Pero ¿qué son en realidad los nanomateriales?
Existen muchas definiciones para describir un nanomaterial, todas ellas igualmente válidas, pero si tuviésemos que resumirlas para dar una idea clara a un profano en la materia, diríamos que un nanomaterial es todo aquél en las cuales alguna de sus dimensiones espaciales tiene tamaño nanométrico. La pregunta iría enredándose más y más, pero ¿para qué estos tamaños tan pequeños? (recuérdese que un nanómetro es la millonésima parte de un metro, es decir si nuestro píe fuera un nanómetro tendríamos que dar una vuelta al mundo para completar un metro). La idea es sencilla, muchas de las propiedades de los materiales dependen de cómo se comporten los electrones que se mueven en su seno o de cómo estén ordenados los átomos en la materia. En un material nanométrico, el movimiento de los electrones está muy limitado por las dimensiones del propio material. Además la proporción de átomos en la superficie con respecto al interior es con mucho, más alta que en materiales de tamaño más elevado. Por consiguiente, si reducimos las dimensiones de un material, modificaremos sus propiedades y en consecuencia podremos diseñar materiales con propiedades a la carta. Muchos son los que hace años indicaron que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial y a la vista de lo indicado anteriormente no es de extrañar esta idea.
El producto final de este “arte” para construir un objeto con dimensiones a escala nanométrica es a lo que se conoce como nanomaterial. En el fondo, con esta arquitectura atómica se pueden hacer materiales con propiedades de acuerdo a un diseño. Se deja adivinar que las insólitas características de los nanomateriales van a tener muchas aplicaciones (biotecnología, medio ambiente, electrónica y un largo etcetera).
Tags: arquitectura atómica, nanomaterial
Sindicación
2006-10-28 a las 7.09 pm
Sabido es que la nanotecnología versa sobre materiales nanométricos y, actualmente, empezaremos a escuchar más a menudo la palabra metamaterial.
Este tipo de material es trabajado por la nanotecnología y avanza a pasos agigantados. Pero, ¿qué es un metamaterial?.
Se trata de compuestos ordenados cuyas propiedades físicas son distintas a la de sus constituyentes.
Una de las aplicaciones más popular de estos metamateriales, radica en la fabricación de lentes planos. Una ventaja de los metamateriales es que con ellos se podría fabricar lentes planos que permitan enfocar luz en áreas muy pequeñas (más pequeña que la longitud de onda de la luz). Mientras en un lente de vidrio, la forma y detalles de la superficie definen sus propiedades, en un metamaterial el tamaño de sus componentes define sus características.
Pero los metamateriales además serán importantes para la competitividad de las economías porque la nanotecnología permitiría fabricar nuevos materiales con funciones nuevas. Esto significa nuevas drogas, nuevos dispositivos para salud, seguridad, comunicaciones.
Pero sólo los metamateriales no se fabrican con nanotecnología sino que hoy también se los fabrica usando microtecnología. Es importante poder fabricar artificialmente estos metamateriales con tamaños del orden de nanómetros a varios micrones, para poder diseñarlos según como se quiera.
2006-10-30 a las 8.22 pm
Sin duda alguna, los denominados metamateriales, supondrán un gran avance sobre todo en el campo de la óptica y de la ciencia relacionada con ondas electromagnéticas en general. Pero hay que distinguir un poco. Me explico, como bien ha comentado Francisco, los metamateriales son “pequeñas” partículas de un determinado material que presentan un alto ordenamiento (están muy ordenadas) en su conjunto y que poseen propiedades completamente diferentes (y en algunos casos contrapuestas) a las propiedades que presentarían estas partículas por separado. Un ejemplo típico son los denominados cristales fotónicos. Sin embargo para que estos metamateriales sean efectivos, el tamaño de las partículas utilizadas debe ser del orden del tamaño de la longitud de onda de la radiación electromagnética con la que deseemos experimentar. Si por ejemplo deseásemos utilizarlos en la óptica normal, la de todos los días, estas partículas deberían tener un tamaño comprendido entre unos 300nm y unos 700nm como máximo. En este caso estaríamos ante lo que hemos definido como nanotecnología, pero si estamos trabajando con ondas electromagnéticas en el rango de las microondas o mayores, el tamaño de estas partículas puede ser mayor, con lo que abandonaríamos este terreno de lo que hemos definido como nanotecnología.
2007-01-13 a las 9.33 pm
Uno de los objetivos de la nanotecnogía para el siglo XXI es la búsqueda y desarrollo de nuevos materiales. Esto se convirtio en un proceso sistématico en la segunda mitad de siglo XX y se a intensificado en la década de los ochenta, hasta convertirse en un elemento básico del progreso tecnologico. Se necesitan materiales que soporten temperaturas extremas, que sean más resistentes a la rotura, que transporten la corriente eléctrica sin resistencia, que se puedan deformar sin límites en su proceso de fabricación, etc. De hecho, el descubrimiento de nuevos materiales con nuevas o mejores propiedades abre campos de aplicación insospechados que, a su vez, exigen una mejora de los materiales existentes en un proceso que no tiene fin.
Desde el punto de vista tecnológico, los materiales en estado sólido se clasifican en cerámicos, “composites”, polímeros y metales (o combinaciones de ellos)
Entre los cerámicos figuran la arcilla, el vidrio o el cemento. Son inorgánicos no metálicos.
Los “composites” son mezclas de dos materiales distintos.
Los polímeros dependen de los monómeros elegidos y además, de la longitud y empaquetamiento de las cadenas. Como ejemplos estan el PVC y el caucho.
Por último nos encontraríamos con los materiales metálicos que son muy conocidos y que presentan muy diversas aplicaciones.
paginas web:http://ingqca.blogspot.com/
http://www.cidetec.es/lineas/01materiales.htm
http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/ateneo/temascandentes/nuevos_materiales/default.asp
2007-02-13 a las 6.11 pm
NUEVOS MATERIALES. LAS CERÁMICAS
Entre las cerámicas figuran algunos materiales tradicionales como el vidrio, la arcilla o el cemento, y también otros nuevos como los carburos, boruros, nitruros, alúminas y óxidos, así como sus mezclas. Definidos en sentido amplio como materiales inorgánicos no metálicos, sus estructuras también pueden ser muy diferentes (vítrea, cristalina, conglomerados, etc.). En general, presentan gran resistencia al desgaste, al calor y a los ataques químicos. Uno de los defectos de las cerámicas, su fragilidad, se intenta corregir eliminando los pequeños defectos de sus estructuras, como impurezas químicas o vacíos que se convierten en puntos débiles por donde comienzan las rupturas. Se han aplicado a la construcción de motores de combustión, que son más ligeros y pueden funcionar a altas temperaturas, a la protección de reactores nucleares (carburo de silicio, SiC, y carburo de boro, B4C), y a la fabricación de herramientas de corte (por ejemplo, el nitruro de titanio, TiN).
Algunos de ellos poseen, además, propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas muy especiales. Por ejemplo, se han usado para construir sensores de radiación infrarroja (BiO3-ZnO) y para fabricar células solares (CdS) y láseres (YO3Tn2). Otras cerámicas se han mostrado como materiales semiconductores a elevadas temperaturas (por encima del punto de licuación del nitrógeno)
páginas web:
http://es.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A1mica_t%C3%A9cnica
http://www.arqhys.com/construccion/ceramica-materiales.html
http://www.mailxmail.com/curso/excelencia/cienciamateriales/capitulo11.htm
2007-02-13 a las 7.02 pm
NUEVOS MATERIALES. LOS POLIMEROS.
Los polímeros dependen de los monómeros elegidos y, además de la longitud y empaquetamiento de las cadenas y de las fuerzas entre ellas. Por ejemplo, se ha conseguido sintetizar polímeros con estructuras de cristal líquido a partir de una cadena principal flexible pero con grupos laterales de anillos aromáticos que le dan rigidez. Una alternativa eficaz para mejorar sus propiedades mecánicas es la de las aleaciones o mezclas entre ellos.
Entre las primeras que se hallaron están las mezclas de PVC y caucho y también la de poliestireno con polioxifenileno. Entre las últimas esta la mezcla de poliamida con polipropileno conocida como organoalloy. Pero quizá, las aportaciones más novedosas en el campo de los polímeros termoestables y la de los polímeros conductores de la electricidad.
La busqueda de polímeros termoestables proviene de la necesidad de dar un mayor margen de aplicación a estos compuestos para utilizarlos en tecnologías como aeronáutica y microelectrónica. En efecto, las propiedades que muchos de ellos presentan a bajas temperaturas son similares a las de los metales, e incluso superiores, como la resistencia a la rotura y la ductilidad (a temperatura ambiente, por ejemplo, una fibra de poliamida es ligeramente más resistente que un acero inoxidable de buena calidad, pero su carga de rotura por unidad de peso es unas ocho veces superior). En cambio, por encima de 180C o 200C, la mayor parte de los polímeros pierden sus propiedades mecánicas caracteristicas.
Para encontrar materiales que soporten mejor el calor se han buscado macromoleculas rígidas que conservan un orden elevado en estado de fusión.
Algunas soluciones se han obtenido con polimeros construidos a partir de heterociclos. Las bismaleimidas (procedentes del anhídrico maleíco) soportan temperaturas de hasta unos 200C, mientras que las nadimidas (que proceden del anhídrido nádico) soportan hasta 350C.
Los polímeros conductores comprenden tres tipos fundamentales. El primero lo forman polímeros orgánicos covalentes derivados del acetileno o de heterociclos que, mediante dopaje, permiten el movimiento de electrones, el segundo tipo está compuesto por complejos de metalocromociclos poliméricos formados por complejos metálicos que contienen macrociclos como las tetrabenzoporfirinas o las ftalocianinas, de modo que permiten un movimiento unidimensional de electrones.
El tercer tipo consiste en complejos de transferencia de carga formados por combinación de un donante de electrones (como el tetratiofulvaleno) con un aceptor (como el tetraciano-p-quinodimetano). Ultimamente, se han obtenido polímeros con propiedades superconductoras a bajas temperaturas, por ejemplo, la sal
(BEDTTTF)2IBr2.
Paginas web:
http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero
http://www.arqhys.com/arquitectura/polimeros.html
http://www.textoscientificos.com/polimeros
2007-02-13 a las 7.23 pm
NUEVOS MATERIALES. COMPOSITES.
Los composites son mezclas de dos materiales. En general se trata de la introduccion de una serie de fibras de un materiales en una matriz de otro material (por ejemplo, cemento reforzado con fibra de vidrio) o del mismo material con otra estructura diferente (fibras de carbono en una matriz de carbono que resiste hasta 2500C). Esto permite aprovechar la fortaleza y resistencia al calor de algunos materiales remediando su fragilidad. De hecho, la matriz actúa de conglomerado, impidiendo que la rotura de alguna fibra se propague a las demás. La matriz puede ser de tipo polimérico, metálica o cerámica. Las fibras pueden ser trenzadas, entrelazadas, anudadas,etc. Los prototipos deportivos de automoviles, motocicletas y embarcaciones experimentan frecuentemente con nuevos materiales de este tipo que se incorporan luego a la producción comercial de vehículos. Un camino incipiente en este campo es el que recurre a los microorganismos como productores de materiales y a la incorporación de microestructuras vivas.
Paginas web:
http://www.ascamm.es/copy_of_informe/vtplastic/VTPLASTICO09
http://www.plastunivers.com/Tecnica/Hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?ID=6437
http://en.wikipedia.org/wiki/Composite_material
2007-02-13 a las 7.48 pm
NUEVOS MATERIALES. LOS METALES.
En el mundo de los metales el aumento de resistencia tiene un papel importante en las llamadas superaleaciones, que son un tipo especial de aleaciones basadas en el níquel.
A diferencia de una aleación convencional, los átomos se encuentran distribuidos en dos fases, a causa de que los cristales de una de ellas están inmersos en la matriz formada por la otra fase mucho más desordenada.
De esta manera se impiden los desplazamientos y la aleación adquiere una resistencia especial. Pero el grupo de aleaciones que más destaca en las últimas décadas son las aleaciones con memoria y las aleaciones superconductoras.
Las aleaciones con memoria están relacionadas con un tipo de transformación de fase en estado sólido conocido como marstenitica. En ella, la estructura cristalina inicial se transforma en una nueva mediante la mezcla de átomos que no es por difusión, si no más bien por desplazamiento coordinado de secciones del cristal. paginas web:
http://es.wikipedia.org/wiki/Metal
http://www.estudiantes.info/tecnologia/metales/metales.htm
http://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml
2007-02-21 a las 2.28 pm
Me gustaría contestar a Alvaro en un único mail a las 4 aprotaciones que ha hecho al blog. Sin duda tus aportaciones son muy interesantes ya que reflejas de manera muy detallada diferentes campos de la ciencia de materiales en lo que a nuevos materiales se refiere pero te insto a que intentes buscar qué de “novedoso” tienen estos nuevos materiales que nos indicas en relación con la nanotecnología. Por ejemplo, un composite, ¿tiene las mismas propiedades cuando lo consideramos a nivel masivo o estas propiedades cambian si reducimos considerablemente el tamaño hasta las dimensiones de los nanómetros? ¿Las propiedades de los metales clásicos, cambián cuando cambia el tamaño del metal?. etc.
Esperamos tus nuevas aportaciones en el caso de la nanotecnología.
2007-07-10 a las 9.14 am
perdonarme pero no dispongo de mucho tiempo para en donde que puedo malgastar leyendo sandeces como las que en el cual aparecen en el inicio de vuestra pagina web. para ir empezando he visto como deciais mal que un nanometro es lo mismo que micrometro, cuando en verdades queriais de haber decido que hablabais de micrometros. por favor aclararos para que no nos leiemos.
para ir terminando con mi critica constructiva sobre vuestras nanomentirijillas, he hechado cuatro cifras para darme cuenta que el mundo no es tan pequeño como se pinta por vosotros, ya que vuestro segun criterium un pies mide 4 cm cuando la media mundial está en un 240mm europeista (ver wikipedia).
espero que dejeis de hacer conjeturas falsas y escribir cosas a la ligera, por el bien humanal.si no, la gente se vuelve cateta a diferencia de mi
2007-07-10 a las 10.57 am
Hola Javier, como indicas hemos cometido un error y por ello lo reconocemos. Efectivamente un nanómetro no es una millonésima parte de un metro sino una mil millonésima partes de un metro, es decir mil millones de veces más pequeño. Respecto de la segunda parte de tu crítica, me gustaría aclarar que es un pequeño juego para comprender una cifra tan grande. Lo explicamos para que todo el mundo lo pueda entender. Como es bien sabido, la tierra tiene un radio de 6378 Km aproximadamente, o lo que es lo mismo una longitud de circunferencia de unos 4.000.000.000 centímetros. Si consideramos que un pie equivale a unos 30cm tenemos que necesitamos 133.512.800 pies para dar la vuelta al mundo. Si extrapolamos este símil a nuestro caso y supusiésemos que nuestro pie tiene tan sólo un nanómetro de tamaño, tendríamos que dar el equivalente a casi 7.5 vueltas al mundo para completar la distancia de un metro. Creo que ahora los cálculos si están correctamente realizados.
2008-06-13 a las 2.40 am
ma fome la pagina kuleaa
2008-06-25 a las 5.26 am
La pregunta iría enredándose más y más, pero ¿para qué estos tamaños tan pequeños? (recuérdese que un nanómetro es la millonésima parte de un metro, es decir si nuestro píe fuera un nanómetro tendríamos que dar una vuelta al..
MI comentario (recuérdese que un nanometro es la mil millonesima
parte de un metro) no la millonesima…
2008-06-25 a las 5.27 am
Un nanometro es la mil millonesima parte de un metro