I. INTRODUCCION:

El término Nanomateriales engloba todos aquellos materiales desarrollados con

al menos una dimensión en la escala nanométrica. Cuando esta longitud es,

además, del orden o menor que alguna longitud física crítica, tal como la

longitud de Fermi del electrón, la longitud de un monodominio magnético, etc.,

aparecen propiedades nuevas que permiten el desarrollo de materiales y

dispositivos con funcionalidades y características completamente nuevas. En

esta área, por lo tanto, se incluyen agregados atómicos (clusters) y partículas

de hasta 100 nm de diámetro, fibras con diámetros inferiores a 100 nm, láminas

delgadas de espesor inferior a 100 nm, nanoporos y materiales compuestos

conteniendo alguno de estos elementos. La composición del material puede ser

cualquiera, si bien las más importantes son silicatos, carburos, nitruros, óxidos,

boruros, seleniuros, teluros, sulfuros, haluros, aleaciones metálicas,

intermetálicos, metales, polímeros orgánicos y materiales compuestos.

II. NANOMATERIALES:

Los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más

pequeñas que un micrómetro en al menos una dimensión. A pesar del hecho

de que no hay consenso sobre el 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/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros).

Los nanomateriales tienen características estructurales que hace que al menos

una de sus dimensiones esté en el intervalo 1 a 100 nm. Esto significa que

puede haber nanomateriales 1D, 2D y 3D dependiendo de las dimensiones en

que se cumple tal intervalo (o son nanométricas, según se llaman).

La tecnología que más se emplea es conocida como la bottom-up (o de abajo

hacia arriba) construyendo nanoentidades por combinación de elementos más

pequeños (átomos y moléculas) guiando el autoensamblaje o bajo estrategias

controladas.

La nanociencia y la nanotecnología son nuevas herramientas para la

investigación, la innovación y el desarrollo a partir del control de la estructura

fundamental y el comportamiento de la materia a nivel atómico. Se utiliza para

generar nuevas propiedades y usos, como: la inclusión de nanopartículas para

reforzar materiales, la mejora de propiedades de materiales diseñados para

trabajar en condiciones extremas, la investigación para detectar y neutralizar la

presencia de microorganismos o compuestos químicos adversos.

III. TIPOS DE NANOMATERIALES:

Nanocompuestos. Se trata de materiales creados introduciendo, en bajo

porcentaje, nanopartículas en un material base llamado matriz. Con el

resultado se obtiene materiales con propiedades distintas a las de los

materiales constituyentes. Por ejemplo en propiedades mecánicas (como la

rigidez y la resistencia). Los nanopolímeros son usados para relleno de grietas

en estructuras afectas por sismos, por ejemplo.

Nanopartículas. 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.

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.

Superficies nanomoduladas. Son ordenadas o multicapa.

Materiales nanoporosos. Principalmente de sílica y alúmina. Usados, por

ejemplo, para captura de elementos nocivos.

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.

Nanoestructuras biológicas. Materiales biomiméticos a escala nanométrica.

Como polímeros usados como base para el crecimiento de la piel. O gomas

antimicrobianas.

IV. APLICACIONES DE NANOMATERIALES:

Nanotecnología

La nanotecnología trabaja en procesos científicos sobre tamaños de un

nanómetro, o lo que es lo mismo, en tamaños mil veces más pequeños que un

cabello humano, lo que le permite trabajar con átomos, moléculas y células. La

nanotecnología se inserta directamente en el campo del diseño, lo que quiere

decir, que conforman y sintetizan materiales a través del control de la materia a

nanoescala para construir nanopartículas que tengan diferentes utilidades a las

de la materia original. La nanotecnología aprovecha los nuevos fenómenos

físicos relacionados con los efectos cuánticos que se presentan a esa escala

de manipulación de la materia. La nanotecnología es una nueva tecnología

convergente, lo que quiere decir que puede ser relacionada con otros tipos de

conocimientos, lo que estimula a que aumente la potencialidad de sus

aplicaciones.

Las propiedades electrónicas, magnéticas, ópticas o mecánicas de las

nanopartículas son muy sensibles a su tamaño y se pueden modificar variando

la forma y dimensiones del compuesto. Por este motivo las nanopartículas

resultan muy atractivas para fabricar dispositivos electrónicos y están

destinados a tener un papel estelar en las nuevas tecnologías del siglo XXI

Este es el principio de toda esta revolución llamada nanotecnología, y aunque

el premio Nobel de Física 1965 Richard Feynman planteó una idea sobre la

manipulación de la materia a escala manométrica en su famosa

conferencia llamada  En el fondo hay espacio de sobra, tuvo problemas ya que

en esa época no tenia los recursos tecnológicos para hacerlo, a pesar de ello,

su idea quedó y por ello se lo llama el padre de la nanotecnología.

Nanociencia

La nanociencia es distinta a las otras ciencias porque aquellas propiedades que

no se pueden ver a escala macroscópica 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. Ahora bien, con

el concepto anterior claro podemos definir que las nanociencias se enfocan en

el estudio de las propiedades de los átomos y moléculas, tanto propiedades

físicas, biológicas y químicas de las nanoparticulas, además de la forma de

producirlos y la manera de ensamblarlos con el fin de poder crear los nano-

objetos.

IDENTIFICACIÓN DE NANOMATERIALES

Materiales Nanoestructurados

Una fracción de material comúnmente posee en su interior moléculas

organizadas en granos de dimensiones por lo general de micrómetros y

milímetros de diámetro, estos granos están constituidos habitualmente con

poblaciones de miles de millones de átomos. Una misma fracción de material

nanoestructurado, posee poblaciones granulares inferiores a un par de miles de

átomos y en donde los granos moleculares alcanzan un tamaño máximo de

100 nanómetros de diámetro. Entonces, los materiales nanoestructurados

poseen el 0.001 por ciento de átomos en comparación con un material común

de igual volumen, además los granos nanoestructurados son entre mil y cien

veces más pequeños que los del material original. Todo esto conlleva a una

mayor ligereza de peso y ahorro de materia, además de las nuevas

características que adquieren y que potencian enormemente el material.

Aplicaciones

Cerámicas nanoestructuradas, imanes permanentes de alta temperatura para

motores de aviones; materiales ferromagnéticos, almacenamiento de

información, refrigeración; catalizadores basados en hidrógeno; materiales para

almacenamiento de hidrógeno; sensores y actuadores.

Nanopartículas y Nanopolvos

Las Nanopartículas tienen unidades más grandes que las de los átomos y las

moléculas, cuando menos una dimensión menos de los 100nm, obviamente

estas nanoparticulas son creadas artificialmente en los laboratorios. Además

otra de sus particularidades es que poseen características propias, es decir que

no obedecen a la química cuántica, ni a las leyes de la física clásica.

En la actualidad el estudio de las nanopartículas es un área de

intensa investigación científica, debido a una extensa variedad de potenciales

aplicaciones. Entre los campos mas prometedores están los campos

biomédicos, electrónicos y ópticos. Aunque por lo general las nanoparticulas

están sirviendo para el perfeccionamiento e innovación de materiales ya

existentes, existen también en el campo de la biomedicina nanoparticulas que

han demostrado ser capaces de eliminar tumores y además de que éstas son

biodegradables y orgánicas.

Figura 1. Nanopartículas.

Aplicaciones.

En la Biomedicina, sirve para la liberación de fármacos, tratamientos contra el

cáncer. En la Ingeniería como sensores químicos, vidrios autolimpiables, tintas

magnéticas y conductoras. Para el tratamiento de aguas con procesos

fotocatalíticos, sirve para recubrimientos textiles repelentes de agua y

suciedad. En el área de la electrónica para crear memorias de alta densidad,

pantallas con dispositivos de emisión basados en óxidos conductores.

Nanocápsulas

La mayor aplicación de las nanocápsulas está sin duda en el campo de

la medicina, ya sea para combatir enfermedades o ayudar con la liberación de

fármacos en puntos específicos dentro del cuerpo humano. Además el

desarrollo de las nanocápsulas se enfoca en intervenir las mismas para que se

acumulen en un punto deseado, la principal vía para lograr este objetivo es

posiblemente modificar las propiedades físico-químicas de las nanocápsulas.

La investigación acerca de las nanocápsulas aspira solucionar los

problemas que aparecen, como son los efectos secundarios de los

fármacos además de  complicaciones en el tratamiento de la enfermedad.

Figura 2. Nanocapsulas

Aplicaciones

Liberación de fármacos, industria de la alimentación, cosméticos, tratamiento

de aguas residuales, componentes de adhesivos, aditivos aromáticos entejidos,

fluidos magnéticos.

Nanotubos de Carbono

Tal vez uno de los nanomateriales mas interesantes y con mayor potencial de

aplicación sean los nanotubos. Son estructuras cilíndricas con diámetro

nanométrico. Aunque pueden ser de distinto material, los más conocidos son

los de silicio pero principalmente, los de carbono ya que unas de las principales

características de este último son su gran conductividad, y sus propiedades

térmicas y mecánicas. Existen diferentes tipos de estructuras para formar un

nanotubo, siendo la estructura, la influencia principal que decida las

características finales como lo son las eléctrica, térmicas o mecánicas del

nanotubo.

Debido a la importancia de los nanotubos, aquí se presenta brevemente

su historia; en 1991 Sumio Lijima, descubrió los nanotubos que desde ahí han

revolucionado la nanociencia. Él encontró un cilindro hueco que se había

formado en la punta de un electrodo de grafito, tenía un diámetro de unos

pocos nanómetros y una longitud de unas cuantas micras. Estaba hecha de

carbono puro, había descubierto los nanotubos de carbono. Desde su

descubrimiento hasta la actualidad, las aplicaciones reales y potenciales de los

nanotubos van creciendo de forma impresionante. En su conjunto el material

constituido es un perfecto semiconductor por lo que es posible que los

nanotubos de carbono desempeñen el mismo papel que realizo el silicio en

los circuitos electrónicos en su debido momento, pero ahora a escala

molecular, donde los demás semiconductores dejan de funcionar.

Estas características auguran que los nanotubos representan el futuro de los

dispositivos en la electrónica debido a su alta velocidad de funcionamiento y

además de otros usos relacionados que se les pueden dar. De momento, con

los nanotubos de carbono ya se han fabricado componentes básicos de los

ordenadores, siendo el próximo paso, construir circuitos electrónicos y siendo

optimistas en pocos años fabricar ordenadores basados en nanotecnología.

Figura 3. Nanotubos de Carbono

PROPIEDADES DE LOS NANOTUBOS DE CARBONO

Propiedades eléctricas

Al tener en cuenta la complejidad electrónica de los nanotubos, además de las

reglas cuánticas que rigen la conductividad, la conducción en los nanotubos de

carbono se transforma a un tipo de conducción cuántica, en ocasiones los

nanotubos incluso pueden presentar superconductividad. Normalmente en un

dispositivo común si se representa voltaje frente a intensidad de corriente se

obtiene una línea recta, o sea, V=IR, cosa diferente sucede con los nanotubos

de carbono y la conducción cuántica que muestra no es directamente

proporcional, sino que ahora su gráfica presenta una línea escalonada ya que

la conductividad de los nanotubos es 3 órdenes de magnitud mayor que la de

los materiales actualmente usados (respecto al cobre que es el material mas

usado). Su conductividad depende de relaciones geométricas, o sea, del

número de capas, su torsión o diámetro. Otro aspecto importante a resaltar es

que estos valores además de la resistencia del nanotubo no dependen de su

longitud, a diferencia de lo que ocurre con los cables normales en donde su

resistencia es directamente proporcional a su longitud.

Propiedades mecánicas

Actualmente es la fibra más resistente que se puede fabricar, esta capacidad

se debe a la estabilidad y robustez de los enlaces entre los átomos de carbono.

Ahora bien, al hablar de deformación también este nanomaterial posee grandes

ventajas ya que frente a esfuerzos de deformación muy intensos son capaces

de hacerlo enormemente y de mantenerse en un régimen elástico. Esta última

característica también se puede mejorar al hacer que varios tubos se unan

como una cuerda, de este modo al romperse un nanotubo, la fractura no se

propagaría a los demás nanotubos ya que son independientes. En general,

ante pequeños esfuerzos los nanotubos pueden funcionar

como resortes extremadamente firmes o pueden deformarse drásticamente y

volver posteriormente a su forma original frente a cargas mayores. En general

es común aceptar que los nanotubos son 100 veces más resistentes que

el acero, y 6 veces más ligeros.

Propiedades térmicas

Son enormemente estables térmicamente, tanto para valores en el vacío como

para mediciones en el aire, estas mediciones están referenciadas a valores

estándar utilizados para la medición de materiales de cualquier tipo. Además,

las propiedades de los nanotubos pueden modificarse atrapando metales o

inclusive gases en su interior.

Aplicaciones

Polímeros conductores, cerámicas altamente tenaces, apantallamientos

electromagnéticos, componentes para membranas y células solares, nano-

osciladores en orden de giga-Hertz, puntas nanoscópicas, músculos artificiales.

Materiales Nanoporosos

Los materiales nanoporosos vendrían a ser como esponjas pero con poros

nanométricos, materiales en donde los poros ocupan una gran fracción de su

volumen total y presentan una significativa cantidad de superficie por gramo.

Un material tan poroso en un área tan pequeña posible sirve para, por un lado,

porque muchas reacciones ocurren más rápido sobre determinadas superficies,

y por otro, porque podemos rellenar los poros con lo que queramos: polímeros,

metales o diferentes tipos de moléculas lo que lleva a descubrir peculiares

comportamientos del material. Esta posibilidad de combinación de materiales

abre las puertas a una variedad asombrosa de aplicaciones.

Figura 4. Materiales Nanoporos

Aplicaciones

Catalizadores para reducir la emisión de contaminantes, aislantes, en

aplicaciones medioambientales como purificación de aguas, eliminación de

contaminantes, atrapadas y eliminación de metales pesados, células solares

orgánicas, supercondensadores para almacenar energía, almacenamiento de

gases.

Nanofibras

Una nanofibra es una fibra  con diámetro menor a 500 nanómetros. Cuando los

átomos de carbono se unen para construir un diamante lo hacen mediante

cuatro enlaces covalentes y forman una rígida red tridimensional que le

confiere a la preciada gema su proverbial dureza. Cuando se unen para

construir grafito, los átomos de carbono lo hacen a través de tres enlaces

covalentes situados en un plano; la estructura sigue siendo muy resistente en

este plano pero es débil en dirección perpendicular. Una forma de aprovechar

esta resistencia es orientar estos planos de forma que las direcciones de

máximo esfuerzo estén contenidas en ellos. Basta imaginar un mil hojas y tirar

en la dirección paralela a las hojas en vez de hacerlo en dirección

perpendicular. Arrollando estas hojas, como si fueran las de un cigarro puro, se

pueden obtener fibras de carbono muy resistentes.

Desde hace tiempo se han venido produciendo fibras de carbono con este

material, la cuales se utilizan para fabricar implementos deportivos como palos

de golf, cañas de pescar, para elaborar ciertas partes de bólidos de fórmula

uno o incluso para diferentes partes aviones de combate.

Otra aplicación es la de protección contra bacterias, los agentes que componen

la nanofibra absorben los elementos dañinos desconocidos y los descomponen

por medios químicos, pero el problema radica en que se hace difícil desechar

los agentes tóxicos producidos.

Figura 5. Nanofibras

Aplicaciones.

Filtros, tejidos, cosméticos, esterilización, separaciones biológicas, ingeniería

de tejidos, biosensores, órganos artificiales, implantes, liberación controlada de

fármacos. Purificar el agua obteniendo la energía para hacerlo por medio de

la luz del sol.

Nanohilos

Un nanohilo  es un cable con un diámetro del orden de un nanómetro. Los

nanohilos pueden ser definidos como estructuras que tienen un tamaño lateral

restringido a diez o menos nanómetros por lo general, aunque científicos turcos

en la Universidad Bilkent de Ankara están logrando crear nanohilos de 15

nanómetros de diámetro y de una longitud libre.

Los nanohilos debido a su relación longitud–ancho han sido considerados

como materiales unidimensionales, por lo que presentan llamativas

propiedades que no se han visto en materiales de 3 dimensiones, ya que en

estos nanohilos no se producen efectos físicos cuánticos en los bordes. Por

ello también se los llama hilos cuánticos.

Existen varios tipos de nanohilos, hilos metálicos semiconductores y aisladores,

estos dependen del elemento con que se los produzca que puede variar desde

el níquel a oro, platino, titanio o silicio... Los electrones, que transmiten la

corriente, necesitan cierta cantidad de átomos juntos para transmitirse de forma

fluida; cuando la anchura de su 'carretera' es menor, su movimiento se ve

obstaculizado por los átomos del borde del material y se ralentiza. Esto lleva a

pensar que se obtendrán grandes velocidades de transmisión.

Figura 6. Nanohilos

Aplicaciones

Tiene gran potencial para ser aplicados en electrónica, dispositivos

optoelectronicos, así como a dispositivos nanoenectromecanicos.

V. EFECTOS:

Aplicaciones y preocupaciones en relación con el medio

ambiente

El uso cada vez mayor de la nanotecnología y los nanomateriales es

recibido con beneplácito y también con preocupación en relación con

el medio ambiente.

Aplicaciones útiles en el medio ambiente

• Membranas mejoradas en porosidad, morfología y superficie para el

tratamiento de agua.

• Nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2 y nanotubos de carbono

actuando con contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en agua con

fines de adsorción y agregación.

• Muro biológicamente activo de nanotubos de carbón.

• Uso de dióxido de titanio en la purificación de agua y aire.

• Empleo de hierro a nanoescala para adsorción y destrucción de

contaminantes orgánicos en agua.

• Uso de nanotubos de carbón para remover plomo en agua, y

ensayos respecto a otros metales.

Diversas preocupaciones

• Toxicidades de partículas y fibras provenientes de nanomateriales.

• El ciclo de vida de los nanomateriales.

• El destino de material contaminante por adsorción desde el agua.

• Biodegradabilidad y persistencia de nanomateriales basados en

polímeros.

• Relanzamiento de nanomateriales tóxicos al ambiente.

• La efectividad de los métodos de remoción de nanomateriales

tóxicos del ambiente.

• Uso mal intencionado de los nanomateriales.

El lado bueno

Promisorios en reducir desperdicios, limpieza de contaminación

industrial, provisión de agua potable y mejora de la eficacia de la

producción y uso de la energía.

Pese a su escaso tamaño pueden integrarse en grandes superficies

o volúmenes de contaminantes.

Gran capacidad de adsorción o catalización (aumenta la capacidad

de reacción química).

Ofrece un potencial multifuncional como el caso de las membranas

para tratamiento de agua (separa contaminantes y agrega reactivos

químicos)

Desarrollos en progreso con nanomagnetita para remoción de

arsénico.

Lado malo

Tendencia a saturación de nanomateriales en productos de consumo

cotidiano como detergentes, cosméticos, protectores solares y otros.

Riesgos de absorción debido a su escaso tamaño y su interacción

con órganos sensibles o ecosistemas, tanto en salud ocupacional

como pública.

Lado feo

La existencia en el pasado de tecnologías promisorias y expectativas

de benéficas que resultaron dañinas a la salud y al ambiente

VI. AVANCES TECNOLOGICOS:

Nanomateriales para mejorar las vacunas contra la gripe

La publicación Advanced Materials ha recogido las conclusiones del estudio

Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y

del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA)

han utilizado bionanocomposites (un grupo de nanomateriales) en la

elaboración de vacunas. Tras las pruebas llevadas a cabo en animales, se ha

llegado a la conclusión de que estos compuestos podrían ayudar a conseguir

vacunas más eficientes y más baratas.

La utilización de los bionanocomposite (en concreto de materiales

relacionados con el magnesio sepiolita y el polisacárido xantano) permite que

las vacunas necesiten menos cantidad de antígenos (el antígeno es la

sustancia que crea los anticuerpos en nuestro organismo y que permite que

nos enfrentemos a la enfermedad). Ello da la posibilidad de producir mayor

cantidad de vacunas, con lo que más gente accede a la protección ante la

enfermedad. Además, todo ello incide en su coste, que se vuelve inferior.

Generación de Energía eléctrica utilizando Grafeno

El Carbono se encuentra en la naturaleza en diversas formas alotrópicas,

dentro de ellas tenemos al Grafito, Diamante, Nanotubos de Carbono,

Fullerenos y Carbinos, El Grafito esta compuesto por una serie de capas de

estructura laminar plana (bidimensional) con espesor de un átomo, estas capas

constituyen el Grafeno, en estas capas el carbono posee una hibridación sp2

que trae como consecuencia que su estructura sea un arreglo hexagonal

similar a un panal de abejas, y esta estructura particular es la que confiere las

propiedades mecánicas, químicas, electrónicas exepcionales con aplicaciones

en todas las áreas, por lo que se le ha llamado el material del futuro, dentro de

las miles de aplicaciones, recientemente un grupo de investigadores logró

generar corriente eléctrica utilizando Grafeno, para ello hicieron circular agua

con iones cloruro sobre la estructura laminar del grafeno, de tal forma que

estos sufrieron un proceso de adsorción sobre la superficie, y el arrastre de

estos iones adsorbidos en la dirección del flujo, generaron una diferencia de

potencial, si bien esto se había logrado con Nanotubos de Carbono, con

Grafeno el proceso es mucho mas eficiente, se espera a futuro desarrollar

grandes superficies recubiertas con grafeno en las que circule algún líquido

iónico, y así generar grandes cantidades de energía, el tiempo dirá si esta

fuente energética sea la energía del futuro.

Nanocatálisis y sus aplicaciones en la industria Química

Nanocatálisis se refiere a la aplicación de Nanomateriales como catalizadores,

este es un campo que ha experimentado un crecimiento vertiginoso, con

aplicaciones tanto en Catálisis Homogénea como en Catálisis Heterogénea. Si

bien la catálisis representa una antigua práctica que el hombre a llevado a cabo

hace siglos, hoy ha experimentado un renovado interés, principalmente por las

interesantes propiedades que presentan estos materiales como son: su alta

área superficial, alto potencial superficial, conductividad eléctrica y resistencia

mecánica. Uno de los objetivos claves de la investigación en Nanocatálisis, es

producir catalizadores con un 100% de selectividad, alta actividad, bajo

consumo de energía, y una vida útil larga, esto se puede lograr controlando con

precisión el tamaño, forma, distribución espacial, composición de la superficie,

estructura electrónica, estabilidad térmica y química de las Nanopartículas

individuales.

En catálisis homogénea, se utilizan como catalizadores, nanopartículas de

metales de transición en soluciones coloidales, en este tipo de catálisis, las

nanopartículas se dispersan finamente en una solución orgánica o acuosa, o en

una mezcla de solventes.

Las nanopartículas metálicas coloidales, son catalizadores muy eficientes

debido a que un gran número de átomos están presentes en la superficie de

éstas. El método que se utiliza en su síntesis, es muy importante para

aplicaciones catalíticas. El método de reducción empleado controla el tamaño y

forma de las nanopartículas que se forman, lo cual es muy importante en

aplicaciones catalíticas.

Los Nanocatalizadores metálicos en catálisis heterogénea se preparan

mediante la adsorción de nanopartículas en los soportes, que consiste en la

funcionalización de los soportes para absorber las nanopartículas en ellos y la

fabricación de nanoestructuras a través de técnicas litográficas.

Aplicaciones de los Nanocatalizadores en la industria Química

La utilización de Nanocatalizadores en la industria Química, proporciona una

gran cantidad de utilidades, entre ellas:

Aumento de la selectividad y actividad de los catalizadores, mediante el control

del tamaño de poro y características de las partículas

Sustitución de catalizadores de metales preciosos por nanocatalizadores a la

medida y el uso de los metales básicos, lo que mejora la reactividad química y

reduce los costos del proceso.

Catálisis en el diseño de membranas puede ser útil en la eliminación de

moléculas no deseadas de gases o líquidos mediante el control del tamaño de

los poros y las características de la membrana.

En vista de los numerosos beneficios potenciales que se pueden obtener a

través de su uso, los catalizadores basados en Nanotecnología, han sido objeto

de una atención considerable en los últimos tiempos. Muchas aplicaciones y

patentes han aplicado los catalizadores nanotecnologicos, ya que produce

mejoras significativas en los procesos industriales.

Generación de energía a partir del sonido aplicando Nanotecnología

Una de las grandes aplicaciones de la Nanotecnología es la generación de

energía, recientemente investigadores coreanos han descrito un trabajo muy

innovador en la que demostraron que es posible aprovechar la energía del

sonido para generar energía eléctrica, y esto basado en que el sonido en el

fondo es una forma de energía mecánica que viaja a través de la materia como

una vibración en forma de onda, y para poder aprovechar esta energía

mecánica, utilizaron nanogeneradores basados en nanocables piezoelectricos

de oxido de zinc, que tienen la particularidad de poseer una mayor sensibilidad,

para así poder captar estas pequeñas vibraciones asociadas al sonido. En el

experimento se aplicó un sonido de ~100 dB sobre el nanogenerador, y este

registro un potencial de salida de 50 mV.

Esta nueva tecnología podría tener muchas aplicaciones, por ejemplo cargar el

celular a través de las conversaciones, o generar electricidad en las carreteras

a partir del ruido de los automóviles, etc. a continuación un esquema del

nanogenerador piezoeléctrico basado en nanocables de oxido de Zinc.

Vidrios inteligentes basados en Nanotecnología

Se denomina vidrios inteligentes a aquellos vidrios que son capaces de

cambiar alguna propiedad frente a algún cambio en el ambiente en el que se

encuentra, dentro de este grupo tenemos a los vidrios fotocrómicos que varían

su transparencia en función a la intensidad de la luz incidente, los vidrios

termocrómicos que hace lo mismo pero en función a cambios de temperatura y

los vidrios electrocrómicos que pierden su transparencia al aplicarles una

corriente eléctrica.

Los vidrios electrocrómicos estan constituidos por 2 capas de vidrios, y entre

ellas una serie de polímeros conductores que tienen la propiedad de colorearse

al aplicarles una diferencia de potencial, generalmente a color azul, este nuevo

tipo de vidrios tienen múltiples aplicaciones, y no pasará mucho tiempo para

que sean de uso masivo.

Casas y edificios que se reparan solos después de un terremoto

Las aplicaciones de la Nanotecnología han llegado incluso en tareas de

reconstrucción después de un terremoto, y esto porque Investigadores de una

universidad inglesa, están desarrollando un nuevo material formado por

Nanopartículas en forma de Nanopolímeros, con propiedades de pasar del

estado sólido a líquido ,al ser sometidas a una presión, de esta forma al estar

en estado líquido rellenaría las grietas de las viviendas ,que luego se

solidificarían reparando así las casas y edificios.

Músculos Artificiales basados en Nanotecnología

Quién pensaría que en nuestros días fuéramos capaces de desarrollar

estructuras con una función tan compleja como la de los músculos biológicos,

aunque parezca increíble esto ya es una realidad, investigadores

norteamericanos de la Universidad de Texas, publicaron un Artículo en la

revista Science donde describen el desarrollo de músculos artificiales, basados

en Nanotubos de Carbono, con propiedades que no solo imitan al músculo

biológico, sino que lo superan ampliamente, ya que serían capaces de

contraerse y relajarse en más del doble de su extensión, en un tiempo muy

reducido(milisegundos), además son más fuertes que el acero y mas duros que

el diamante , capaces de soportar un amplio rango de temperaturas (entre –

200 ºC y 1540 ºC).

Estas propiedades se logran gracias a la Nanotecnología, a tráves de fibras de

Nanotubos de Carbono entralazadas formando Nanopolímeros. Sus

aplicaciones son múltiples, como por ejemplo tejido artificial para implantes en

el cuerpo humano, Prótesis para miembros, y músculos para el movimiento de

Robots. Como podemos ver, no estaban tan equivocadas aquellas películas de

antaño, en la que mostraban a personas con capacidades superhumanas

realizando proezas increíbles, en un futuro no muy lejano esto será realidad,

gracias a los músculos nanotecnologicos.

Nanopolímeros en la protección y limpieza de materiales

Una de las aplicaciones de los Nanopolímeros es el nanorecubrimiento de

materiales con la finalidad de proteger y/o limpiar superficies y con esto

conservar las propiedades de los materiales ante las inclemencias del tiempo,

suciedad, microorganismos, etc..

Los nanopolímeros tienen aplicaciones en una gran cantidad de industrias,

como la alimentaria en la que es imprescindible mantener una adecuada

higiene, industria del aseo, limpieza de vidrios(automóviles, edificios, etc..) ,

limpieza de superfices de concreto, cemento, granito aplicable a pisos techos,

murallas, también son aplicables en acero inoxidable en donde protegen contra

la corrosión.

El mecanismo por el cual los nanopolimeros confieren esta nanoprotección, es

el mismo que esta implicito en el efecto loto, que consiste en la protección

natural que posee la superfice de la flor de loto de tal forma que repele

cualquier tipo de sustancia que entre en contacto con ella, como el agua,

aceites, miel etc. Esto gracias a superficies super hidrofóbicas que estan

estructuradas a escala nanotecnologica.

Hoy en día existe un mercado incipiente de empresas que ofrecen

nanopolímeros destacando en chile C-TEC empresa pionera en entregar

soluciones nanotecnologicas para el sector industrial en Chile.

VII. REFERENCIAS

Referencias

http://t3innovacion.larioja.org/uploads/media/Innovacion-Nanotecnologia.pdf Fecha: 5:06 12/01/2012

http://www.opti.org/publicaciones/pdf/resumen10.pdf Fecha: 5:09 12/01/2012

http://www.rac.es/ficheros/doc/00429.pdf Fecha: 5:10 12/01/2012

http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/recursos_docentes/que_es_nanociencia.htm Fecha: 15:13 11/01/2012

http://www.elmundo.es/elmundo/2011/06/27/nanotecnologia/1309170584.html Fecha: 0:15 12/01/2012

http://copublications.greenfacts.org/es/nanotecnologias/index.htm Fecha: 23:22 11/01/2012

http://www.vanguardia.com.mx/creannanocapsulasquepodrianservirparatratartumores-500755.html Fecha: 23:20 11/01/2012

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