NANOMATERIALES

Nota:

• Los nanomateriales son aquellos materiales que tienen características estructurales de dimensiones entre 1 y 100 nm.

1. ¿CÓMO SE TRABAJA CON NANOMATERIALES ?
   1. Top-down,

      Nota:

      • “reducción del tamaño”. Logra la miniaturización de estructuras a escala nanométrica. Es el tipo de nanotecnología más frecuente en la actualidad.
      1. microscopio de efecto túnel

         Nota:

         • El STM está basado en el concepto de efecto túnel. Cuando una punta conductora es colocada muy cerca de la superficie a ser examinada, una corriente de polarización (diferencia de voltaje) aplicada entre las dos puede permitir a los electrones pasar al otro lado mediante efecto túnel a través del vacío entre ellas.
   2. Bottom-up,

      Nota:

      • “Auto ensamblado”. Parte de una estructura nanométrica y comienza un proceso de montaje que crea un mecanismo mayor.
2. clasificado los nanomateriales
   1. Basados en carbono

      Nota:

      • compuestos mayoritariamente por carbono y suelen adoptar formas como esferas huecas, elipsoides o tubos.
      1. FULLERENOS

         Nota:

         • estructuras cerradas y huecas formadas, dispuestos en forma de pentágonos y hexágonos, adoptando una estructura cuasi-esférica (estrictamente un poliedro con un elevado número de caras).
         1. Propiedades
            1. Enlaces estables
            2. Poco solubles
            3. Alta resistencia a presiones extremes
            4. Recuperando su forma original cuando cesa la presión.
      2. NANOTUBOS

         Nota:

         • están constituidos por redes hexagonales, curvadas y cerradas, formando tubos nanométricos con una serie de propiedades físicas.
         1. Propiedades

            Nota:

            • Relación radio/longitud que permite un mejor control de las propiedades unidireccionales de los materiales resultantes.  Pueden comportarse como metálico, semimetálico o aislante dependiendo de su diámetro y helícida.  Elevada fuerza mecánica, es decir mayor resistencia mecánica y mayor flexibilidad que las fibras de carbono.  Pueden encapsular metales llegando a obtener nanocables eléctricos o magnéticos.
      3. GRAFENO

         Nota:

         • del grafito puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales π de los átomos de carbono. El grafeno es un material bidimensional que cuenta con sólo un átomo de grosor. Su estructura laminar plana de grafito está compuesta de átomos de carbono que forman una red hexagonal.
         1. Propiedades

            Nota:

            • Resistencia (200 veces mayor que la del acero).  El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo. • Soporta la radiación ionizante. • Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible. • Menor efecto Joule; se calienta menos al conducir los electrones. • Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio. • Genera electricidad al ser alcanzado por la luz
   2. Basados en metales

      Nota:

      • Estos nanomateriales incluyen puntos cuánticos, nanohilos.
      1. Puntos cuánticos

         Nota:

         • son nanoestructuras creadas en el laboratorio que miden millonésimas de milímetro. el material se convierte en una matriz sobre la que han crecido estructuras, como pirámides o montañas, formadas por unos pocos cientos o miles de átomos. Los electrones están obligados a permanecer en un punto como si fueran un solo átomo por este motivo, la materia estructurada en puntos cuánticos tenga propiedades que pueden ser controladas a voluntad.
      2. NANOHILOS

         Nota:

         • son estructuras alargadas de materiales metálicos (silicio, cobalto, oro, cobre, entre otros) o poliméricas cuyo diámetro se encuentra en la escala nanométrica y de longitud libre, que destacan por sus propiedades como conductores, semiconductores o aislantes en función de su material constituyente.
   3. Dendrimeros

      Nota:

      • 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.
   4. Nanocompositos

      Nota:

      • 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.
      1. Nanocompositos de matriz cerámica

         Nota:

         • En este grupo el volumen está ocupado por un cerámico (compuesto por n grupo de los óxidos, nitruros, boruros y siliciuros, etc.) y un metal. Este tipo de combinación es muy controlada, ja que pueden reaccionar químicamente entre ambos componentes, con el diagrama de fase binario de la mezcla metal cerámica; es decir se elegía cuidadosamente la fase no miscible de metales y cerámica
      2. Nanocompositos de matriz metálica

         Nota:

         • Se definen como compuestos reforzados de matriz metálica. Uno de los más importante son los de matriz metálica reforzados con nanotubos de carbono de donde están surgiendo nuevos materiales que se están desarrollando para tomar ventaja de la alta resistencia y alta conductividad eléctrica de los nanotubos de carbono.
      3. Nanocompositos de matriz polimérica

         Nota:

         • Este grupo se constituye de matriz polimérica y partículas inorgánicas. Dentro de este grupo existen varios tipos de nanocompositos, dependiendo de cuantas dimensiones de las partículas se encuentran en el rango nanométrico: a) Si las tres dimensiones son del orden del nanómetro, se tienen nanopartículas. b) Dos dimensiones en la escala nanométrica y la tercera mayor: nanotubos. c) Una sola dimensión en el rango nanométrico: nanoláminas.