Presentación
La Unidad de Materiales genera conocimiento, forma recursos humanos de alto nivel y desarrolla tecnologías en el área de materiales poliméricos. La Unidad de Materiales aborda conocimiento de frontera como es el caso de los grupos de nanomateriales y materiales compuestos avanzados; en estos grupos se está trabajando en sistemas jerárquicos que implica el uso de materiales a tamaño micro y nanométrico como una forma de desarrollar materiales con mejores propiedades. El grupo de biomateriales desarrolla investigación de frontera en el área de materiales jerárquicos para aplicaciones vasculares y en el estudio de materiales para el desarrollo de andamios para el crecimiento celular. En el grupo de membranas de se trabaja en membranas para aplicaciones que involucran la separación de gases, tratamientos de agua y en la generación de energía. El grupo de reciclado trabaja en aspectos ambientales sobre la reducción de la contaminación por los plásticos y los residuos fibrosos agroindustriales.
Misión
Generar conocimientos, desarrollar tecnologías y formar recursos humanos de alto nivel en el área de materiales poliméricos, con el fin de contribuir a la solución de problemas en el ámbito local, nacional e internacional , mediante la investigación básica y aplicada, la vinculación con el sector productivo y la difusión de sus actividades científicas y tecnológicas.
Visión
- Consolidarse como una Unidad que realice investigación básica y aplicada de alto nivel en el área de materiales, autosuficiente y capaz de responder en forma inmediata a las necesidades de la sociedad en el área de su competencia.
- Que los egresados del posgrado sean reconocidos por los sectores académico e industrial por su formación de alta calidad y su capacidad para resolver problemas.
- Que la unidad sea considerada a nivel nacional e internacional, como un centro de referencia en el área de materiales poliméricos.
Líneas de Investigación
I. Materiales compuestos y nanomateriales
Esta línea se basa en el desarrollo de proyectos orientados a entender las relaciones estructura-propiedad fundamentales en materiales avanzados con un fuerte componente de innovación. Se estudian aspectos como la modificación superficial de fibras naturales, fibras textiles y de ingeniería con diversos tratamientos fisicoquímicos y su relevancia en la mejora de las propiedades de adhesión y distribución de estas fibras en matrices poliméricas. En esta línea se incluyen proyectos sobre el tratamiento de nanopartículas, nanofibras y nanoarcillas, así como su inclusión en diversas matrices para su uso en nano-materiales compuestos poliméricos. Asimismo, se estudia y se modela el efecto de la incorporación de estos materiales sobre las propiedades térmicas, fisicoquímicas y mecánicas de materiales compuestos con matrices termoplásticas y termofijas. Por otra parte, se realiza trabajo de investigación sobre materiales estructurados tipo sándwich preparados por el proceso de transferencia de resina (Resin Transfer Molding) como una alternativa para lograr materiales de bajo peso con alta resistencia y rigidez mecánica.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Piezorresistividad y monitoreo resistivo de deformación y procesos de falla en materiales compuestos jerárquicos: experimentación y modelado.
- Estudio y caracterización de materiales compuestos fibroreforzados-metálicos livianos estructurales
- Desarrollo de materiales compuestos livianos con aplicaciones estructurales para zonas sísmicas.
- Estudio de materiales compuestos biomiméticos con estructura jerárquica usando simulaciones computacionales avanzadas.
- Estudio del efecto de escalamiento sobre las propiedades mecánicas y el proceso de falla en laminados multicapa a base de materiales compuestos termoplásticos reforzados con fibras continuas unidireccionales.
- Desarrollo de nuevos modelos de mecánica del medio continuo y su aplicación en materiales y estructuras en micro- y nano-escalas.
- Modificación controlada de la energía superficial de nanoarcillas para su aplicación en la producción de nanocompuestos con matriz polimérica.
- Desarrollo de materiales compuestos compostables jerárquicos reforzados con fibras celulósicas provenientes de residuos agroindustriales
- Análisis de materiales compuestos laminados bajo efectos mecánicos e higrotérmicos.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Dr. Francis Avilés Cetina
- Dr. Jorge Alonso Uribe Calderón
- Dr. Pedro Iván González Chí
Investigadores participantes Grupo de Materiales Compuestos Avanzados
- Dr. Alex Valadez González
- Dr. José Gónzalo Carrillo Baeza
- Dr. Aarón Rivas Menchi
II. Reciclado y Procesamiento de Materiales
La línea de Reciclado y Procesamiento de Materiales atiende necesidades específicas de los diferentes sectores de la sociedad, como son el cuidado del medio ambiente, el aprovechamiento de los recursos naturales y el desarrollo de nuevos materiales. En apego a las nuevas políticas gubernamentales relacionadas con el cuidado del medio ambiente y el desarrollo económico sustentable, los proyectos de esta línea de investigación están especialmente enfocados al aprovechamiento de diferentes tipos de residuos sólidos, fomentando de esta manera la disminución del uso de materia prima virgen, y contribuyendo así a fortalecer la cultura de reciclado en la sociedad. Es así, que los proyectos de esta línea contemplan, entre otros aspectos, el desarrollo de materiales reforzados con fibras naturales provenientes de residuos agroindustriales (bagazo de henequén, bagazo de agave, residuos agroforestales, etc.), lo que implica el desarrollo de métodos innovadores para incorporar materiales lignocelulósicos en plásticos de postconsumo. Asimismo, se investigan los procesos para el aprovechamiento de residuos de madera y de plástico, tratando de encontrar las mejores condiciones de procesamiento para producir materiales que funcionen como elementos constructivos en vivienda, y en general para la industria automotriz, de construcción, agrícola, etc.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Análisis de la degradación biótica y abiótica de materiales compuestos con residuos lignocelulósicos y termoplásticos de reciclo
- Desarrollo de tecnologías para la producción de madera plástica de coco.
- Desarrollo de materiales y productos con Polietileno y Polipropileno de reciclo y otros materiales, bajo nuevas condiciones de procesamiento.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Dr. Carlos Rolando Ríos Soberanis
- Dr. Gonzalo Canché Escamilla
- Dr. Javier Guillén Mallete
- Dr. Ricardo Herbé Cruz Estrada
III. Materiales para Medicina Regenerativa
La línea de Materiales para Medicina Regenerativa se destaca por el desarrollo alcanzado en el área de biomateriales para aplicaciones médicas, en especial, la preparación y caracterización de cementos óseos que fijan prótesis para articulaciones humanas. También se trabaja con materiales para aplicaciones cardiovasculares tanto naturales (pericardio bovino) como sintéticos (poliuretanos segmentados). En los últimos años, se ha incursionado en el área de ingeniería de tejidos que tiene como objetivo el desarrollo de materiales que se pueden utilizar como soportes o andamios (scafolds) para el crecimiento celular.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Biomateriales jerárquicos multifuncionales para la regeneración de vasos sanguíneos.
- Liberación controlada de fármacos antidiabéticos mediante nanoesferas de polímeros biodegradables.
- Estudio de las Propiedades Superficiales de Biomateriales Poliméricos y su Influencia en la Conducta de Adhesión y Proliferación Celular.
- Prototipo de soporte tridimensional (andamio) para el crecimiento de tejido cardiaco.
- Caracterización biológica de materiales poliméricos con potencial uso en la medicina regenerativa en modelos in vitro.
Investigadores participantes
- Dr. Fernando Hernández Sánchez
- Dr. José Manuel Cervantes Uc
- Dr. Juan Valerio Cauich Rodríguez
- Dr. Nayeli Rodríguez Fuentes
IV. Materiales para Aplicaciones Especializadas
La línea de Materiales para Aplicaciones Especializadas está dirigida a la obtención de materiales poliméricos con propiedades térmicas, fisicoquímicas, eléctricas y mecánicas adecuadas para aplicaciones específicas tales como la separación de gases, la purificación agua y la producción de bioenergía. En esta línea se destaca por el desarrollo alcanzado en el área de membranas a partir de copolímeros al azar o en bloque (polímeros de ingeniería), que presentan una alta resistencia a la temperatura y son útiles en la separación de gases y mezclas de líquidos. También se desarrollan procesos para la producción de bioenergía mediante uso de membranas catalíticas (producción de biodiesel), membranas para celdas de combustible y mediante procesos termoquímicos. En esta línea también se trabaja en el desarrollo de polímeros nanoestructurados mediante la técnica de microemulsión, que permite controlar la morfología, tamaño de partícula y las propiedades del nanomaterial.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Preparación de copoliamidas aromáticas sulfonadas y caracterización de sus propiedades para membranas iónicas.
- Síntesis de copolímeros funcionalizados de estructura controlada y su aplicación como membranas catalíticas para la producción de biodiesel.
- Desarrollo de membranas catalíticamente activas para producir biodiesel. (cemieb-cluster biodiesel avanzado).
- Obtención de nanoestructuras y su efecto sobre las propiedades mecánicas y fisicoquímicas de materiales compuestos fotocurados.
Investigadores participantes Grupo de Nanomateriales
- Dr. Ángel de Jesús Montes Luna
- Dr. María Ortencia González Díaz
Personal
Director de la Unidad
Personal de Investigación
Ingenieros
Técnicos
- Alejandro May Pat
- Carlos Cupul Manzano
- César Martín Barrera
- Gaspar Eduardo Martín Pat
- Javier Iván Cauich Cupul
- José de Ángeles Rodríguez Laviada
- Maria Veronica Moreno Chulim
- María Isabel de los Dolores Loría Bastarrachea
- Miguel Ángel Rivero Ayala
- Rita del Rosario Sulub Sulub
- Rossana Faride Vargas Coronado
- Santiago Duarte Aranda
- Wilberth Antonio Herrera Kao
Servicios
Los laboratorios de la Unidad de Materiales del CICY están equipados con el instrumental científico necesario para la caracterización y prueba de casi todo tipo de materiales. La siguiente es una lista de los servicios que se proporcionan tanto a la industria, como a instituciones académicas y al público en general:
Lista de servicios de la UMAT 2020
- Extracción Sólido-Líquido (Soxhlet)
- Servicios-Espectroscopia de infrarrojo
La espectroscopia infrarroja, un tipo de espectroscopía vibracional, mide la absorción de radiación infrarroja por parte de una muestra y proporciona información sobre los grupos funcionales presentes.
Para absorber radiación infrarroja una molécula debe experimentar un cambio neto en el momento dipolar como consecuencia del movimiento vibratorio o rotatorio. Debido a una fluctuación en el momento bipolar de una molécula, ésta crea un campo que puede interaccionar con el campo eléctrico asociado a la radiación electromagnética. Si la frecuencia de la radiación iguala a la frecuencia de una vibración natural de la molécula, ocurre una transferencia de energía que da por resultado un cambio en la amplitud de la vibración molecular y en consecuencia hay absorción de la radiación, esto es, se dice que es activa en el IR. Análogamente, la rotación de moléculas asimétricas alrededor de sus centros de masa produce una fluctuación dipolar periódica y permite la interacción con la radiación.
Un espectro de infrarrojo tiene como ordenada la transmitancia (o absorbancia) y como abscisa el número de onda (cm-1).
La frecuencia de la vibración depende de la masa de los átomos. Los átomos más pesados vibran más lentamente (C-H vs. C-D vs. C-C), es decir, tienen una frecuencia característica más baja. Los enlaces C-N y C-O son similares que los enlaces C-C pero son más polares lo que hace que las absorciones sean más intensas.
La frecuencia de la vibración también depende de la rigidez o energía del enlace. Los enlaces C=C son más fuertes que los enlaces C=C y estos a su vez que los enlaces C-C por lo que los primeros vibran a frecuencias más altas.
Los enlaces más fuertes son más rígidos requiriéndose más fuerza para alargarlos o comprimirlos. Los enlaces O-H y N-H son más fuertes que los C-H por lo que los enlaces O-H y N-H vibran a frecuencias más altas.
La frecuencia e intensidad de los distintos modos de vibración es sensible a la estructura química y física. Por lo tanto, la espectroscopía de infrarrojo puede aplicarse para la identificación de homopolímeros tales como el polietileno (PE), polipropileno (PP), policloruro de vinilo (PVC), poliestireno (PS), politetrafluoroteileno (PTFE), polietilen tereftalato (PET), poliésteres (acetatos, acrilatos, metacrilatos), resinas fenólicas, poliuretanos, poliamidas, etc. También se utiliza para la identificación cuantitativa de copolímeros y su secuencia, así como en mezclas poliméricas. Suele usarse también en la determinación de la cinética de polimerización y curado de resinas, para la identificación de monómero residual y aditivos. Es una herramienta importante para la determinación de la morfología de polímeros y se emplea para determinar isomerismo configuracional y conformacional, ramificación en polímeros, grupos terminales, orden y cristalinidad en polímeros. Finalmente, se emplea en estudios de oxidación y degradación de polímeros.
- Espectroscopía Raman
- Espectroscopía Uv-vis
- Espectrometría de masas
Ejemplos de análisis: Identificación de residuos plásticos en mantos acuosos o productos alimenticios; formulación y caracterización de (nuevos) productos plásticos;
- Temperatura de fusión (Tm) mediante DSC
- Temperatura de cristalización (Tc) mediante DSC
- Temperatura de transición vítrea (Tg) mediante DSC
- Temperatura de transición vítrea (Tg) mediante DMA
- Análisis de cargas/rellenos mediante TGA (Negro de humo )
- Curado de resinas mediante DMA
- Propiedades dinámico mecánicas en flexión mediante DMA
Ejemplos de análisis: Identificación y caracterización de plásticos, resinas termofijas, silicones; latex; poliuretanos;
- Propiedades de tensión (películas, filamentos, laminados, hules y elastómeros)
- Propiedades de compresión (laminados, hules, plásticos, sólidos en general, etc.)
- Propiedades de flexión (laminados, plásticos)
- Resistencia al impacto tipo Izod (lateral) e indentación (frontal).
- Fatiga de materiales (laminados)
- Consistencia de espesores de materiales (fibras, láminas, películas, etc.) con Vernier, micrómetro o microscopía.
Ejemplos de análisis: Caracterización de productos plásticos como bolsas, películas, láminas, tuberías, tableros, productos inyectados, espumas; caracterización de productos elastoméricos como sellos, empaques, tuberías, láminas y partes inyectadas. Maderas, cerámicos, metales y materiales compuestos.
- Propiedades de polímeros fundidos en platos paralelos
- Propiedades de polímeros fundidos mediante extrusión capilar
- Viscosidad intrínseca mediante viscosimetría capilar
- Viscosidad cinemática mediante viscosimetría capilar
Ejemplos de análisis: Propiedades de flujo fundido de compuestos plásticos, resinas vírgenes, plásticos reciclados, gomas; viscosidad intrínseca de PET (pelets, hojuelas filamentos y envases).
- Dispersión de cargas minerales mediante microscopía óptica (Negro de humo,)
Ejemplos de análisis: Caracterización de productos plásticos negros como tuberías, productos inyectados y películas plásticas.
- Permeabilidad de Películas a CO2, N2, CH4, H2 (cámara de permeación)
- Transmisión de Vapor de Agua en Películas
Ejemplos de análisis:
- Extrusión de polietileno y polipropileno
- Índice de Fluidez en termoplásticos (MFI) (polietileno, propileno, etc.)
- Molienda
- Tamizado
- Intemperismo acelerado mediante salt-fog
- Intemperismo acelerado mediante Uv
- Envejecimiento en aire caliente (Hules)
- Asesoría tecnológica en planta
Ejemplos de análisis: Determinación de procesabilidad de plásticos en forma de pelets, hojuelas o en polvo; desarrollo de compuestos plásticos resistentes al intemperismo (UV y ambiente salino); estudios de degradabilidad de plásticos; desarrollo de productos elastoméricos;
- Densidad mediante picnometría (plásticos, hules)
- Densidad por columna de gradiente (plásticos)
- Densidad de espumas por gravimetría (poliuretano, poliestireno expandido)
- Flamabilidad (De acuerdo al estándar UL 94)
- Tamaño de celda en plásticos celulares (De acuerdo al estándar ASTM D3576 – 98)
Ejemplos de análisis: Flamabilidad en colchones, aislantes; identificación, caracterización y desarrollo de productos plásticos; productos plásticos resistentes a la flama para interiores de aviones, casas, autos, entre otros.
Fecha última actualización: 30.03.2026
















