Advanced Materials, Nuclear Technology and Nano/Biotechnology. University of Burgos.

El grupo de Materiales Avanzados, Tecnología Nuclear y Nano/Biotecnología trata de jugar un rol catalítico dentro del tejido industrial activo mediante la generación recursos de investigación aplicada a las características específicas de la actividad industrial incluido en la región. Se ha desarrollado un fuerte programa de interacción entre industria y universidades, alcanzando una colaboración permanente y exitosos contratos de investigación. Hay que remarcar la firma del dos acuerdos entre el grupo de Materiales Avanzados, Tecnología Nuclear y Nano/bio tecnología con dos compañías internacionales en las áreas de seguridad nuclear y desarrollo de materiales avanzados.
Actualmente, nuestro grupo esta llevando a cabo un proyecto internacional EU-FP7 (RADINTERFACES) dedicado a la investigación y desarrollo de nuevos materiales nanoestructurados con propiedades “auto-sanables” y con resistencia a la radiación mejorada. Además, tenemos larga experiencia dentro de los programas marco (5º, 6º y 7º) de la Unión Europea.
El grupo es miembro acreditado y “local officer” de la Agencia de Energía Nuclear (NEA) así como miembros de la Sociedad Nuclear Española y partners activos del CEIDEN.
Nuestro departamento participa dentro de la plataforma internacional NANOFUTURES, somos miembros de la iniciativa INNANO y coordinadores de la Red Transnacional MULTINANOMAT.
El grupo también forma parte del Grupo de Innovación Docente Innolab.

Personnel

• Members: Santiago Cuesta, Alfredo Bol, M. Begoña Torres, Desiré Granado, Lorena Romero, Sergio Courting, Ekhi Arroyo, Jordi Fradera, Oscar Tapia, Roberto Serrano.

Research lines:

NANOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL-DISEÑO DE MATERIALES AVANZADOS Y NANOESTRUCTURAS

Desarrollo de materiales avanzados para condiciones de ingeniería extrema. Fusión Inercial y energía

• Modelización de la propagación de ondas de choque en materiales avanzados
• Propagación de ondas de choque en materiales avanzados y generación de materiales ultra duros basado en estructuras nanocristalinas
• Genoma de materiales y tecnología multiescala para el desarrollo de materiales avanzados para uso en condiciones de alta exigencia

Modelización de nanomateriales

• Modelización y visualización atómica del daño por radiación en materiales nanoestructurados de interés nuclear
• Simulación multiescala de daño por radiación en metales nanoestructurados
• Caracterización e influencia de las nanoestructuras en respuesta al daño por radiación
• Desarrollo de herramientas de análisis y visualización del resultado de los procesos de daño por radiación
• Análisis de transiciones de fase en nanotubos/nanohilos de Ti02. Influencia en propiedades de conductividad
• Grafeno/grafano
• Reacciones químicas en grafeno/grafano bajo tensión uniaxial
• Propiedades mecánicas y de conductividad de nanotubos de carbono (CNT) bajo torsión
• Espumas metálicas auto-sanables
• Reparación del daño molecular
• Interacciónes superficiales
• Respuesta a la tensión/stress

NANO/BIOTECNOLOGÍA

Modelización multiescala de ADN

• Modelización mesoescala de dinámicas y flucutaciones de ADN. Implicaciones en procesos biológicos
• Modelización multiescala de horquillas de ADN/ARN, balizas moleculares y nano-arquitecturas
• Estudio de estabilidad de proteínas, plegamiento de proteínas y enfermedad

Observación molecular de propiedades biofísicas de ADN/ARN

• Sondas nanomoleculares en AND/ARN mediante la oxidación de guanina inducida por un laser de UV de alta intensidad
• Termodinamica de estructuras de AND/ARN. Nanocalorimetria e interacción de proteina-ADN
• Dispersión de neutrones de fibras de ADN

Nanotoxicidad

• Desarrollo de métodos rápidos de screening para evaluar la toxicidad de los nanomateriales mediante el uso de cultivos celulares.
• Estudio de la entrada en las células, acumulación e interacción de las nanopartículas a nivel subcelular mediante ensayos de viabilidad y microscopía.
• Identificación mediante técnicas genómicas de cambios en la expresión génica relacionados con la exposición a nanomateriales.
• Genómica funcional y técnicas bioinformáticas para la interpretación de los cambios en la expresión génica.
• Estudios proteómicos de activación de proteín kinasas en respuesta a la presencia de nanopartículas.

TECNOLOGÍA NUCLEAR

Ingeniería y tecnología nuclear

• Análisis termohidráulico de sistemas integrales para plantas de energía de fisión
• Validación por modelo de plantas de energía de fisión
• Validación y desarrollo de codigos termohidráulicos
• Análisis y evaluaciónes de seguridad mediante el uso de códigos termohidráulicos. TRACE/RELAP
• Neutrónica, quemado de fuel y transmutación (ORIGEN 2.2)

Neutrónica, transporte de partículas y deposición de calor

• Análisis neutrónico de reactores nucleares
• Análisis de acoplamientos
• Validación y desarrollo de códigos neutrónicos
• Competencia en códigos:
• Transporte de neutrones MCNP/MCNPX, DIF3D 8.0/VARIANT8.0, SCALE/MONACO/MAVRIC
• Transporte de alta energía: GEANT4, FLUKA, LAHET, MCNPX
• Transporte electro-fotónico: EGS5
• Otros: TRIPOLI (bajo prueba)

Tecnología ADS (Sistemas asistidos por acelerador)

• Diseño de fuentes de neutrones ADS y espalación. Optimización del diseño del objetivo
• Estudios de daño de radiación sobre materiales. Mejora de los materiales y componentes estructurales
• Cálculos neutrónicos. Acoplamiento entre deposición de energía y fluidodinámica. STAR-CD acoplado a MNPN
• Simulación de Eutécticos Plomo-Bismuto
• Estimación de vida útil de materiales estructurales debido a daño por radiación en condiciones ADS/SNS. Estimación y predicción de propiedades de los materiales.

Projects:

• Creación y coordinación de la Red Transnacional MULTINANOMAT - MODELIZACION MULTIESCALA Y VALIDACION EXPERIMENTAL DE NUEVOS MATERIALES DE BASE NANOTECNOLOGICA.-MAT2011-15800-E (subprograma MAT) - Involucrando 10 Instituciones de investigación y 2 empresas.UBU coordinador (IP: S.Cuesta-Lopez). 2011-2013. (10.000 eur). MINECO.
• Plan Transnacional Italiano - PRIN- MODELIZACION DE ESPUMAS NANOPOROSAS. ESTUDIO DE TRANSICIONES DE FASE EN NANOPARTICULAS DE TiO2. Concedido presupuesto para la estancia de un investigador pre-doctoral para realizar investigación en UBU (Dir. S.Cuesta-Lopez. Prof. Francesco Delogu. Universidad de Cagliari, Italia. (Concedido). Estancia en Burgos prevista en 2014.
• Plan Nacional I+D+I. FIS2012-38827. FISICA DE NANOFIBRAS DE A-DNA. (IP: S.Cuesta-Lopez).Concedido. 2013-2016. (30.000 eur). MINECO.
• EU -FP7- NMP - RADINTERFACES. Interface Design Of Crystalline Materials With Improved Radiation Damage Resistance Based On Multiscale Modelling Concepts. (En ejecución). IP (UBU): S.Cuesta- López. (275.000 eur.) 2011-2014. UNION EUROPEA.
• Creación de marco colaborativo UBU-Iberdrola (En negociación). Planta Nuclear de Cofrentes - (Valencia): Proyecto privado particular estudio de corrosión y simulación de flujos y deposición de iones en circuito de refrigeración. En negociación la medición por microscopia de materiales (TEM).
• Acuerdo colaboración con SEA (Ingeniería y Análisis de Blindaje S.L.) e IBERINCO (Iberdrola Ingeniería y Construcción) para la ejecución e investigación del REDISEÑO DEL BLINDAJE DE LOS TBM EUROPEOS PARA EL PROYECTO INTERNACIONAL DE FUSIÓN ITER. Dentro de la plataforma EU-F4E. (IP: S.Cuesta-López). 2013-2014.
• Acuerdo colaboración con SINERCO y SGS - España para la investigación y desarrollo de estándares de seguridad en Nanotecnología. Realización del Anteproyecto NANOSAFEPRO (NANOSEGURIDAD Y NANOTOXICIDAD EN LA INDUSTRIA, PEQUEÑA Y MEDIANA EMPRESA) (IP: S.Cuesta-López). 2013-2014.

Selection of recent publications (in the last 5 years):

• "DNA structural fluctuations extend in promoterregions." S.Cuesta-López*, D.Angelov, H.Menoni, M.Peyrard. Nucl. Acids. Research. 39 (12): 5276-5283. (2011).
• "Thermal denaturation of DNA studied with neutron scattering." A.Wildes, N.Theodorakopoulos, J. Valle-Orero, S.Cuesta-López, et al. Phys. Rev. Lett. 106, 048101. (2011)
• "Watching DNA melt" A.Wildes, N.Theodorakopoulos, J. Valle-Orero , S.Cuesta-López, et al. ILL Annual Report. Highlights. 2011. Pag. 40-42. (2012).
• "Role of bubbles and inhomogenities in the melting transition of short oligomers" S.Cuesta-López*, D. Angelov, C. Moskalenko, M. Peyrard. Phys. Rev. Lett. (2013)
• "Long time dynamics and Self-healing properties of ordered and disordered metallic multilayers at the nanoscale" Phys. Rev. Lett.(2013).
• "Structural correlations and melting of B-DNA fibers" A.Wildes, N.Theodorakopoulos, J. Valle-Orero, S. Cuesta-Lopez, J-L Garden, M. Peyrard. Phys. Rev. E. 83, 061923. (2011).
• "Nanoscale view of shockwave propagation in Fe, W, and Ta, materials for fusion technology" S. Cuesta-Lopez, J.M. Perlado. Fusion Science and Technology, 60, n2, 590-594, (2011).
• "IFE plant technology overview and contribution to HiPER proposal" J. M. Perlado , J. Sanz , J. Alvarez , D. Cereceda , S. Cuesta-López, et al. Proc. SPIE 8080, Diode-Pumped High Energy and High Power Lasers; ELI: Ultrarelativistic Laser-Matter Interactions and Petawatt Photonics; and HiPER: the European Pathway to Laser Energy, 80801Z (June 09, 2011); doi:10.1117/12.891266;
• "Materials under extreme conditions for fusion technology" S. Cuesta-Lopez*, J.M. Perlado. Transactions in Fusion Science and Technology. Volume 61 Number 1T, January 2012, Pages 385-391. (2012)
• "Molecular Dynamics Simulations of Lead and Lithium in Liquid Phase." A.Fraile, S. Cuesta-Lopez*, A.Caro, J.M. Perlado. Transactions in Fusion Science and Technology. Volume 61 Number 1T, January 2012, Pages 77-82. (2012)
• "Atomistic molecular point of view for liquid lead and lithium in Nuclear Fusion technology" A. Fraile, S. Cuesta-López*, R. Iglesias, A. Caro, and J. M. Perlado. Journal of Nuclear Materials, Volume 440, Issues 1–3, September 2013, Pages 98-103, ISSN 0022-3115.
• "Structural properties of hydrogen isotopes in solid phase in the context of inertial fusion target manufacturing." Carlo Guerrero, Santiago Cuesta-Lopez*, J.M. Perlado. European Physical Journal(2013).
• "Impact of nuclear irradiation on helium bubble nucleation at interfaces in liquid metals coupled to permeation through stainless steels" J.Fradera, S.Cuesta-López. Fusion Engineering. & Design.(2013)
• "The effect of a micro bubble dispersed gas phase on hydrogen isotope transport in liquid metals under nuclear irradiation" J.Fradera, S.Cuesta-López. Fusion Engineering. & Design. (2013)
• "Nucleation, growth and transport modeling of helium bubbles under nuclear irradiation in lead-lithium with the Self-consistent nucleation theory and surface tension corrections." J.Fradera, S.Cuesta-López. Fusion Engineering. & Design.(2013)