CONCEPTUALIZACIÓN Y TEORIZACIÓN (SEMANA DOS)
ABRAHAM CASADIEGO ALVERNIA
DOCENTE ANDREA REYES MENESES
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE-SENA NANOTECNOLOGÍA Y APLICACIONES (803131) 06 DE AGOSTO 2014
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i.
Nanomateriales: Sabía usted que es posible utilizar una nanofibra excepcionalmente
delgada, fuerte y resistente de poliacrilonitrilo, que podría conducir a la fabricación de mejores piezas para infinidad de máquinas, enseres y vehículos, desde aviones hasta puentes, pasando por puentes e incluso chalecos antibalas. O que Los científicos creen que los nanotubos de carbono permitirán construir en el futuro (quizás en la próxima década) dispositivos electrónicos más pequeños, rápidos y que consuman menos energía que los que utilizan chips de silicio. Pues bien, la nanofibra y los nanotubos de carbono son nanomateriales. Así que realice una pequeña investigación de los nanomateriales presentados en el siguiente cuadro y diligencie la información solicitada adecuadamente: Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión síntesis o descubrimiento
PUNTOS CUÁNTICOS
1980
Características
Aplicaciones
Optoelectrónica: Con los puntos cuánticos de materiales semiconductores, como arseniuro de un punto indio y fosfuro de indio, se fabrican diodos láser cuántico emisores de luz más eficientes que los usados de CdSe de hoy en lectores de CD, de códigos de barras y 3nm emite demás. a 520nm Biomedicina: Los puntos cuánticos emiten luz (verde) brillante y muy estable. Con ellos se obtienen mientras imágenes de mucho contraste usando láseres que uno nanoestructura de 5.5 semiconductora menos potentes, y no existe el temor de que se apaguen. Además, la longitud de onda tan emite a / confina el específica a la que brillan evita las 630nm movimiento en (rojo) - Los tres direcciones superposiciones, y permite teñir a la vez muchas PCs espaciales / son más estructuras que con los métodos de tinción tradicionales. presentan de Paneles solares experimentales: La tercera una manufacturación generación de células fotovoltaicas usa entre densidad barata / otras posibilidades las superficies con puntos de cuánticos. El rendimiento es mayor que las 15×1010 células de primera y segunda generación y su cm-2 y una fabricación es más barata. gran Nuevos sistemas de iluminación con un dispersión rendimiento más eficiente. de tamaños, Usados como pruebas fluorescentes en microscopia (de luz y microscopia electrónica).
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Nanomaterial
NANOTUBOS DE CARBONO
Fecha de Fabricación, síntesis o descubrimiento
1991 Descubrimiento oficial por Iijima (MWCNT)
Dimensión
Diámetro promedio de poro (4V/4 por BET)
Características
Propiedades eléctricas /Semiconductores /Comportamiento resistivo, Filtros RF./longitud que permite un mejor control de las propiedades unidireccionales de los materiales resultantes. Capacitivo e inductivo.
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Aplicaciones
Almacenamiento electroquímico de energía en electrodos de supe condensadores y baterías. En matrices poliméricas para mejoramiento de las propiedades eléctricas. Nano circuitos: Interconectores Pueden usarse como filtros RF. Nano circuitos: Diodos, Transistores. Transforman la luz en electricidad y producen luz al inyectarles exceso de carga.
Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento molécula de 20 átomos de Carbono (diámetro La primera vez de 7 Å) es propiedades que se 100 millones electroactivas encontró un FULLERENO de veces y de limitación fullereno fue en más óptica 1985 pequeña que un balón de fútbol
Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
Aplicaciones
En medicina, gracias a sus propiedades biológicas Recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la creación de nuevas redes moleculares.
Superconductividad logrando una resistencia de cero
Aplicaciones
En transistores.
GRAFENO
Es el material Presenta más En el 2004 en la enlace de resistentes, universidad carbonomás fuerte Manchester se carbono de que el descubrió como aprox. 1,42 diamante y conseguirlo °A. más fino que el papel.
En Baterías En pantallas táctiles flexibles. Generación y almacenamiento de energía. En procesadores.
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Fecha de Fabricación, Nanomaterial síntesis o descubrimiento
NANOSHELL
Por el profesor J. Naomi Halas y su equipo en la Universidad de Rice en 2003
Dimensión
Los microcanales tienen sección transversal rectangular y son 300 micras de ancho, 155 m de profundidad, y 0,45 m de largo.
Características
En terapias que ayuden a combatir el cáncer Nano partícula esférica que consta de un núcleo dieléctrico que está cubierto por una cáscara metálica delgada.
Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
FLUORENO
Aplicaciones
Para combatir las células malignas las Nanoshells son transportadas hasta el área de acción a través de la fagocitosis propiciando que las nanocápsulas sean engullidas por las membranas celulares malignas. Una vez localizadas en el interior el proceso de inducción fotovoltaica llevará a cabo la destrucción de las células cancerígenas sin afectar a las células sanas.
Aplicaciones
Forma conductores de la electricidad y cristales electroluminiscentes blancos que exhiben un Como luminóforos en diodos orgánicos de emisión olor aromático de luz. característico similar al del de 4 a 7 Se utiliza para hacer tintes, plásticos y pesticidas. J. Am. Chem. naftaleno. Es anillos Soc. 90: 6544 combustible. aromáticos, Usado para introducir el grupo protector carbamato (1968). Dilthey Tiene una fracción present´o el 11 fluorescencia de 9-fluorenilmetilo (Fmoc) en aminas en síntesis de C22-C40 péptidos. violeta, y de aquí su nombre. Es obtenido a El fluoreno tiene pocas aplicaciones. partir del alquitrán de hulla.
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Nanomaterial
Fecha de Fabricación, Dimensión Características síntesis o descubrimiento
Aplicaciones
Utilizada en un material que sustituya al plástico o el vidrio. Para crear filtros que pueden purificar todo tipo de líquidos. Entonces sería posible obtener agua potable, filtrar la sangre durante las transfusiones, o incluso atrapar sustancias La químicas peligrosas en los cigarrillos. tendencia o Es un material muy poroso y súper absorbente magnitud que podría servir como sustituto a las típica del Son compresas o incluso los tapones higiénicos. diámetro es increíblemente fue usado por de 10 a 20 ligeras, super- como un reemplazo bajo en calorías para los NANOCELULOSA primera vez en nanómetros aditivos de hoy en día de hidratos de carbono fuertes, y 1977, y la de su utilizados como espesantes, portadores de conducen longitud es aroma y estabilizadores de suspensión en una electricidad. de 10 veces amplia variedad de productos alimenticios y es o más la de útil para la producción de rellenos, aplasta, su chips, obleas, sopas, salsas, pudines, etc. diámetro, En la elaboración de pantallas electrónicas flexibles, partes móviles para computadoras, armas livianas y vidrios blindados. En la elaboración de baterías que se recargan al ser dobladas
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Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
Aplicaciones
Recubrimientos sobre plásticos (tetrabricks Al+SiO).
PELICULAS DELGADAS
La capa de material en el Se utilizaron 10 a la -7 rango de inicialmente mm hasta fracciones de con fines varias nanómetro decorativos. En micras 10 a hasta varios el siglo XVII la -3 m. micrómetros de espesor.
Lentes antirreflectoras y oftálmicas. Con la técnica de deposición asistida por iones se obtienen recubrimientos ópticos. Películas aplicables en espejo para láseres. Al ser un método de ataque se emplea para limpiar superficies y ponerlas planoparalelas.
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Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
NANOPOROS
En 1953
Entre 1 y 200nm
Aplicaciones
Son hoyos que pueden ser En el mundo de la biología es la posibilidad de creados de secuenciar el ADN. La idea radica en utilizar nanoporos manera de estado sólido que mediante el uso de cargas, dirigen sintética por cadenas de ADN a través del poro. proteínas (en forma de embudo) o como huecos en materiales sintéticos como los Se aprovechan factores como solubilidad, cargas silicatos o el electrostáticas y conductividad para identificar a las grafeno moléculas. (nanoporos de estado sólido).
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Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
Fibra polimérica, En el año 1985 consiste en el se hilado en el descubrieron. que un En 1996 Harry Diámetro polímero Koto recibió un inferior a fundido o en NANOFIBRAS premio Nobel 500 solución se por el nanómetros. hace pasar por descubrimiento una boquilla a de cierta nanoparticulas. velocidad y temperatura.
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Aplicaciones
La baja densidad y elevado volumen de los poros hacen a estos materiales apropiados para dispositivos biomédicos como el sistema de liberación controlada de fármacos o la obtención de cosméticos. Para principios activos e ingeniería de tejidos; prendas de vestir, implementos de limpieza y hasta productos industriales de catálisis, filtrados, barrera y aislamiento, pilas, transistores, óptica, tecnología de la información y del sector espacial. Muchos cirujanos utilizan injertos textiles bordados a máquina para favorecer la reparación de nervios y músculos. Telas espectrométrias, las cuales no sólo son capaces de detectar luz, sino también de analizar colores. Estas telas se aplican en las pantallas computarizadas de fibras flexibles fotosensibles o en prendas militares protectoras.
Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
Aplicaciones
Fabricación de microchips o de transistores,
GRAFANO
Procedente del grafito son descubierto en Un muy flexibles, esta derivado pesan poco y Universidad en del grafeno son muy el 2004 resistentes. Es un aislante.
Fecha de Fabricación, Nanomaterial Dimensión Características síntesis o descubrimiento
DENDRIMERO
1988
Macromolécula tridimensional Entre 1,5 y de 13,5 nm construcción arborescente.
Desarrollo de ordenadores mucho más rápidos y con un menor consumo eléctrico que los actuales de silicio. Dispositivos adaptados a la fisionomía del ser humano Chalecos antibalas, cascos y multitud de elementos de protección que se emplean por diversos profesionales pasarán a ser mucho más ligeros y seguros. Posibilitará la creación de envases para alimentos más seguros o recubrimientos para los muebles del hogar que impidan el desarrollo de bacterias en su superficie.
Aplicaciones
Revestimiento Agente activador de superficies Agente descontaminante Termoplástico Nuevos materiales eléctricos Aplicación en medicina farmacia Catalizadores Modificador de viscosidad Sensor al responder a estímulos (disolventes químicos y luz)
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ii.
Solucionando problemáticas actuales: Enfermedades como el cáncer, que aún mata a
muchas personas alrededor del mundo, debido a su diagnóstico tardío o difícil cura, dependencia del petróleo, problemas sanitarios, productos contaminantes derivados de la industria, y otras problemáticas, aquejan a la humanidad del S.XXI. Sin embargo, como ya ha aprendido a lo largo del programa de formación, los avances en nanotecnología han permitido vislumbrar soluciones altamente eficaces a dichas problemáticas. Así que para consolidar lo aprendido, presente claramente 3 problemáticas actuales que puedan ser sol ucionadas usando nanomateriales. Explique qué tipo de nanomaterial usaría y cuál sería el beneficio obtenido. Diligencie dicha información en el siguiente cuadro: PROBLEMÁTICA
NANOMATERIAL
BENEFICIO
Uso descontrolado de bolsas plásticas (vidrio) está Disminución en contaminación contribuyendo al calentamiento ambiental, contribuyendo a la global y en consecuencia al NANOCELULOSA disminución de calentamiento global aumento de los problemas de y proliferación de enfermedades. salud de las personas, ya requieren de unos 300 años para degradarse
Consecución de injertos para pacientes
NANOFIBRAS
Rápida atención, disminución de tiempo de espera por consecución de donantes, rápida asimilación del paciente, ya que será compatible.
Alta tasa de mortalidad por el cáncer en todo tipo de población sin importar edad, sexo, etc.
NANOSHELL
Mayor expectativa de vida, cura de los diferentes tipos de cáncer
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iii.
“El mundo de abajo a arriba” Explore el siguiente video del programa Redes en el cual el
premio nobel de química Harold Kroto, en conversación con Eduard Punset, expone sus concepciones sobre la nanotecnología: http://www.youtube.com/watch?v=eCxHJ4rKMGQ Luego, diligencie el siguiente cuadro, presentando el argumento de Kroto y su punto de vista personal, con respecto al enunciado expuesto:
ENUNCIADO
“…Deberíamos
empezar a aprender a construir no siempre desde arriba hacia abajo sino lo contrario…”
PUNTO DE VISTA DE HAROLD KROTO
PUNTO DE VISTA PERSONAL
Debemos saber aprovechar la Sabemos que es posible, porque justamente nanotecnologia que nos permite nosotros somos así! Cuando alguien habla disponer de moleculas como su acerca de nanotecnología sin acabar de ensamble y asi poder fabricar materiales entender el concepto, muchas veces piensa en necesarios para la creacion e invencion cosas muy pequeñas, partículas diminutas, y de nuevas y estructuras de catergorias luego empieza a pensar en los peligros que mayores que unidas a otras formaran entrañan dichas partículas minúsculas. Sin una de mayor nivel hasta alcanzar la embargo, si reflexionamos sobre la propia unidad deseada. Esto permite desarrollar vida, la vida es un ensamblaje átomo a átomo, y obtener una invencion con buenos molécula a molécula, de células, que a su vez cimientos paritiendo el disminuir hasta luego se organizan en un organismo complejo. eliminar errores generando Si queremos saber cuáles son las posibilidades conocimiento del diseño desde lo para el futuro, la vida y la biología molecular particular a lo general y asi tener la nos demuestran lo complejo que puede ser un claridad del cómo funciona para seguir sistema construido desde una perspectiva desarrollando nuevas creaciones ascendente: de abajo arriba. incluyendo un nivel de confianza con incertidumbre de cero.
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ENUNCIADO
“…Gracias a las
propiedades de resistencia a la tracción de los nanotubos, tenemos la posibilidad de revolucionar la ingeniería civil…”
PUNTO DE VISTA DE HAROLD KROTO
PUNTO DE VISTA PERSONAL
Probablemente podríamos construir Las idas, proyectos, sueños hasta el momento puentes tan resistentes que no se estan, tenemos las herramientas y la materia vinieran abajo en caso de terremoto, o prima falta escudriñar un poco más para aviones tan ligeros y potentes que, finiticar el uso adecuado de dichas incluso si fallaran los motores, seguirían herramientas. Podremos lograr todo lo que planeando durante distancias soñemos, solo no hay que dejar de soñar. larguísimas. Por tanto, la posibilidad está (¿Cómo los antiguos cientificos sin conocer y ahí, el problema es que no sabemos con menos herramientas descubrieron y cómo unir mil millones de millones de crearon tantas cosas que hoy dia tenemos?), ellos. Solamente podemos unir un (que no harian las mentes prodigiosas de hoy centenar a la vez, lo que supone unos con la tecnoogia de nuestros dias?) si se pocos micrones, mucho menos que un puede, hay que saber manejar la resistencia milímetro, por ahora. Sin embargo, no al cambio de muchas personas que veran lo hay ningún motivo teórico que nos venidero como abobinacion!). impida lograrlo en el futuro.
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ENUNCIADO
PUNTO DE VISTA DE HAROLD KROTO
PUNTO DE VISTA PERSONAL
“…Nos
enfrentamos a problemas acuciantes de sostenibilidad, de “…Nos enfrentamos a problemas sin dud la nano tecnologia promete tanto que supervivencia, e acuciantes de sostenibilidad, de no se duda que acabe la guerra por el petroleo, intentamos forjar llevandolo a un segundo plano, ya que se supervivencia, e intentamos forjar una sociedad que tendra la formula del como no presendir de una sociedad que dependa menos dependa menos del petróleo. Son nuestras ella (omitiendo su comsumo) o del como del petróleo. Son existira otra materia que supla su demanda con verdaderas batallas y la nuestras mejores carateristicas, sin que ocacione nanotecnología, al parecer, puede verdaderas ayudarnos en este sentido…” contaminacion y sea renovable. batallas y la nanotecnología, al parecer, puede ayudarnos en este sentido…”
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BIBLIOGRAFIA
https://www.youtube.com/watch?v=eCxHJ4rKMGQ
http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_cu%C3%A1ntico
http://www.nanotubosdecarbono.com/
http://www.redalyc.org/pdf/402/40250407.pdf
http://www.infografeno.com/
http://www.infografeno.com/
http://www.ecured.cu/index.php/Fluoreno
http://es.gizmodo.com/conoce-los-increibles-usos-para-la-nanocelulosa-471784673
http://boletines.secv.es/upload/199433245.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Nanoporo
http://es.wikipedia.org/wiki/Nanofibra
http://www.fisica.uh.cu/bibvirtual/vida%20y%20tierra/grafeno/
http://www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewFile/992/1026
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