TC1 Semiconductors

TRABAJO COLABORATIVO UNIDAD 1

ESTUDIANTES:

JAVIER ALEXANDER COLMENARES

OMAR RICARDO GARCIA

LUIS FERNANDO PONTON

JOHNNY ARTURO COVILLA LOPEZ

TUTOR

ORLANDO HARKER SANCHEZ

ING ELECTRONICO

MS EN DOCENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

299002 FISICA DE SEMICONDUCTORES

COLOMBIA

ABRIL, 2014

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

Introducción 3

Objetivos 4

5

6

7

Conclusiones 8

Bibliografía 9

INTRODUCCIÓN

En este trabajo colaborativo uno, se desarrollara en base a los temas planteados por el tutor en los cuales realizaremos un pequeño resumen, debido a los avances de la ciencia y la tecnología implica la generación y aplicación de muchas áreas, en ete trabajo se busca una introducción a estos temas son extensos y de mucha importancia, aquí podremos observar los pasos agigantados que avanza la investigación científica y hacia donde se mueve el futuro de las tecnologías, los temas que estaremos mencionando como son la nanociencia y nanotecnología (Medicina), Energía y Medio Ambiente (nuevas energías, reducción de emisión de contaminantes, remediación ambiental), nanomateriales o materiales super resistentes, La educación y divulgación de la nanociencia.

Podemos ver como se abren otro gran universo de conocimiento que actualmente en nuestro país es poco explorado.

La nanociencia y nanotecnología, en termino de unidades el nivel micro esta referido a una millonésima, el Nano a una mil millonésima, el meso a una milésima, el macro a un metro, el nivel de sistemas a un kilometro. La referencia es a la longitud en ves de otras propiedades como volumen o masa.

OBJETIVOS

OBJETIVO ESPESIFICO

Comprender los avances de la ciencia en materiales super resistentes, nanotecnología y el medio ambiente a través de un trabajo en equipo.

OBJETIVOS GENERALES

 Realizar un resumen de la descripción general de la Nanociencia y Nanotecnología (Medicina), Energía y Medio Ambiente (nuevas energías, reducción de emisión de contaminantes, remediación ambiental), Nanomateriales o materiales super resistentes, La educación y divulgación de la Nanociencia.

 Conocer y entender hacia a donde avanza la ciencia.

 Comprender estas nuevas tecnologías y en que campo se están aplicando.

 Conocer las tendencias actuales en materiales, dispositivos y aplicaciones con estos nuevos materiales.

NANOCIENCIA

Es el estudio de átomos, moléculas y objetos cuyo tamaño se mide a escala nanométrica (de 1 a 100 nanómetros).

Nanotecnología

La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala. Se le entiende como el análisis, síntesis, diseño, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas a través del control de la materia a nano escala, así como el aprovechamiento de fenómenos y propiedades de la materia a ese nivel.

La nanotecnología da origen a materiales, aparatos y sistemas novedosos en sí y en sus propiedades, creando nuevas estructuras con precisión atómica. El nivel nano, permite manipular y trabajar estructuras moleculares y sus átomos.

Entre los materiales, que se denominan nanomateriales, se distingue el nanotubo de carbón como la fibra más fuerte que se conoce pudiendo ser de 10 a 100 veces más fuerte que el acero por peso, y posee propiedades eléctricas conductivas importantes.

A nivel agregado, se forman nanopartículas, como unidades más grande que los átomos y las moléculas, con características propias. Se distinguen las metálicas y las cerámicas.

Objetivo:

Fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas para la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Historia:

1940 - Von Neuman estudió la posibilidad de crear sistemas de una manera que se auto reproducen.

1959 - Richard Feynman presenta su discurso «There’s Plenty of Room at the Bottom».

1962 - Francis Crik premio novel medicina por descubrimientos sobre la estructura molecular de los ácidos nucleicos.

1991 - Sumio Iijima descubre los nanotubos de carbono.

1996 - Harry Koto recibió un premio Nobel por el descubrimiento de las nanoparticulas.

Tipos de nanomateriales:

• Materiales cerámicos.

• Nuevos materiales metálicos.

• Polímeros avanzados.

• Materiales magnéticos.

• Nanomateriales.

• Biomateriales.

• Materiales para los laser.

• Energía y movimiento.

• La radiación sincotrónica.

La nanociencia y la nanotecnología son nuevas herramientas para la investigación, la innovación y el desarrollo a partir del control de la estructura fundamental y el comportamiento de la materia a nivel atómico. Se utiliza para generar nuevas propiedades y usos, como: la inclusión de nanopartículas para reforzar materiales, la mejora de propiedades de materiales diseñados para trabajar en condiciones extremas, la investigación para detectar y neutralizar la presencia de microorganismos o compuestos químicos adversos.

Los nanomateriales tienen características estructurales que hace que al menos una de sus dimensiones esté en el intervalo 1 a 100 nm. Esto significa que puede haber nanomateriales 1D, 2D y 3D dependiendo de las dimensiones en que se cumple tal intervalo (o son nanométricas, según se llaman).

La tecnología que más se emplea es conocida como la bottom-up (o de abajo hacia arriba) construyendo nanoentidades por combinación de elementos más pequeños (átomos y moléculas) guiando el autoensamblaje o bajo estrategias controladas.

IDENTIFICACIÓN DE NANOMATERIALES

Nanocompuestos. Se trata de materiales creados introduciendo, en bajo porcentaje, nanopartículas en un material base llamado matriz. Con el resultado se obtiene materiales con propiedades distintas a las de los materiales constituyentes. Por ejemplo en propiedades mecánicas (como la rigidez y la resistencia). Los nanopolímeros son usados para relleno de grietas en estructuras afectas por sismos, por ejemplo.

Nanopartículas. Se trata de partículas muy pequeñas con cuando menos una dimensión menor de los 100 nm. Las nanopartículas de silicato y las metálicas, se usan en los nanocompuestos poliméricos.

Nanotubos. Son estructuras tubulares con diámetro nanométrico. Aunque pueden ser de distinto material, los más conocidos son los de silicio y principalmente, los de carbono. Son tipo canuto o de tubos concéntricos (o multicapa). Algunos están cerrados por media esfera de fulereno (o fullereno), una forma estable del carbono, del nivel siguiente al del diamante y el grafito.

Superficies nanomoduladas. Son ordenadas o multicapa.

Materiales nanoporosos. Principalmente de sílica y alúmina. Usados, por ejemplo, para captura de elementos nocivos.

Nanocapas. Se trata de recubrimientos con espesores de nanoescala. Son usados en barnices, lubricantes o para endurecer compuestos frágiles o como protección ante la corrosión.

Nanoestructuras biológicas. Materiales biomiméticos a escala nanométrica. Como polímeros usados como base para el crecimiento de la piel. O gomas antimicrobianas.

APLICACIONES ÚTILES EN EL MEDIO AMBIENTE

• Membranas mejoradas en porosidad, morfología y superficie para el tratamiento de agua.

• Nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2 y nanotubos de carbono actuando con contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en agua con fines de adsorción y agregación.

• Muro biológicamente activo de nanotubos de carbón.

• Uso de dióxido de titanio en la purificación de agua y aire.

• Empleo de hierro a nanoescala para adsorción y destrucción de contaminantes orgánicos en agua.

• Uso de naotubos de carbón para remover plomo en agua, y ensayos respecto a otros metales.

Diversas preocupaciones

• Toxicidades de partículas y fibras provenientes de nanomateriales.

• El ciclo de vida de los nanomateriales.

• El destino de material contaminante

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