Nanomateriales Unidad 6

Introducción

Los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más pequeñas que un micrómetro en al menos una dimensión. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica situaría la nanoescala entre la microescala (1 micrómetro) y la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros).

Cuando las personas hablan sobre nanotecnología, generalmente se refieren a los dispositivos que se encuentran en la escala de 1-100 nm. Es evidente que las propiedades de los semiconductores y de los metales cambian en este intervalo de tamaños. Los nanomateriales, aquellos que tienen dimensiones en la escala de 1-100 nm, son investigados intensamente en los laboratorios científicos y de ingeniería. La química desempeña una función importante en la investigación de los nanomateriales.

Actualmente, la tendencia general en la investigación de nanoestructuras, y la de nuestro grupo en particular, va dirigida hacia la preparación de materiales nanoestructurados ‘a medida’, es decir, desarrollar estrategias sintéticas que permitan crear materiales con propiedades determinadas según las aplicaciones que se requieran en cada caso.

La producción de nuevos nanomateriales se puede llevar a cabo mediante dos estrategias diametralmente opuestas, por un lado, técnicas descendentes o “top-down” (reducción del tamaño de materiales másicos hasta límites nanométricos), y por otro, técnicas ascendentes o “bottom-up” (síntesis de nanomateriales mediante unidades de construcción más pequeñas). Centrándonos en las técnicas ascendentes, el uso de unidades de construcción de tamaño nanométrico permite la preparación de sólidos organizados a varias escalas con gran precisión.

Clasificacion

• Nanopartículas. Se clasifican en orgánicas o inorgánicas: Entre las inorgánicas por ejemplo, el dióxido de titanio, puede utilizarse para proteger los alimentos, o las nanopartículas de plata, que pueden ser utilizadas como agentes antimicrobianos en materiales en contacto con los alimentos.Las nanopartículas orgánicas se pueden utilizar para mejorar el valor nutritivo de los alimentos, como vehículo para la liberación de vitaminas y otros nutrientes (también llamadas nanocápsulas).

• Nanofibras. Se caracterizan por tener un diámetro de unos 5 nm y longitudes superiores a 15 µm. En el sector agroalimentario se pueden utilizar como agentes espesantes.

• Nanoemulsiones. Se pueden utilizar como vehículo de algunos componentes de alimentos funcionales, para estabilizar ingredientes o para aumentar la viscosidad.

• Nanoarcillas. Se pueden utilizar en botellas de plástico, cartones y films para el envasado de alimentos, como barreras frente a diversos gases como el oxígeno y el CO2.

• Dendimetros. Estos nanomateriales tienen la características de ser polímeros contruidos a partir de unidades ramificadas.

• Basados en metal. Son aquellos nanomateriales que incluyen puntos cuánticos, nanopartículas de oro y plata, y oxidos metálicos como el dióxido de titanio.

• Basados en carbono. Son los que están formados por un gran porcentaje de carbono, en ellos podemos encontar las siguientes Subdivisiones.

1. Fullerenos: Son alótropos estables del Carbono, formados por anillos hexagonales y pentagonales. Sus campos de aplicación ciencias de los materiales, aplicaciones biológicas, etc.

2. Grafenos: Son capas muy delgadas de grafito, son excelentes conductores eléctricos.

3. Nanotubos de Carbono: Son moléculas tubulares de diámetro nanometrico; son muy utilizados en la electrónica.

4. Nanocebollas: No han sido objeto de numerosos estudios por lo que se tiene información limitada sobre ellos.

Nanotecnología

La nanotecnología, es el estudio, diseño, creación, síntesis y manipulación y aplicación de materiales, aparatos y aparatos funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano-escala.

Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan

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