Nanomateriales

Nanomateriales

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Coge un milímetro

¿Qué es un nanometro?

Divídelo en mil partes iguales

Eso es un micrometro, o simplemente una micra

Ahora coge una micra

Divídela en mil partes iguales

Eso es un nanómetro

Veamos un ejemplo de cosas de esos tamaños...

1 milímetro = 0.001 metro

¿Qué es un nanómetro?

La primera definición de la unidad de longitud "metro" fue creada por la Academia de Ciencias de Francia poco después de la revolución francesa, en 1792. El "metro" se definió como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre, sobre la superficie de la Tierra, tal y como muestra la figura. Casi un siglo después la Comisión Internacional del Metro adoptó como unidad de medida un patrón nuevo realizado en platino-iridio, y acordó también la constitución de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. En 1960 se adoptó una nueva definición de metro, como 1 650 763,73 veces la longitud de onda en el vacío de la radiación naranja del isótopo 86 del elemento criptón. La definición actual de metro data de 1983, y está basada en la velocidad de la luz en el vacío: El metro es la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante una fracción de segundo de 1/299 792 458 Es decir, que la velocidad de la luz queda fijada en c = 299 792 458 m/s. Si quieres consultar la evolución detallada de la definición de metro, puedes hacerlo en este enlace.

1 milímetro = 0.001 metro

1 micra = 0.001 milímetro

1 nanómetro = 0.001 micra

¿Qué es un nanómetro?

Futboleno

Es decir, 1 metro = 1000 000 000 nanómetros

La primera definición de la unidad de longitud "metro" fue creada por la Academia de Ciencias de Francia poco después de la revolución francesa, en 1792. El "metro" se definió como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre, sobre la superficie de la Tierra, tal y como muestra la figura. Casi un siglo después la Comisión Internacional del Metro adoptó como unidad de medida un patrón nuevo realizado en platino-iridio, y acordó también la constitución de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. En 1960 se adoptó una nueva definición de metro, como 1 650 763,73 veces la longitud de onda en el vacío de la radiación naranja del isótopo 86 del elemento criptón. La definición actual de metro data de 1983, y está basada en la velocidad de la luz en el vacío: El metro es la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante una fracción de segundo de 1/299 792 458 Es decir, que la velocidad de la luz queda fijada en c = 299 792 458 m/s. Si quieres consultar la evolución detallada de la definición de metro, puedes hacerlo en este enlace.

La nanoescala

Escala según tamaño del objeto

La nanoescala

Se llama Material Nanométrico si mide

¿Cuánto miden 100 nm? Virus del sida

¿Cuánto es 1 nm? Futbaleno

• menos de 100 nm
• más de 1 nm

El Buckminsterfullereno pertenece a la familia de los fullerenos, que es una de las formas en las que se puede presentar el elemento Carbono. Está constituido por 60 átomos de carbono, que forman pentágonos y hexágonos alternos, como se muestra en la figura. Esta estructura es semejante a la que tiene un balón de futbol. Por ello, esta molécula, C 60, también se conoce como futboleno. El tamaño de la molécula de fulboleno es de aproximadamente un nanómetro (1 nm), mientras que la distancia promedio entre dos átomos de carbono unidos es de 0.14 nm. Si el tamaño del virus del sida es de unos 100 nm, eso quiere decir que dentro de un virus del sida cabrían un millón de moléculas de fulboleno. Las moléculas relativamente pequeñas tiene tamaños entorno a un nanómetro, como por ejemplo la glucosa. El diámetro de los nanotubos también es del mismo orden.

Nanodimensionalidad

Todos los objetos tienen tres dimensiones

Al menos una dimensión tiene que ser "nano"

Para ser Nanomaterial

Es decir, entre 1 y 100 nanómetros

Nanodimensionalidad

Nanolámina

Nanohilo (-tubo)

Nanopartícula

Nanodimensionalidad

Nanolámina

Nanohilo (-tubo)

Nanopartícula

Espesor 20 nm

Foto de microscopía electrónica de barrido de láminas de MOF. Investigadores del Instituto de Tecnología Química (centro mixto CSIC-UPV) han desarrollado una tecnología de membranas para separar gases, con un gran número de aplicaciones industriales. Las membranas están formadas por láminas de espesor nanométrico (unos 20 nanometros), hechas de compuestos metalorgánicos con alta porosidad, sobre un polímero, que les sirve de soporte. “Ajustando el tamaño de sus poros y su composición química, se pueden adaptar las nanoláminas para que filtren otros gases, incluso en mezclas de más de dos componentes. Posiblemente, aunque aún estamos investigando, también se puedan adaptar para filtrar elementos en fase líquida”. Francesc Llabrés Puedes leer el artículo científico AQUÍ MOF: Metal-Organic-Framework CSIC: Consejo Superior de Investigaciones Científicas UPV: Universidad Politécnica de Valencia

Imagen de microscopía electrónica de barrido de nanotubos de dióxido de titanio TiO2. El dióxido de titanio presentan una gran variedad de aplicaciones, muchas de ellas basadas en materiales manométricos. Como ejemplo podemos citar sus usos en el campo del almacenamiento de energía (baterías y celdas solares), membranas de filtración, superficies hidrófobas y autolimpiables, descontaminación, etc. La imagen elegida es de nanotubos de TiO 2 que serán posteriormente recubiertos de fosfato de calcio, para evaluar su compatibilidad biológica (por ejemplo, integración en huesos). Puedes leer el artículo científico AQUI.

Las nanopartículas de oro presentan una gran actividad química. Entre sus aplicaciones podemos citar: - catalizadores para eliminar contaminantes orgánicos - descontaminación de aguas residuales y aguas negras (que contienen menor cantidad de oxígeno que las aguas residuales). - aplicaciones fototérmicas: al ser activadas en presencia de luz láser, desprenden calor. - diagnóstico del cancer, ya que adecuadamente activadas se pueden unir selectivamente a células cancerígenas y no a células sanas. La imagen que se muestra es de nanopartículas de oro de aproximadamente 60 nm de tamaño, comercializadas por la casa cYtodiagnostics.ç

Nanopropiedades

¿Cuál de estas suspensiones contiene oro?

¡ TODAS ! tienen oro

Esto es Oro

El color depende del tamaño y de la forma de la partícula

El tamaño SI importa

Nanopropiedades

Ejemplo: Vidrieras

Nanopropiedades

Nano-propiedades

Hay muchas Propiedades que dependen el tamaño:

• Color

• Conductividad

• Magnetismo

• etc

• Dureza

• Resistencia

• Temperatura de fusión

Empezando por la imagen "Fluorescence of Semiconductor...", y siguiendo su orden de aparición, las imágenes han sido tomadas de: http://slideplayer.com/slide/6346624/ (Fluorescence of semiconductor...) http://slideplayer.com/slide/6346624/(Melting point...) http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921452613007497 (U eV/atom) http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=40823.php (Spintronic) https://www.alcf.anl.gov/projects/probing-non-scalable-nano-regime-catalytic-nanoparticles-electronic-structure-calculations(CO adsorption on a gold nanoparticle) https://www.linkedin.com/pulse/designing-future-nano-electronic-materials-graham-jones (plasmon) https://www.linkedin.com/pulse/designing-future-nano-electronic-materials-graham-jones (plasmon-laser) https://www.linkedin.com/pulse/designing-future-nano-electronic-materials-graham-jones (donor) http://www.nano-reviews.net/index.php/nano/article/view/22578 (photoelectrode) http://www.intechopen.com/books/solar-cells-new-approaches-and-reviews/quantum-dots-solar-cells (density of states) http://biomaterials.kaist.ac.kr/pub/pub.htm (Carbon-based nanomaterials...) http://twistedsifter.com/2012/05/hypnotic-magnetism-of-ferrofluids/ (ferrofluid) http://www.nanoscience.de/lexi/nanospintronics_research_program.html (spintronis)

¿Qué podemos hacer con los nanomateriales?

1.- Introducción a los nanomateriales

2. Ferrofluidos (nanomagnetismo)

3.- Tratamiento del cancer

4.- Descontaminación del aire

6.- Superficies impermeables y autolimpiables

7.- ¿Qué es el grafeno? ¿Que podemos hacer con él?

5.- Nanofotónica

Saltar Vídeos

8.- Nanotecnología medieval

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Hasta pronto...

Estos vídeos son solo un ejemplo Puedes encontar muchos más en la red Si quieres saber más sobre Química y Caracterización de Materiales, no dejes de visitar mi página Web. Nos vemos...