Download Nano es pequeño y diferente Nanoescala
Transcript
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 2. Nano es estudiar y crear cosas diminutas 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