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nanotecnologia y aplicaciones
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GUIA DE APRENDIZAJE No. 2
1)
Nanomaterial
Fecha de fabricación, síntesis o
descubrimiento
Dimensión Características Aplicaciones
Puntos cuánticos
Fue descubierta en los años 80
por Alexei Ekimov y Louis
Brus.
Pueden contener desde 100 a 100.000 átomos, con un diámetro total de partícula
entre 2 a 10 nm, aunque existen con mayores dimensiones.
Son nanoparticulas
hechas de materiales
semiconductores.
Puede usarse para mejorar la
eficiencia de placas
fotovoltaicas y reducir su coste.
Su empleo para el estudio de procesos
biológicos en organismos,
incluso in-vivo, permite obtener una información clave de cómo
funcionan muchas enfermedades y
facilitar la obtención de tratamientos
adecuados para ellas.
Nanotubos de carbono
Desde finales del siglo XIX se conocía que la
descomposición térmica de
hidrocarburos gaseosos producía
filamentos o fibras de carbono.
Descubierta por Sumio Iijima en
1991.
Los nanotubos de carbono son de dimensión
uno.
Elevada fuerza mecánica.
Sus propiedades
pueden modificarse
encapsulando metales en su
interior llegándose a
obtener nanocables eléctricos o
magnéticos, o bien gases
Una de las más interesantes
aplicaciones de los nanotubos de carbono es el
almacenamiento electroquímico de
energía en electrodos de
supercondensadores y baterías.
Fullereno El primer fullereno se
descubrió en
Dimensiones com- prendidas entre 1 y 100
Los fullerenos son moléculas
con formas
Los fullerenos se están usando hoy
en día en la
1985. nm. esferoidales que contienen
desde 32 hasta 960 átomos de carbono sólidos
moleculares, muy estables,
ya que no poseen enlaces
libres, y que dan lugar a
sólidos moleculares
blandos
fabricación de prototipos de
células fotovoltaicas
orgánicas, donde se utilizan
compuestos de carbono en lugar
de silicio.
Grafeno Aunque fue sintetizado por primera vez en 2004, saltó a la fama en 2010 cuando sus
descubridores, los
investigadores de origen ruso Andre Geim y
Konstantin Novoselov.
En el grafeno la longitud de los
enlaces carbono-
carbono es de aproximadamen
te 142 pm (picómetros).
Alta conductividad términa.Alta
conductividad eléctrica.Alta elasticidad
(deformable). Alta dureza
(resistencia a ser rayado).
Este versátil material permitirá
fabricar desde dispositivos
electrónicos con pantallas flexibles y transparentes y
baterías ultrarrápidas a
potentes paneles solares, sin olvidar
aplicaciones en aeronáutica,
medicina y otros sectores que se investigan en la
actualidadNanoshell El
descubrimiento de la nanoshell fue hecho por el
profesor J. Naomi Halas y su equipo en la Universidad de Rice en 2003.
Cuando
tienen sección transversal
rectangular y son 300 micras de ancho, 155
m de profundidad, y
0,45 m de largo.
Es un tipo de nanopartícula esférica que consta de un
núcleo dieléctrico que está cubierto
por una cáscara metálica delgada
(generalmente de oro ).
Son nanopartículas esféricas con
núcleos de sílice y conchas de oro, se
utilizan en la terapia del cáncer
y mejora la bio-imágenes.
Fluoreno El fluoreno se obtiene a partir del alquitrán de hulla, puede ser
también preparado
mediante la deshidrogenaci
Tiene dos anillos
bencénicos.
Forma cristales blancos que
exhiben un olor aromático
característico similar al del naftaleno. Es combustible.
El fluoreno es un precursor para obtener otros compuestos derivados; la
especie padre tiene pocas
aplicaciones. El
ón del difenilmetano.
Tiene una fluorescencia violeta, y de
aquí su nombre. Para propósitos comerciales es
obtenido a partir del alquitrán de
hulla. Es insoluble en
agua y soluble en benceno y
éter etílico.
ácido fluoreno-9-carboxílico es un
precursor de productos
farmacéuticos.
Nanocelulosa
El término nanocellulose o Microfibrillated cellulose fue
usado por primera vez en
1977, se le atribuyó al grupo de
investigadores Turbak, Snyder
y Sandberg.
a tendencia o magnitud típica de el diámetro es de 10 a 20
nanómetros y la de su longitud es de 10 veces o más la de su
diámetro
Es un material que consta de nanofibras de celulosa, que
son una cadena de moléculas de
celulosa de forma tubular
alargada teniendo una
marcada relación de
aspecto longitud-diámetro.
En la elaboración de pantallas electrónicas
flexibles, partes móviles para
computadoras, armas livianas y
vidrios blindados.En la elaboración
de baterías que se recargan al ser
dobladas
Peliculas delgadas
Las películas delgadas se forman por
diversas técnicas, que
incluyen depositación al
vacío, depositación electrónica y
depositación de vapor químico.
La película delgada más común es de
óxido de estaño (IV), Sn O2.
Las películas se aplican al vidrio con objeto de
reducir las rayaduras y la
abrasión y aumentar la
lubricidad, es decir, la
facilidad con que las botellas
pueden deslizarse unas
contra otras.
Las películas delgadas se usan
en microelectrónica
como conductores, resistores
condensadores. También se usan
ampliamente como recubrimientos
ópticos en lentes para reducir la cantidad de luz reflejada en la
superficie del lente y para proteger la
lente.
Nanoporos En la década de 1990.
Son hoyos de tamaño
nanométrico (entre 1 y
En 1953 se inventó el contador
Coulter para la
na de las aplicaciones más interesante en el
mundo de la
100 nm). contabilización y medición del
tamaño de partículas a micro escala dispersas en
electrolitos. Que consiste en un voltaje aplicado a través de una
pequeña apertura que contiene dos
cámaras llenas de electrolitos,
las partículas se movían de una
cámara a la otra y creaban pulsos de resistencia
característicos para cada electrolito.
biología es la posibilidad de
secuenciar el ADN. La idea radica en utilizar nanoporos de estado sólido que mediante el uso de cargas,
dirigen cadenas de ADN a través del
poro. Estas cadenas pueden
ser de un solo segmento de ADN o la doble hélice.
Nanofibras Se obtienen a partir de técnicas
especiales que permiten
obtener esas fibras ultrafinas, de propiedades
muy particulares y
de muy diversos usos.
es una fibra polimérica con
diámetro inferior a 500
nanómetros.
En el material nanofibroso la
relación superficie-
volumen es muy elevada. Las estructuras obtenidas generan sistemas
dinámicos que pueden variar
tanto el tamaño de los poros
como la forma. Las
propiedades de flexibilidad, tenacidad y
resistencia a la tracción son
imposibles de conseguir con
otros materiales de estructuras
convencionales.
La baja densidad y elevado volumen
de los poros hacen a estos materiales apropiados para
dispositivos biomédicos como
el sistema de liberación
controlada de fármacos o la obtención de cosméticos.
Grafano Descubierto en el 2004
procedente del grafito.
Es un cristal de un solo átomo
de espesor con altísimas y muy
raras propiedades conductoras
La adición de un átomo de
hidrógeno junto a cada uno de los átomos de carbono en el grafeno
logró producir el
nuevo material sin
alterar o dañar la
construcción distintiva de un átomo de
espesor.
Semiconductores y su uso ha sido
pronosticado para muchas futuras
aplicaciones en la electrónica y la
fotónica.
Dedimedros ---- --- --- ---
2)
Problemática Nanomaterial BeneficioCancer Moleculas que actúan como
sensores capaces de destruir las celular cancerígenas.
Un artilugio de 2x0'8cm con componentes electrónicos como una pequeña batería, sensores, un receptáculo para las medicinas y un radiotransmisor, es uno de los primeros prototipos utilizado. Fue desarrollado en 1999 por el Ceotheor (Centro Técnico de la Industria Relojera) de Besançon, Francia y la Fundación Suiza para la Investigación en Microelectrónica con el objetivo del diagnostico y tratamiento de ciertas enfermedades cristalinas. Una vez ingerida la cápsula, viaja hasta el intestino, donde registra una serie de parámetros como la temperatura y la presencia de ciertos productos químicos como hormonas.
Con este aparato se puede transmitir información al médico, que decide en tiempo real la liberación del fármaco o el despliegue de un minúsculo brazo articulado para la toma de muestras de líquidos o tejidos.
Reparar las celular cerebrales
Capsulas de nanoparticulas especiales.
do una técnica que consiste en introducir nanopartículas en los vasos sanguíneos con la finalidad de permitir a los médicos intervenir directamente en diferentes células del cerebro y realizar tratamientos inéditos para enfermedades neurológicas como el Parkinson, informa al respecto la National Science Foundation en un comunicado.
Remedio contra todos los virus
Medicamento desarrollado por el Lincloln Labroratory y del grupo Nanoscales Technologies en USA
El fármaco detecta el funcionamiento de virus en una célula y desencadena una reacción que hace que la célula se "suicide" eliminando así el entorno en el que el virus puede autoreplicarse. "Teoricamente, funciona para cualquier virus", sostienen sus inventores.
3)
Enunciado Punto de vista de Harold Kroto
Punto de vista personal
“Deberíamos empezar a aprender a construir no siempre desde arriba hacia abajo sino lo contrario”.
Cree que es una gran herramienta técnica de empezar a construir desde abajo hacia arriba, lo cual antes no se usaba.
La nanotecnología ayuda al crecimiento potencial de los materiales y para los descubrimientos científicos, usando como base en la construcción de nuevas tecnologías que ayudan no solo a la ciencia sino a la humanidad.
“Gracias a las propiedades de resistencia a la tracción de los nanotubos, tenemos la posibilidad de revolucionar la ingeniería civil”.
Comenta que los nanotubos son estructuras alargadas, en forma de tubos redondos o alargados con propiedades eléctricas interesantes. Tienen una dureza impresionante que va a revolucionar la ingeniería civil.
Pienso que no solo la ingeniería civil se podría revolucionar o beneficiar con la nanotecnología, sino también varias ingenierías y ciencias puras como la física, la química o incluso la medicina.
“Nos enfrentamos a problemas acuciantes de sostenibilidad, de supervivencia, e intentamos forjar una sociedad que dependa menos del petróleo. Son nuestras verdaderas batallas y la nanotecnología, al parecer, puede ayudarnos en este sentido”.
Nos enfrentamos a una sociedad dependiente del petróleo como principal fuente de energía, los gobiernos tienden a gastar más dinero en esas fuentes que en el desarrollo de nuevas tecnologías o técnicas de producción y aprovechamiento de la energía.
La nanotecnología puede ayudar al aprovechamiento de las nuevas energías ya existentes como por ejemplo la energía solar a través de las nano células solares y no solo depende de energías rusticas; como el petróleo o la energía nuclear que han causado daños al medio ambiente.
ELABORADO POR: RICARDO ANDRES ERAZO SANCHEZ