CERO: Antecedentes. PRIMERA: Objeto.

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1 PLIEGO DE PRESCRIPCIONES TÉCNICAS QUE HA DE REGIR EN LA CONTRATACIÓN DE SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE UNA PLATAFORMA DE ENSAYOS NANOMECÁNICOS MULTIESCALA CON OBSERVACIÓN IN-SITU DENTRO DE UN MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO CERO: Antecedentes. El Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Materiales (Instituto IMDEA Materiales) es un Instituto de Excelencia en Ciencia e Ingeniería de Materiales creado por la Comunidad de Madrid en coordinación con universidades, centros de investigación y empresas. Constituida como Fundación sin ánimo de lucro en Noviembre de 2006 en el marco del IV PRICIT, su estructura y naturaleza jurídica están orientadas a ayudar a superar la distancia existente entre la investigación y la sociedad. Para el normal funcionamiento y óptimo desarrollo de su actividad investigadora, se hace necesario disponer de equipamiento científico-técnico avanzado y de altas prestaciones. Es por ello que, como dotación básica de Laboratorio, se requiere la adquisición de una plataforma de ensayos nanomecánicos multiescala, que partiendo de fibras constituidas de nanoentidades (nanotubos y nanofibras), sea capaz de determinar el comportamiento mecánico tanto de la fibra macroscópica como de las nanoentidades, incluyendo la observación in-situ dentro de un microscopio electrónico de barrido (SEM). PRIMERA: Objeto. El objeto de la contratación es la adquisición e instalación y puesta en funcionamiento de una plataforma de ensayos nanomecánicos multiescala con observación in-situ a la línea de Caracterización Avanzada del Instituto IMDEA MATERIALES, de acuerdo con las prescripciones técnicas que figuran en el presente anexo. Con esta plataforma se busca dotar a la entidad de una capacidad única para la caracterización mecánica de nuevos materiales con arquitectura multi-escala. En los últimos años, ha habido una implosión en el desarrollo de nanomateriales (nanopartículas, nanohilos, nanotubos, nanocapas) que presentan propiedades mecánicas excepcionales. Sin embargo, dichas propiedades no han sido todavía explotadas de forma generalizada en muchas aplicaciones industriales, entre otras razones debido a las dificultades inherentes al manejo y manipulación de dichos nanomateriales. Una de las posible estrategias para superar estas limitaciones, en la que el Instituto IMDEA Materiales está trabajando de forma muy activa, radica en el desarrollo de nuevos materiales masivos, constituidos mediante el ensamblaje de nanomateriales con arquitecturas definidas. Se trata de una estrategia novedosa, y como tal, las máquinas de ensayo mecánico convencionales no son suficientes para el estudio de sus propiedades mecánicos. La plataforma objeto de esta actuación tiene por objeto suplir esta carencia mediante la adquisición de una plataforma que permita la realización de ensayos mecánicos a diferentes escalas: (i) a nivel del material masivo ensamblado, en general en forma de fibras microscópicas, (ii) a nivel de cada una de las unidades elementales de nanomaterial que constituyen el material ensamblado (unidades nanométricas) y (iii) así como el estudio de las interacciones entre las distintas unidades elementales. Además, debido a la longitud de escala de los materiales, es necesario que dichos ensayos sean realizados dentro de un microscopio de haces enfocados (FIB) existente en el Instituto IMDEA Materiales, permitiendo así la manipulación y observación in-situ durante la deformación de las unidades elementales de nanomaterial. SEGUNDA: Especificaciones técnicas del suministro. Las ofertas han de ajustarse a las condiciones especificadas a continuación:

2 1. PARTES Y COMPONENTES DEL SUMINISTRO: 1.1. Módulo de ensayo de fibras: Sistema de mordazas especial para fibras. Sistema de medición de la densidad lineal de fibras Dos juegos de mordazas para distintos tipos de fibras. Sistema de monitorización y registro de datos mediante conexión e interfaz con ordenador. Programas (Software) para visualizar y extraer datos de extensión y carga. Célula de carga de alta precisión en el rango de al menos mN Acoplamiento para sistema de ensayo a tracción en líquidos Acoplamiento para sistema de ensayo en modo carga/descarga 1.2. Módulo de ensayo de nanomateriales: constará como mínimo de los siguientes elementos: Plataforma de medida que integra todos los elementos y que debe ser compatible con su instalación en los microscopios existentes en la Fundación IMDEA Materiales para la realización de ensayos in-situ: un microscopio electrónico de barrido ZEISS EVO MA15 y un microscopio de doble haz SEM-FB FEI Helio 600i. Dicha plataforma integra el transductor o transductores, el sistema de calentamiento y el portamuestras, descritos a continuación. Un transductor o varios transductores compatibles para vacío con actuación electrostática con sensor de desplazamiento integrado, que permitan un amplio rango de cargas y desplazamientos compatible con el ensayo a tracción, compresión, indentación y flexión de objetos de tamaños en el rango entre 50 nm y 30 μm. Los transductores deben ser fácilmente instalados y desinstalados por el usuario para responder a requerimientos de fuerza diferentes. Un sistema de calentamiento simultáneo de la muestra y de la sonda. Portamuestras con posicionamiento fino de la muestra integrado basado en tecnología piezoeléctrica, que permita al menos los siguientes grados de libertad: posicionamiento lineal en el espacio (ejes X, Y, Z), así como rotación de la muestra alrededor del eje de carga e inclinación con respecto al eje de carga. Controladores electrónicos necesarios para el manejo de los transductores, el control de la temperatura y la operación de los movimientos del portamuestras, incluyendo la adquisición continua de la medida de rigidez de contacto entre la sonda y la muestra. Interfaz de usuario, incluyendo un sistema informático compuesto por un ordenador portátil y software de control y adquisición de datos. Adaptadores mecánicos necesarios para fijar la plataforma en el stage de los dos microscopios instalados en la Fundación IMDEA Materiales.

3 Adaptadores necesarios a instalar en las cámaras de ambos microscopios electrónicos para la alimentación eléctrica y la captación de las señales de medida cuando la plataforma se opere dentro de los microscopios. Al menos cuatro sondas de indentación, cumpliendo las especificaciones descritas en el siguiente apartado Manuales de operación, así como los de usuario de todos los componentes de este suministro Cursos de formación completo en los diversos métodos de trabajo a la recepción del equipo. 2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SUMINISTRO: 2.1. Módulo de ensayo de fibras: tendrá las siguientes especificaciones técnicas: Célula de carga: - Célula de carga máxima igual o superior a 2N - Célula de carga mínima igual o inferior a 1mN - Célula de carga con resolución igual o mejor a 0.1mN Marco y sistema de mordazas: - Sistema especial de sujeción para fibras sin requerir preparación de marcos y otros dispositivos no integrados al equipo, adaptable a distintos tipos de fibras. - Posibilidad de adaptar accesorios/software para realizar ensayos de carga/descarga y creep - Posibilidad de adaptar accesorios/software para realizar ensayos en fibras sumergidas en líquidos. - Rango de longitud de fibra que se puede someter a ensayos de tracción que abarque al menos 1mm 80mm. - Rango de velocidad de desplazamiento que abarque al menos mm/min - Volumen libre alrededor de la muestra de fibra de al menos 30 x 30 x 50m para realizar adaptaciones para mediciones in situ de otra índole (e.g. eléctrica) Módulo de ensayo de nanomateriales: cumplirá las siguientes especificaciones técnicas Plataforma in-situ: debe ser compatible con su instalación en los microscopios existentes en la Fundación IMDEA Materiales para la realización de ensayos in-situ: un microscopio electrónico de barrido ZEISS EVO MA15 y un microscopio de doble haz SEM-FB FEI Helio 600i. Transductor o transductores de carga: se suministrarán tantos transductores sea necesario para cumplir con las siguientes especificaciones. Dichos transductores deberán ser fácilmente montables y desmontables por el usuario sin necesidad de intervención del proveedor:

4 - Rango de carga: Máxima carga aplicable: 150 mn - Rango en desplazamiento: 5 μm hasta 10 mn; 150 μm hasta 150 mn. - Ruido en carga: < 0.4 μn RMS hasta 10 mn; 4 μn RMS hasta 150 mn - Ruido en desplazamiento: < 1 nm RMS. Sistema de calentamiento: el sistema de calentamiento debe ser desmontable y debe permitir el calentamiento simultáneo de muestra y sonda con las siguientes especificaciones: - Rango de temperatura: desde temperatura ambiente hasta 800 ºC - Deriva térmica: < 0.5 nm/s. El Portamuestras con posicionamiento fino de la muestra integrado basado en tecnología piezoeléctrica, debe poseer 5 grados de libertad cumpliendo las siguientes especificaciones: - Ejes Y, Z (plano perpendicular a la dirección de actuación): Posicionamiento fino de la muestra en los ejes Y,Z en un rango de más de 10 mm en cada eje, con una precisión de 5 nm. - Eje X (dirección de actuación): incluyendo movimiento relativo del transductor (eje X) y de la muestra (eje X ), cubriendo un rango de 8 mm, con una precisión de 5 nm. - Rotación alrededor de la dirección de actuación: debe permitir un ángulo de rotación de la muestra de más de 90º. - Inclinación con respecto a la dirección de rotación: debe permitir una inclinación de la muestra de 180º; este requerimiento se podrá reducir a <20º cuando el sistema de calentamiento esté montado. El Controlador electrónico del transductor cumplirá las siguientes especificaciones: - Tipo de conexión USB con interfaz de usuario. - Velocidad de retroalimientación de al menos 78 khz. - Convertidores de 16 y 24 bits. - Modo de trabajo en lazo cerrado con sistema active-damping. - Medida continua de la rigidez de contacto entre muestra y sonda. La interfaz de usuario cumplirá las siguientes especificaciones: - El ordenador portátil llevará instalado el sistema operativo Windows, incluyendo el paquete Office. Dicho ordenador deberá integrar una tarjeta de vídeo con capacidad de doble visualización. - El software de control y adquisición de datos debe poseer controles interactivos para el posicionamiento fino de la sonda hacia la muestra, así como una interfaz de control. Debe visualizarse de forma continua los valores de carga y desplazamiento y debe

5 permitir la obtención de gráficos en tiempo real de fuerza frente a desplazamiento, fuerza/desplazamiento frente a tiempo y rigidez instantánea de contacto frente a tiempo. Además el software debe permitir un control de parada que permita al usuario la descarga en cualquier momento del ensayo. Los archivos de datos deber ser exportables en formato de archivos tipo ASCII. - Integración video con los microscopios electrónicos de barrido: debe existir una salida simultánea tanto de imágenes como de curvas de fuerza-desplazamiento, de tal forma que la adquisición de ambas sea de forma sincronizada. Deben incluirse todos los componentes necesarios a nivel de hardware y software para dicha integración. Al menos cuatro sondas de indentación: dos sondas de indentación de diamante conductor con geometría cube corner (una para su utilización a temperatura ambiente y la otra adaptada a las medidas a alta temperatura) y dos sondas con punta plana de diámetro 15 μm: una para su utilización a temperatura ambiente fabricada en diamante conductor y la otra adaptada a medidas de alta temperatura, fabricada en alúmina monocristalina Manuales de operación, así como los de usuario de todos los componentes de este suministro 2.4. Curso de formación completo en los diversos métodos de trabajo a la recepción del equipo. El plan se acordará entre ambas partes pero su duración tendrá que ser suficiente para garantizar un aprendizaje adecuado Otros: Se consideran incluidos en el contrato de suministro: los trasportes, la información y el asesoramiento, la instalación del equipo y la puesta en marcha completa y la comprobación de funcionamiento óptimo del equipo; las instrucciones de servicio así como un curso de formación para el personal que usará el equipo, la duración del cual tendrá que ser suficiente por un aprendizaje adecuado.