Todo comenzó cuando Richard Feyman premio nobel de de Física de 1965
hizo referencia a las
posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en un discurso dado en el Instituto Tecnológico de California el 29 de Diciembre de 1959 titulado en “En el Fondo hay Espacio de Sobra”. Pero Feyman no profundizo demasiado en sus reflexiones y no fue hasta que Eric Drexler estudiante del Instituto Tecnológico de Massachusetts a comienzo de los 80 insinuara la posibilidad de crear sistemas de ingeniería a nivel molecular . Publico un libro en 1986 titulado “Los Motores de la Creación”” para describir la visión de Richard Feynman sobre la miniaturización a escala molecular. Creación Hoy en día la nanotecnología apunta a ser la herramienta que a corto plazo generara los nuevos adelantos en la ingeniera y por ende será el principal motor de desarrollo de la sociedad, pretendiendo ser y ya siendo un lugar en el que convergen las nuevas ideas para el desarrollo de las actuales y futuras generaciones.
Son aquellos en los que al menos una de sus dimensiones se encuentran en el rango de la nanoescala, es decir, entre 1 y 100 nanómentros. La cualidad más importante y sorprendente de esta nueva familia de materiales es el desarrollo de importantes propiedades dependientes del tamaño cuando sus dimensiones alcanzan el rango nanometrico. Las Clasificaciones más acertadas para los nanomateriales los dividen en base a sus dimensiones o la de alguno de sus componentes estableciéndose así tres categorías 0D, 1D y 2D. En un nanomaterial, el movimiento de los electrones está muy limitado por las dimensiones del propio material. Además, la proporción de átomos en la superficie con respecto al interior es mucho más alta que en materiales de tamaño más elevado. eleva do. Por consiguiente, si reducimos las dimensiones de un material, modificaremos sus propiedades y en consecuencia podremos diseñar materiales con propiedades a la carta. (El carbono o grafito, deja de ser ese material débil a nivel macromolecular, para convertirse a nivel nano en nanotubos superresistentes). El auge experimentado por la investigación en el campo de los nanomateriales en los últimos años pone de manifiesto las potenciales aplicaciones de estos materiales en muy deversos sectores tanto de la sociedad como de la industria.
Las Nanoparticulas tinen unidades mas grandes que las de los átomos y las moléculas, cuando menos una dimensión menos de los 100nm, creadas artificialmente a través de la ingeniería de partículas en los
laboratorios, creadas a nanoescala por investigadores. Además otras de sus particularidades es que poseen características propias, es decir que no obedecen a la química cuántica ni a las leyes de la fí sica clásica.
En la Biomedicina, sirve para la liberación de fármacos, tratamientos contra el cáncer. En la ingeniera como sensores químicos, vidrios autolimpliables, tintas magnéticas y conductoras. Para el tratamiento de aguas en procesos de fotocataliticos, sirve para recubrimiento textiles repelentes de agua y suciedad. En el área de la electrónica para crear memorias de alta densidad, pantallas con dispositivos de emisión basados en óxidos conductores.
Objetos de tamaño nanometrico, huecos, de forma esférica, que pueden utilizarse para encapsular pequeñas cantidades de productos farmacéuticos, enzimas y otros catalizadores.
Liberación de fármacos, industria de la alimentación, cosméticos, tratamientos de aguas residuales, componentes de adhesivos, aditivos aromáticos en tejidos, fluidos magnéticos
Son estructuras cilíndricas, pueden ser de distinto material, los más conocidos son los de silicio pero principalmente, los de carbono ya que unas de las principales características es su gran conductividad y sus propiedades térmicas y mecánicas
Polímeros conductores, cerámicas altamente tenaces, apantallamientos electromagnéticos, componentes para membranas y células solares, nano-osciladores en orden de giga-hertz, puntas nanoscopicas, músculos artificiales.
Los materiales nanoporosos son como las esponjas pero con poros nanometrico, materiales en donde los poros ocupan una gran fracción de su volumen total y presentan una significativa cantidad de superficie por gramo facilitando las reacciones mas rápidas sobre determinadas superficies, o modificar el comportamiento del material rellenándolo con polímeros, metales o diferentes tipos de moléculas.
Catalizadores para reducir la emisión de contaminantes, aislantes, en aplicaciones medioambientales como purificación de aguas, eliminación de contaminantes, células solares orgánicas, supercondesadores para almacenar energía, almacenamiento de gases.
Una nanofibra es una fibra con diámetro menor a 500 nanómetros, se obtienen a partir de técnicas especiales que permiten obtener esas fibras ultra finas, de propiedades muy particulares y de muy diversos usos.
Filtros, tejidos, cosméticos, esterilizadores, separaciones biológicas, ingeniería de tejidos, biosensores, órganos artificiales, implantes, liberación controlada de fármacos, purificar el agua obteniendo la energía para hacerlo por medio de la luz del sol.
Es un cable de un diámetro del orden de un nanómetro. Los nanohilos pueden ser definidos como estructuras que tienen un tamaño lateral restringido a diez o menos nanómetros por lo general, aunque científicos turcos en la universidad Bilkent de Ankara están logrando crear nanohilos de 15 nanómetros de diámetro y de longitud libre. Debido a su relación longitud-ancho han sido considerados como unidimensionales, por lo que presentan llamativas propiedades que no se han visto en materiales de 3 dimensiones, ya que en estos nanohilos no se producen efectos físicos cuánticos en los bordes. Pueden se r conductores o aisladores dependiendo del elemento del cual estén fabricados.
Tienen gran potencial para ser aplicados en la electrónica, dispositivos optoelectronicos, así como a dispositivos nanoenectromecanicos.
Existe una gran variedad de técnicas capaces de crear nanoestructuras con varios grados de calidad, rapidez y coste. Todas ellas se pueden agrupar en dos grandes grupos, “bottom-up ” y “top-down ”, que aunque se trata de técnicas opuestas en cuanto a su filosofía de operación, convergen en su finalidad.
Comienza el proceso de fabricación de nanoestructuras, a partir de materiales grandes, que se van reduciendo hasta tamaños a escala nanométrica. Estos métodos ofrecen fiabilidad y complejidad en los dispositivos, aunque normalmente conllevan elevados costes energéticos, una mayor imperfección en la superficie de la estructura así como problemas de contaminación. Los principales tipos de técnicas empleadas en este campo, son el corte mediante ingeniería de ultraprecisión, empleada sobre todo en la industria microelectronica de materiales, y la litografía, en donde se exponen los materiales a luz, iones o electrones, para conseguir los tamaños de material deseados.
La fabricación mediante este método abarca la construcción de estructuras, átomo a átomo, o molécula a molécula. El grado de miniaturización alcanzable mediante este enfoque, es superior al que se puede conseguir con el top-down ya que gracias a los microscopios de escaneado, se dispone de una gran capacidad para situar átomos y moléculas individuales en un lugar determinado. La gran variedad de enfoques de este último conjunto de técnicas, se puede dividir en tres grandes categorías: •
Consiste en la producción de materias primas, como moléculas o partículas, que
pueden usarse directamente en productos en forma desordenada, formando bloques o niveles más avanzados de ordenamientos. El tipo de nanomaterial más conocido, empleando esta técnica, son las nanopartículas. •
Esta es la única técnica, capaz de manipular y posicionar átomos y
moléculas, uno a uno. Aunque contamos con instrumentación capaz de realizar estos procesos, el ensamblaje posicional es extremadamente laborioso y actualmente no es apropiado para llevarse a cabo a escala industrial. •
En este método de producción, los átomos o moléculas se
colocan por si mismas en nanoestructuras ordenadas mediante interacciones químicas o físicas entre subunidades. Estos fenómenos se han dado en la naturaleza desde hace miles de años (cristales de sal, copos de nieve), sin embargo, a nivel industrial es relativamente novedoso. Al igual que la formación de las micelas, los copos de nieve siguen fenómenos de autoensamblaje espontáneo. El empleo de esta técnica a nivel industrial, supone una gran revolución puesto que no sería necesaria la intervención de ninguna clase de máquina, abaratando enormemente los costes.
