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APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA NANOTECNOLOGÍA
¿QUÉ PUEDE APORTAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA?
EJEMPLOS PRÁCTICOS
AIN-1
Barcelona, Casa Llotja de Mar - 14 de Mayo de 2007
www.leitat.org
¿QUÉ PUEDE APORTAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA?
EJEMPLOS PRÁCTICOS
CONTENIDOS DE LA PRESENTACIÓN
AIN-1
1.
INTRODUCCIÓN
2.
EJEMPLOS PRÁCTICOS
3.
TENDENCIAS
4.
CONCLUSIONES
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www.leitat.org
1. INTRODUCCIÓN
ƒ
DEFINICIÓN DE NANOTECNOLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
I
+
D
+
NANOCIENCIA
I
NANOINDUSTRIA
NANOTECNOLOGÍA
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
CORRIENTES DE INVESTIGACIÓN
1. INTRODUCCIÓN
Nanopartículas
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Nanotubos
3. TENDENCIAS
Materiales nanoporosos
4. CONCLUSIONES
Fulerenos
Puntos quánticos
NANOMATERIALES
Materiales nanoestructurados
Nanofibras
Nanocápsulas
Nanohilos
Dendrímeros
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
CORRIENTES DE INVESTIGACIÓN
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
MINIATURIZACIÓN
4. CONCLUSIONES
NUEVAS ESTRUCTURAS
Fabricación
de
estructuras
y
dispositivos cada vez más pequeños
Manipulación
de
átomos
y/o
moléculas para crear estructuras
NANOMÉTRICAS
nuevas más complejas
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
MÉTODOS COMERCIALES DE FABRICACIÓN
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
NANOPARTÍCULAS
3. TENDENCIAS
Química coloidal
4. CONCLUSIONES
Métodos hidrotérmicos
Procesos químicos en húmedo
Sol-gel
Procesos de precipitación
Molienda
Procesos mecánicos
Fresado
Técnicas de aleación mecánica
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
MÉTODOS COMERCIALES DE FABRICACIÓN
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
NANOPARTÍCULAS
3. TENDENCIAS
Litografía
4. CONCLUSIONES
Procesos de formación in-situ
PVD / CVD
Recubrimientos por spray
Pirólisis
Electroexplosión
Síntesis en fase gas
Ablación láser
Evaporación a alta temperatura
Técnicas de síntesis por plasma
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
PRINCIPALES MERCADOS DE LA NANOTECNOLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
• MÉDICO / FARMACÉUTICO
3. TENDENCIAS
• QUÍMICO / MATERIALES AVANZADOS
4. CONCLUSIONES
• TIC
• ENERGÍA
• AUTOMOCIÓN
• AEROESPACIAL
• TEXTIL
• AGRÍCOLA
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
PRINCIPALES MERCADOS DE LA NANOTECNOLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Segmentación industrial estimada para el año 2015 (Fuente: U.S. National Science Foundation)
AIN-1
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
VENTAJAS Y LIMITACIONES
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
VENTAJAS
LIMITACIONES
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
• Nuevos materiales
únicas muy especiales
Dominan efectos cuánticos
con
propiedades
• Determinación de los posibles costes
para la salud y el medio ambiente y
necesidad
de
nueva
normativa
específica (protocolos de riesgo)
Aumento relación
superficie / volumen
• Gran cantidad de aplicaciones en fase
de I+D
Modificación propiedades
ópticas,
magnéticas,
térmicas, mecánicas y
eléctricas
Mayor reactividad química
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1. INTRODUCCIÓN
ƒ
PRINCIPALES ÁREAS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
INTRUMENTACIÓN Y
METROLOGÍA
NANOBIOTECNOLOGÍA
Difusión de medicamentos
Dimensión crítica
Diagnosis
Nuevos medicamentos
Análisis químico
Determinación de grosor
Ingeniería de tejidos
Control de calidad
NANOMATERIALES
Implantes
Bienes de consumo
Textil
Energía
Aeroespacial / Defensa
Cosméticos
Empaquetamiento
Construcción
NANOELECTRÓNICA
Catálisis
Automoción
SENSORES Y ACTUADORES
Fotónica
Pantallas
Almacenamiento de datos
Monitorización de la contaminación
Dispositivos médicos
Células solares
Electrónica de consumo
Computación cuántica
Vehículos
AIN-1
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
1. INTRODUCCIÓN
Obtención de nuevos medicamentos
NANOBIOTECNOLOGÍA
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Producción de proteínas recombinantes e ingeniería metabólica de microorganismos
Nanopartículas para terapia y diagnosis médica
Difusión de medicamentos mediante nanotecnología de SCF
AIN-1
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Manipulación de fluidos a escala micro y nanométrica
1. INTRODUCCIÓN
NANOBIOTECNOLOGÍA
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Diagnosis molecular
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Nuevos medicamentos y liberación controlada de fármacos
Biosensores
Diagnosis, chips de DNA y sensores de proteínas
AIN-1
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Composites de matriz cerámica autorreparable
1. INTRODUCCIÓN
NANOMATERIALES
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Nanotubos de halloysite
Nanoarcillas de caolín
(cosméticos, pesticidas, fármacos)
(composites)
Nanomateriales en general
Nanopartículas de diamante
Nano-Al2O3
AIN-1
Nano-Cu
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Nanopartículas cerámicas
1. INTRODUCCIÓN
NANOMATERIALES
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Nanorrecubrimientos de sílice
Nanoarcillas
Nanotubos de carbono
AIN-1
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Raquetas de tenis más flexibles y resistentes gracias a CNT’s
1. INTRODUCCIÓN
NANOMATERIALES
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Productos cosméticos más eficaces y protectores
(cremas antiarrugas basadas en nanocápsulas de
polímeros activos, cremas solares con nanopartículas
de TiO2 anti-UVA)
AIN-1
Vestimenta resistente al arrugado
(nanorrecubrimientos)
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Textiles autolimpiantes (Efecto Loto)
1. INTRODUCCIÓN
NANOMATERIALES
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Textiles transpirables repelentes al agua
Obtención de nanofibras por electrohilatura
Textiles con memoria de forma
Nanofibras para filtros industriales
AIN-1
Textiles antiolor / antimicrobianos
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
Microscopía AFM / SPM
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
INTRUMENTACIÓN Y
METROLOGÍA
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
MS Modeling
(Software de modelización/simulación de nanotecnología)
Instrumentación en genaral
(XPS, UPS, ISS, AES, SAM, HREELS, LEED)
Nano-Luminograph
Zetasizer Nano
Tg nanocapas
Estructura superficial
Tamaño de partícula
Potencial ζ
Peso molecular
Reflectómetro EUV
Absolute Sedimentation Gauge Æ Estabilidad de soluciones de NP’s
AIN-1
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2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
1. INTRODUCCIÓN
Esquema de dispositivo de memoria no-volátil FinFlashes
NANOELECTRÓNICA
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Procesado y fabricación de NP’s magnéticas
Sensores para la industria del vino,
agroalimentaria y medioambiente
SENSORES Y
ACTUADORES
AIN-1
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3. TENDENCIAS
NANOBIOTECNOLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Complejo dendrímero uniéndose a receptores celulares de folato
(Michigan Center for Biologic Nanotechnology)
Gliconanopartículas fluorescentes o magnéticas para su aplicación como marcador celular (grupos
sanguíneos a través de la saliva) o como terapia antiadhesiva en metástasis (CSIC)
Biosensor capaz de detectar residuos de hormonas anabolizantes ilegales (CSIC-ICFO )
Chip de DNA molecular
(Humboldt University of Berlin – PlasmaChem GmbH)
AIN-1
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3. TENDENCIAS
NANOMATERIALES
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Lana Merino teñida con nanopartículas de oro
(Victoria University of Wellington)
Nanopartículas de diferentes tamaños suspendidas en solución
(Frankel, MIT -National Science Foundation Report, “Societal Implications of Nanotechnology” March 2001”
Fulerenos funcionalizados
(Institute of Nanotechnology)
Nuevas aplicaciones industriales del dióxido de titanio
Dendrímeros funcionalizados
(ICMA, Unizar)
AIN-1
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3. TENDENCIAS
INTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Funcionalización de puntas AFM
(SCT-UB)
Combinación de diversos instrumentos
(Ejemplo: AFM + FM, Asylum Research)
SENSORES Y ACTUADORES
Tratamiento con caracterización in-situ
(Ejemplo: LP-Plasma + Análisis XPS, CSIC)
Nanohilos que emiten luz UV para sensores y biosensores,
puntas SPM, cirugía láser o electrónica (NIST)
AIN-1
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3. TENDENCIAS
NANOELECTRÓNICA
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
Membrana de grafeno monoatómica para tamices moleculares, interruptores
ultrarrápidos, imagen molecular (Manchester University, UK – Institute of Microelectronics
Technology, Russia – Max Planck Institute, Germany)
Crecimiento de CNT’s sobre lugares predefinidos de wafers de silicio
para microelectrónica (Infineon Technologies)
Refrigerador termoeléctrico de película delgada, TFTEC (Intel Corporation)
Interruptor molecular (Columbia University, Arizona State University; USA)
Mayor eficíencia de células solares de TiO2
incorporando CNT’s (University of Notre Dame, USA)
AIN-1
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4. CONCLUSIONES
Mejor conocimiento de la naturaleza
Avances científicos y en la educación
1. INTRODUCCIÓN
Nuevos procesos / productos industriales
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
GENERALES
3. TENDENCIAS
Mejoras económicas
Progresos en la salud
4. CONCLUSIONES
Avances en gestión ambiental y sostenibilidad
Procesos productivos a escala nanométrica
Nanomateriales (nuevas propiedades imposibles de conseguir macro o
microscópicamente)
Electrónica (semiconductores y circuitos integrados)
PARTICULARES
Medicina (mejoras importantes en diagnosis y tratamiento médico)
Farmacéutica (nuevos fármacos)
Plantas químicas (catalizadores nanoestructurados, nuevos productos)
Transporte (nanomateriales, nanoelectrónica, aeroespacial)
Sostenibilidad (mayor eficiencia en conversión de energía solar,
nuevos filtros)
AIN-1
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4. CONCLUSIONES
1. INTRODUCCIÓN
2. EJEMPLOS PRÁCTICOS
¿ES ÚTIL APLICAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA?
Sí, se pueden fabricar nuevos productos de alto valor añadido que permitan aumentar la
competitividad de una empresa y su diversificación en el mercado.
3. TENDENCIAS
4. CONCLUSIONES
¿ES NECESARIO?
Depende del sector de aplicación, pero potencialmente es una de las oportunidades de
negocio más interesantes.
¿ES POSIBLE?
Sí, en gran cantidad de aplicaciones.
¿QUÉ SE REQUIERE?
Know-how, actividades de vigilancia tecnológica y, por supuesto, ser emprendedor.
AIN-1
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
AIN-1
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Passeig 22 de Juliol, 218 - 08221 Terrassa (Barcelona)
Tel. +34 93 788 23 00 - Fax +34 93 789 19 06
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Llorenç Bautista
[email protected]