Peru-vMetodología de Investigación

Propuesta para temas de Ingeniería Civil

Tipos de nanomateriales

Retos en la investigación.

Referencia

Lo que sigue está tomado de un trabajo de personal del Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona y de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Albert Figueres, Jordi Pascual. Nanomateriales. Publicado en: Carmen Mijangos y José Serafín, Coordinadores. Nuevos materiales en la sociedad del siglo XXI. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Madrid, 2007.

El documento integral de la referencia es una importante presentación de los siguientes temas.

·         Materiales cerámicos.

·         Nuevos materiales metálicos.

·         Polímeros avanzados.

·         Materiales magnéticos.

·         Nanomateriales.

·         Biomateriales.

·         Materiales para los laser.

·         Energía y movimiento.

·         La radiación sincotrónica.

De los cuales se utilizará el capítulo relativo a nanomateriales.

Conceptos adicionales y usos

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.

Nanotubos de carbono

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 y preocupaciones.