GUÍA DE APRENDIZAJE N° 2
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA FORMACIÓN VIRTUAL A DISTANCIA NANOTECNOLOGÍA Y APLICACIONES
2017
3.1 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y teorización) i. Nanomateriales:
Fecha de fabricación, Nanomaterial síntesis o descubrimiento
Puntos cuánticos
Nanotubos de Carbono
Fullereno
Grafeno
1981-1988
1991
Dimensión
2-10nm
1 nm de diámetro y hasta 1 mm de longitud
1985
0,88-1-10 nm
2004
20nm en adelante, de menor tamaño su
Características
Aplicaciones
Estructura cristalina a nanoescala que transforma la luz
Construcciones a nanoescala de aplicaciones computacionales para procesar información, biomedicina, paneles solares, sistemas de iluminación.
Estructura a nanoescala de láminas de grafito enrolladas sobre sí mismas. Algunos cerrados por media esfera de fullereno y otros abiertos Molécula compuesta de átomos de carbono que adopta una estructura similar a una esfera Sustancia compuesta de átomos de carbono que se
Fibras más fuertes (aviones, raquetas, etc) por propiedad eléctrica según su estructura actúa como semiconductor metal
Polímeros, medicina, agente bactericida.
Cables de alta velocidad, superbaterías eléctricas, pantallas
estructura es inestable.
Nanoshell
2003
8 nm
Fluoreno
1991
5nm
Nanocelulosa
1977
10-20 nm de diámetro
Películas delgadas
1966
1-100 nm de espesor
Nanoporos
1995
1-100 nm
unen en un patrón hexagonal.
táctiles flexibles, auriculares y altavoces, cámaras fotográficas más sensibles, medicina, desalinización del agua.
Nanopartículas formadas por un núcleo dieléctrico recubierto de una capa de aleación metálica (Au) y que envuelven a Medicina partículas llamadas plasmon que excitan a los electrones que oscilan alrededor de iones de un átomo. Polímeros Hifrocarburo conductores de aromático electricidad y plocíclico electroluminiscentes Polímero abundante Cadena de que se usa en moléculas de producción de celulosa de pantallas de forma tubular dispositivos alargada electrónicos y cultivo de órganos Se forma cuando se hace Dispositivos crecer a partir electrónicos, de átomos o fotovoltáicos, moléculas que recubrimientos inciden sobre la ópticos y en superficie de nanoelectrónica. sustrato. Hoyos de Detección de ADN, tamaño sensores,
nanométrico
Nanofibras
Grafano
1991
2009
Dendímeros
1990
membranas de filtración.
Diámetro inferior a 500 nm
Fibra polimérica
biomedicina
20nm en adelante
Estructura monocapa similar al grafeno se diferencia que los átomos de carbono están entrelazados entre si y a los de hidrógeno ubicados a ambos lados de la capa
Electrónica (aislante)
Polímero de tamaño nanométrico construido de manera ramificada
Catálisis, administración de fármacos, agente descontaminante, materiales eléctricos, sensores y modificadores de viscosidad.
50 nm
ii. Solucionando problemáticas actuales.
Problemática
Nanomaterial
Contaminación del agua
Nanoporos
Incendios por cortos eléctricos
Grafano
Beneficio El nanoporo se adecua o construye de un tamaño específico (según el tamaño de cada contaminante), para que por medio de un proceso de filtración se pueda separar el contaminante del agua y obtener el agua descontaminada, Como aislante, lograr adaptarlo a la estructura conductora para que al momento de no ser usada
Tratamiento para el cáncer
Dendímeros
este pueda aislar el sistema y evitar que se produzcan cortos. En la aplicación de fármacos a pacientes con cáncer, estos pueden ayudar a que sus ramificaciones acomplejen solamente a la célula maligna y luego se deposite el medicamento sólo en dicha célula, evitando que el fármaco llegue a otras partes del organismo y cause efectos secundarios. Selectividad.
iii. “El mundo de abajo arriba”.
Enunciado
Punto de vista de Harold Kroto
Si se estudia la nanotecnología a fondo, se puede observar que la materia y lo que conocemos es simplemente un proceso de unión átomo-átomo, molécula-molécula y las “… Deberíamos empezar personas muchas veces a aprender a construir no temen que por ser una siempre desde arriba partícula diminuta hacia abajo, si no lo también implique grandes contrario...” peligros, por lo cual es importante entender bien el tema y el funcionamiento de la nanotecnología para entender las grandes estructuras que se formar a partir de ella. Es decir desde lo más pequeño se
Punto de vista personal Es importante comenzar a evolucionar, el ser humano está agotando los recursos, desde el árbol que se tala para construir una silla hasta cantidades inmensas de ecosistemas afectados por el afán de construir grandes pantallas, grandes sistemas. ¿Por qué no comenzar desde abajo, desde el núcleo, los átomos y aquello que da origen a la materia para lograr desarrollar mecanismos más efectivos, eficientes, menos contaminantes y que a su vez ocupen menos espacio?
ha construido lo más grande. El nanotubo tiene un potencial de resistencia muy alto comparado con otros materiales por lo cual si se logra unir con otros nanotubos “… Gracias a las propiedades de generando una estructura resistencia a la tracción cilíndrica hexagonal de los nanotubos, tenemos hecha de solo nanotubos, esta estructura estaría no la posibilidad de revolucionar la ingeniería solo adoptando las civil…” propiedades de resistencia de un nanotubo si no de miles, por lo cual la resistencia de la estructura la convertiría en única en su especie.
La nanotecnología puede ayudarnos en este sentido de enfrentar las “… Nos enfrentamos a verdaderas batallas que problemas alucinantes de tiene el ser humano, como sostenibilidad, de lo es el caso de desarrollar supervivencia, e recursos sostenibles y intentamos forjar una abandonar la dependencia sociedad que dependa del petróleo, pero en lugar menos del petróleo. Son de eso el mundo se ha nuestras verdaderas enfocado en desarrollar batallas y la batallas por ideales nanotecnología, al contratando grupos de parecer, puede ayudarnos científicos y expertos solo en ese sentido…” para mejorar armas y no para encontrar la solución a la verdadera batalla.
Se conoce la teoría y la visión para encontrar una estructura resistente, el reto actual es encontrar la forma de unir los nanotubos de manera que se pueda llegar a la estructura planteada, y de llegar a ella no solo la ingeniería civil, la aviación y la mecánica se verían favorecidos, el mundo entero se vería mejorado por que se encontraría un material altamente resistente que podría también evitar o disminuir el daño causado por terremotos, tsunamis y eventos catastróficos La nanotecnología podría darle un respiro al medio ambiente, por ejemplo el uso de celdas fotovoltaicas mejoradas con nanotecnología, podrían ayudar a disminuir la polución, la contaminación ambiental, la destrucción de los recursos que la tierra presenta, la destrucción de hábitats, y podría lograr volver al ser humano menos dependiente de combustibles y energías no renovables, ayudarlo a evolucionar y a manejar una energía limpia y mejorada respecto a la que ahora se presenta. Si como dice Kroto, se enfocara más en avanzar y mejorar y no en armas, entonces
lidiaríamos la verdadera batalla por la supervivencia, dado que en la manera como se explota el mundo y sus recursos ahora, el tiempo que a este le queda es muy corto y por lo mismo al ser humano se le acaba el tiempo.
