Nanomateriales

3.  Los nanomateriales son materiales
con propiedades morfológicas mas
pequeñas que un micrómetro en al
menos una dimensión. A pesar del
echo de que no hay consenso del
tamaño mínimo o máximo de un
nanomaterial, algunos autores
restringen su tamaño de 1 a 100 nm,
una definición lógica situaría la
nanoescala entre la microescala (1
micrómetro) y la escala atómica
(alrededor de 0,2 nanómetros)
DEFINICIÓN

6. Nanotecnología
Objetivos:
1. Ubicación atómica
2. Estructuras cumplan las leyes de la
física y química
3. Costos
Materiales
Obtención

7. Basados en carbono
Estos nanomateriales están compuestos
mayoritariamente por carbono y suelen adoptar formas
como esferas huecas, elipsoides o tubos. Los
nanomateriales de carbono con forma elipsoidal o
esférica se conocen como fullereemos, mientras que los
cilíndricos reciben el nombre de nanotubos. Estas
partículas tienen muchas aplicaciones posibles,
incluido el desarrollo de recubrimientos y películas
mejoradas, materiales más ligeros y resistentes y
diversas aplicaciones en el campo de la electrónica.
Basados en metales
Estos nanomateriales incluyen puntos
cuánticos, nanopartículas de oro y plata y óxidos
metálicos como el dióxido de titanio.
CLASIFICACIÓN DE NANOMATERIALES

8. DENDRÍMEROS
Estos nanomateriales son polímeros de tamaño
nanométrico construidos a partir de unidades ramificadas.
La superficie de un dendrímero tiene numerosos extremos
de cadena, que se pueden adaptar para desempeñar
funciones químicas específicas. Esta propiedad se podría
utilizar también para la catálisis. Además, debido a que
los dendrímeros tridimensionales contienen cavidades
interiores en las que se pueden introducir otras moléculas,
pueden ser útiles para la administración de fármacos.
COMPUESTOS
Los compuestos combinan las nanopartículas con otras
nanopartículas o con materiales de mayor tamaño. Las
nanopartículas, como arcilla a nanoescala, ya se están
añadiendo a numerosos productos, desde piezas de
automóviles a materiales de empaquetado, para mejorar
sus propiedades mecánicas, térmicas, protectoras, etc.

9. CLASIFICCIÓN
NANOESTRUCTURAS

10. 1.NANOESFERAS.
Uso de polímeros inorgánicos o sus
combinaciones.
Diámetros promedio en nanómetros.
Tamaño a nanoescala y su capacidad para
encapsular y liberar fármacos o moléculas
activas

13. 2. NANORODS.
Se trata de partículas muy
pequeñas con cuando
menos una dimensión
menor de los 100 nm. Las
nanopartículas de silicato
y las metálicas, se usan en
los nanocompuestos
poliméricos.

14. 3.
Entrega de moléculas bioactivas.
Pueden ser esferas, cubos, varillas, en forma de estrella o cilíndrica
como un violín. El tamaño y la forma se pueden controlar en
función sobre las propiedades de los materiales.
Campos de la biotecnología terapéutica, el diagnóstico, el
tratamiento de tumores y la administración de fármacos

16. 3.NANOTUBOS.
Son estructuras tubulares con diámetro nanométrico. Aunque
pueden ser de distinto material, los más conocidos son los de
silicio y principalmente, los de carbono. Son tipo canuto o de
tubos concéntricos (o multicapa). Algunos están cerrados por
media esfera de fulereno (o fullereno), una forma estable del
carbono, del nivel siguiente al del diamante y el grafito.
Aplicaciones:
Las aplicaciones de los nanotubos son muchas entre las cuales
están.
Súper condensadores
Almacenamiento de hidrogeno
Células solares
Tintas conductoras

17. Son ordenadas o multicapa. Utilizados
principalmente en el campo textil, consiste en
entretejidos manométricos de partículas por
distintos métodos dotando a la prendas y
mallas comunes de características nuevas
Aplicaciones:
Plano textil
Paneles solares
Algunos sectores militares
4.SUPERFICIES NANOMODULADAS.

18. 5.MATERIALES
NANOPOROSOS. Principalmente de sílica y alúmina.
Usados, por ejemplo, para captura de elementos nocivos.
Aplicaciones:
Absorbentes de toxinas
Filtros cerámicos nanoporosos

19. 6.NANOCAPAS. Se trata de recubrimientos con espesores de nanoescala. Son
usados en barnices, lubricantes o para endurecer compuestos frágiles o como protección ante la
corrosión.
Aplicaciones:
Se usan para crear barnices anticorrosivos, lubricantes o endurecer compuestos frágiles y como
protección ante la corrosión.

20. 7.NANOESTRUCTURAS
BIOLÓGICAS. Materiales biomiméticos a escala
nanométrica. Como polímeros usados como base para el
crecimiento de la piel. o gomas antimicrobianas.
Aplicaciones:
Podrían usarcé para el estudio del crecimiento de las células y la
ingeniería de los tejidos.

21. NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA
• El prefijo ‘nano’ se refiere a las dimensiones: un
nanómetro (nm) es la millonésima parte de un
milímetro (mm). Los nanomateriales son todos
aquellos materiales que al menos en una de sus
dimensiones son inferiores a 100 nm.
• El enorme interés creado por estos materiales
tiene su origen en las propiedades que presentan,
en general muy superiores, y a menudo diferentes,
cuando se comparan con las de los mismos
materiales a tamaños mayores. Esas propiedades se
deben a tres características comunes a todos ellos:
el pequeño tamaño de partícula, el elevado
porcentaje de fracción atómica en un entorno
interfacial y la interacción entre las distintas
unidades estructurales.

22. La nanociencia es distinta a las otras ciencias
porque aquellas propiedades que no se pueden ver
a escala macroscopica adquieren importancia,
como por ejemplo propiedades de mecánica
cuántica y termodinámicas. En vez de estudiar
materiales en su conjunto, los científicos investigan
con átomos y moléculas individuales. Al aprender
más sobre las propiedades de una molécula, es
posible unirlas de forma muy bien definida para
crear nuevos materiales con nuevas e increíbles
características
NANOCIENCIA

23. NANOTECNOLOGÍA
La Nanotecnología al definirse en base a la escala
(nanoescala) y no al tipo de sistema en estudio, es de
carácter transversal y tiene aplicaciones en todas las
actividades del quehacer humano, como medioambiente,
sector energético, medicina, electrónica, exploración
espacial, construcción, agricultura, cosmética, etc…, es por
ello que el impacto de la Nanotecnología en nuestra
sociedad es muy grande, y existe consenso de que
Nanotecnología dará origen a la revolución industrial del
siglo XXI, tal como lo dijo Charles M. Vest’s (ex-
Presidente del MIT (Massachusetts Institute of Technology)
en un discurso el año 2001.

24. HUMEDA
La nanotecnología húmeda va dirigida al desarrollo de sistemas
biológicos para la manipulación de material genético, membranas,
enzimas y componentes celulares, y todo sistemas que necesite un
medio acuoso. También se basan en organismos vivientes cuyas
formas, funciones y evolución, son gobernados por las interacciones
de estructuras de escalas manométricas.
SECA
Derivada de la ciencia de superficies y química física, la
nanotecnología seca se centra en la fabricación de estructuras de
carbón (por ejemplo fullerees y nanotubos), silicio y otros materiales
inorgánicos. Permite el uso de metales y semiconductores, que poseen
electrones que proporcionan las propiedades físicas que resultan
interesantes para aparatos electrónicos, magnéticos y ópticos. En le
lenguaje de difusión, "Nanotecnología seca" se emplea
frecuentemente al referirse al diseño de dispositivos mecánicos
diminutos pero tradicionales con pequeñas cantidades de átomos.
Tipos de nanotecnología

25. BUTTON UP
Nanotecnología molecular, se centra en la construcción de
estructuras y objetos a partir de sus componentes atómicos
y moleculares; este tipo de nanotecnología es acogida
como el enfoque principal de la nanotecnología ya que ha
de permitir que la materia pueda controlarse de manera
precisa.
TOP DOWN
Se trata de diseñar y miniaturizar el tamaño de estructuras
para obtener a nano escala sistemas funcionales, algunas
de sus aplicaciones se presentan de forma clara en la
producción de nano electrónica (miniaturización de
sistemas electrónicos a nano escala).
COMPUTACIONAL
Con esta rama se puede trabajar en el modelado y
simulación de estructuras complejas de escala
manométrica. Se puede manipular átomos utilizando los
nanomanipuladores controlados por computadoras.
Métodos de producción de
nanomateriales

27. NPs Inorgánicas
Preparación Química
Técnica Sol-Gel

28. Nanopolimeros
Polímero dispersión
Gelificación iónica de polímeros hidrofílicos
Polimerización no humectante de monómeros
Biomédico

32. APLICACIONES DE
LA
NANOTECNOLOGÍA

33. Medio Ambiente
Las aplicaciones de la Nanotecnología en el medio ambiente, involucran el desarrollo de
materiales, energías y procesos no contaminantes, tratamiento de aguas residuales,
desalinización de agua, descontaminación de suelos, tratamiento de residuos, reciclaje de
sustancias, nanosensores para la detección de sustancias químicas dañinas o gases tóxicos.

34. Medicina
Las aplicaciones de la Nanotecnología en Medicina se
denomina Nanomedicina, y dentro de ella tenemos
el desarrollo de nanotransportadores de fármacos a
lugares específicos del cuerpo, que pueden ser útiles
en el tratamiento del Cáncer u otras enfermedades,
biosensores moleculares con la capacidad de detectar
alguna sustancia de interés como glucosa o algún
biomarcador de alguna enfermedad,
nanobots programados para reconocer y destruir
células tumorales o bien reparar algún tejido como el
tejido óseo a raíz de un fractura, nanopartículas con
propiedades antisépticas y desinfectantes, etc.

36. Tecnologías de la comunicación e
informática
Las aplicaciones de la Nanotecnología en las tecnologías
de la comunicación e informática, comprende el
desarrollo de sistemas de almacenamiento de datos de
mayor capacidad y menor tamaño, dispositivos de
visualización basados en materiales con mayor
flexibilidad u otras propiedades como transparencia que
permitan crear pantallas flexibles y transparentes, además
el desarrollo de la computación cuántica.

37. AGRICULTURA
Las aplicaciones de la Nanotecnología en la Agricultura, tienen relación con mejoras
en plaguicidas, herbicidas, fertilizantes, mejoramiento de suelos, nanosensores en la
detección de niveles de agua, Nitrógeno , agroquímicos, etc..

38. GANADERÍA
Las aplicaciones de la
Nanotecnología en la Ganadería
dicen relación con el desarrollo de
Nanochips para identificación de
animales, Nanopartículas para
administrar vacunas o fármacos,
nanosensores para detectar
microorganismos y enfermedades
además de sustancias tóxicas.

39. Cosmética
Las aplicaciones de la Nanotecnología
en la cosmética implica el desarrollo de
cremas antiarrugas o cremas solares
con nanopartículas.