dispersión, la intensidad de agitación y la temperatura de la transición sol-gel. La composición y calidad de la viscosa son de gran importancia.

Cellulose is the most abundant natural polymer on earth with properties such as biocompatibility, biodegradability and chemical and thermal stability. Dissolving pulps have characteristics like high cellulose content (90-98%), low hemicellulose content, very low residual lignin, and a molecular weight distribution very uniform. Alkaline extraction, either cold or hot, is considered a traditional method of purification for carbohydrate removal. Viscose process used for cellulose dissolution involves aging dissolving pulp with concentrated NaOH, and then treated with carbon sulfide to obtain cellulose xanthate, which is dissolved in dilute NaOH to obtain viscose solution. The consumption of carbon sulfide can be reduced by enzymatic treatment, which increases the accessibility of the hydroxyl groups and Fock’s reactivity of the cellulosic material. Spherical cellulose has wide application in the pharmaceutical, petrochemical and biotechnological industries. Cellulose beads and its derivatives have properties such as availability and low cost, spherical shape, high porosity, hydrophilicity and chemical reactivity in derivatizations. Spherical particles are obtained by Thermal Sol-Gel Transition which consists in viscose dispersion into an immiscible solvent at a temperature of 90°C in presence of surfactant. Product characteristics are determined by the conditions of emulsification process, composition of dispersion medium, intensity of stirring and temperature of sol-gel transition. Composition and quality of viscose are very important too.

Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica

Instituto de Tecnología Celulósica - Facultad de Ingeniería Química

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas