Download Nano es pequeño y diferente Nanoescala

1.
Nano es
pequeño y diferente
Las cosas de tamaño nanométrico son muy pequeñas y suelen
comportarse de manera distinta a las de mayor tamaño.
Nanoescala
En general,
el rango de la
dimensión nano
está entre 1 y 100nm
1. Nano es pequeño y diferente
¿Qué es un nanómetro?
Barcelona
1024 Km
Sevilla
5 átomos ~ 1 nm
1000 Km es a 1 cm como 1 m es a 1 nm
1. Nano es pequeño y diferente
Efectos cuánticos
En la nano escala, donde rigen las
leyes de la física cuántica, las
propiedades de un material
cambian drásticamente.
Al reducir el tamaño, los materiales presentan
nuevas propiedades como:
•
•
•
•
•
conductividad eléctrica,
elasticidad,
mayor resistencia,
cambio de color,
mayor reactividad
características que las mismas sustancias no
presentan en escalas mayores.
1. Nano es pequeño y diferente
¿Qué color tiene nano-oro?
El color de dispersiones de las nanopartículas
metálicas depende de su forma y tamaño.
Imágenes TEM de
(a) nanoesferas de Au,
(b) nanobastones de Au,
(c) nanoprismas de Ag.
Fotografías de dispersiones coloidales
(d) aumentando la concentración de Au,
(e) aumentando la longitud de los nanobastones de Au,
(f) aumentando el tamaño lateral del los nanoprismas de Ag.
Reference: http://www.uco.es/~iq2sagrl/nanomateriales/Tema7-diapositivas.pdf
http://www.ciccartuja.es/fileadmin/CARTUJA/cicCartuja/imagenes/Poster_6.pdf
1. Nano es pequeño y diferente
1.
Nano es
pequeño y diferente
Las cosas de tamaño nanométrico son muy pequeñas y suelen
comportarse de manera distinta a las de mayor tamaño.
Campo emergente
Nano es un campo emergente
Nanómetro
Un nanómetro es la milmillonésima
parte de un metro
Propiedades novedosas
Las propiedades nano pueden
ayudar a crear nuevos
materiales y dispositivos
1. Nano es pequeño y diferente
2.
Nano es estudiar y crear
cosas diminutas
Tanto científicos como ingenieros forman juntos el campo
interdisciplinario de la nanotecnología e investigan las
propiedades y la manipulación de la materia a nanoescala.
No es una tinta, es nanoestructura
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
Tinta estructural – cristales fotónicos
1D
2D
3D
Amorfo
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
Super resistencia, gracias a nanoestructuras
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
Nácar – compuesto bioinorgánico
El nácar combina láminas de carbonato de calcio (que
es muy frágil y quebradizo) con una proteína que
funciona como pegamento para formar una estructura
que es 3.000 veces más resistente que el carbonato de
calcio y la proteína por separado - un hecho hasta hoy
no conseguido en ningún compuesto sintético -
Las características estructurales y
las propiedades mecánicas del nácar
están animando los científicos y los
ingenieros a desarrollar estrategias
biomiméticas en áreas como ciencia
de materiales, materiales biológicos
para medicina y nanotecnología.
Organización jerárquica en nácar que muestra por lo menos seis niveles estructurales
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
Uso humano, sin saberlo!
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
¿Por qué ahora?
Convergencia...
•Técnica
Atomic Force Microscope (AFM)
Scanning Electron Microscope (SEM)
•Nanofabricación
Tecnología microchip
•Síntesis
Química y bioquímica de nanoestructuras
•Ciencia
Conocimiento y comprensión de efectos nano
•Biología
Conjugación de orgánico y inorgánico
•Cooperación Global en I&D&i
2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas
Nanociencia / Nanotecnología
Nanociencia:
•El estudio de las propiedades especiales que muestran los materiales
formados a tamaño nano, y el desarrollo de teorías para explicarlas.
Nanotecnología:
•Cualquiera tecnología que manipula materia a escala nano o que utiliza las
propriedades especiales que se muestran a esa escala.
2.
Nano es estudiar y crear
cosas diminutas
Tanto científicos como ingenieros forman juntos el campo
interdisciplinario de la nanotecnología e investigan las propiedades
y la manipulación de la materia a nanoescala.
Átomos y moléculas
La disposición de átomos y moléculas
ayuda a determinar las propiedades de
un material
Manipular la materia Los investigadores disponen de una
nueva forma de manipular la materia
a nanoescala
Naturaleza y tecnología Nano se encuentra en la naturaleza
y en la tecnología
Nuevas herramientas La existencia de nuevas herramientas
hacen que el campo nano sea posible
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3.
Nano es nuevas tecnologías
La nanociencia, la nanotecnología y la nanoingeniería nos
conducen hacia un conocimiento nuevo y hacia hallazgos
hasta ahora imposibles.
Fases de la evolución de la nanotecnología
•
Fase inicial (en los próximos 5 años)
La nanotecnología está en un fase de investigación y el
conocimiento científico empieza a producir
aplicaciones
•
Desarrollo comercial (5-10 años)
Durante este periodo una gran variedad de
aplicaciones se desarrollarán y la producción crecerá a
nivel industrial
•
Uso general (10-15 años)
La nanotecnología se consolidará como una industria y
los consumidores disfrutarán de una gran selección de
productos que incorporarán elementos de
nanotecnología
3. Nano es nuevas tecnologías
Aplicaciones
Alimentación
Energias
Agricultura
Biomedicina
renovables
Construcción
3. Nano es nuevas tecnologías
Diferentes etapas de comercialización
•
La rapidez de la introducción de productos nanotecnológicos
en el mercado dependará de la industria
•
Las aplicaciones médicas tardarán ...
Los requisitos estrictos de las pruebas clínicas largas implica que las
aplicaciones médicas de nanotecnología no entrarán en el mercado
general hasta dentro de unas décadas.
•
Las aplicaciones industriales ya están en producción
comercial ...
Los nanomateriales ya se utilizan en diversas aplicaciones como
pinturas, adhesivos, electrónica y materiales de construcción.
3. Nano es nuevas tecnologías
3.
Nano es nuevas tecnologías
La nanociencia, la nanotecnología y la nanoingeniería nos
conducen hacia un conocimiento nuevo y hacia hallazgos
hasta ahora imposibles.
Campo interdisciplinario
La naturaleza interdisciplinario de
nano nos dirige hacia nuevas soluciones
e innovaciones
Productos de consumo
Nano puede mejorar los productos que
ya existen en la actualidad
Aplicaciones innovadoras
Nano puede conducirnos hacia nuevos
materiales y aplicaciones
3. Nano es nuevas tecnologías
3.
Nano es parte de nuestra
sociedad y de nuestro futuro
Las nanotecnologías tienen costes, riesgos y beneficios que afectan a
nuestras vidas de formas distintas, no siempre previsibles.
General Purpose Technology (GPT)
“General Purpose Technology” se refiere a un gran salto de
tecnología que afecta a toda la economía: primero a nivel
nacional y luego a nivel global.
Ejemplos: escritura, acero, máquina de vapor, ferrocarriles,
electricidad, telecomunicaciones y ordenadores.
Las GPTs se caracterizan por ser:
•Penetrante: son utilizadas en muchos sectores derivados;
•Dinamismo tecnológico: aumentan el potencial de la economía al
apoyar la innovación continua en industria y ciencia;
•Complementariedades innovadoras: mejoran las capacidades en
muchos otros ámbitos técnicos, aumentando así la productividad en
investigación y el desarrollo en muchos sectores.
4. Nano es parte de nuestra sociedad y de nuestro futuro
Efectos de GPTs
Las GPTs pueden ser la causa de grandes cambios en la
economía:
Positivo - una importante mejora en la productividad y un gran
crecimiento economico a largo plazo.
Negativo - causa de disrupciones a corto plazo: La
infraestructura existente, los equipos y los conocimientos
laborales pueden quedarse desfasados. Como resultado las
empresas se ven afectadas, los trabajadores deben ser
reentrenados y los gobiernos deben hacer grandes inversiones
en mejoras de infraestructura.
Ejemplo - la introducción de la máquina de vapor y los
ferrocarriles.
4. Nano es parte de nuestra sociedad y de nuestro futuro
Nano plata
Plata: en forma de nitrato de plata (AgNO3): se ha utilizado desde el
siglo XVIII para la desinfección de las heridas.
En el ámbito hospitalario, nanoplata se usa para tratar las heridas y
reducir la infección.
Plata promete ser un agente antimicrobiano eficaz contra muchas
bacterias diferentes, incluyendo aquellos que han adquirido la
inmunidad contra otros antibióticos.
El actual uso generalizado de productos a base de nanoplata en
muchas áreas como un potente antimicrobiano ha dado lugar a
preocupaciones.
Cuando los iones de plata (Ag+) están presentes, la plata es superada
sólo por el mercurio (Hg) como el metal más tóxico para los
organismos acuáticos.
La toxicidad de las nanopartículas de plata depende de su
concentración y es más pronunciada que la de las sales de plata.
4. Nano es parte de nuestra sociedad y de nuestro futuro
4.
Nano es parte de nuestra sociedad
y de nuestro futuro
Las nanotecnologías tienen costes, riesgos y beneficios que
afectan a nuestras vidas de formas distintas, no siempre
previsibles.
Influencia de los consumidores Nuestras elecciones como consumidores
y ciudadanos influyen en el mundo nano
Orientación corporativa y gubernamental Los gobiernos y las empresas
promocionan y regulan el mundo nano
Riesgos y beneficios Lo nano implica costes, riesgos
y beneficios
Tecnología y cambio Nano afectará a nuestra economía,
al entorno y a nuestras vidas personales
4. Nano es parte de nuestra sociedad y de nuestro futuro
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
Boaz Kogon
Strategy and Development
Institut Catala de Nanotecnologia (ICN)
www.icn.cat
[email protected]
Dimensió Nano: www.dimensionano.cat
Fichas: http://www.dimensionano.cat/index.php/ca/descarregues