Nanotecnología

Nanociencia:

Es aquella que se ocupa del estudio de los objetos cuyo tamaño es desde cientos a décimas de nanometros.


Nanotecnología:

Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala.

Herramientas que se utilizan:

Microscopio de barrido:

Efecto fue inventado en 1981 por G. Binning y H. Röhrer, (IBM, Zurich) los cuales fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1986 por su invención. Basa su funcionamiento en un efecto bien conocido en mecánica Cuántica denominado efecto túnel.

Una punta conductora extremamente afilada, denominada sonda, se acerca a una distancia muy corta - unas diez millonésimas de milímetro- de la superficie de una muestra conductora o semiconductora a observar; es decir se sitúa muy cerca pero sin tocarla. Para lograr esto la punta se monta en piezoeléctricos, que son materiales que, con una pequeña variación de tensión, se expanden o se contraen en décimas de Amstrong (un Amstrong son 10 elevado a menos 10 metros).

Entre la punta y la superficie a existe vacío y una pequeña diferencia de potencial eléctrico. Los electrones de la superficie del metal, pueden, con cierta probabilidad, abandonar los átomos de origen y ser atraídos hacia la sonda, donde son detectados. Se habla de corriente de efecto túnel para designar a estos electrones que escapan de la muestra hacia la sonda. Resulta además que la intensidad de esta corriente túnel depende de la distancia entre la sonda y la superficie a analizar, de modo que las variaciones de intensidad denotan variaciones de distancia superficie-sonda, y así, se puede ir estableciendo los valles y montañas de la superficie que se está analizando, esto es, su relieve.

Todo el proceso está controlado en todo momento por un ordenador donde se almacenan finalmente los datos y la imagen de la muestra.

Ahora somos capaces de mover átomos individuales a nuestro antojo colocándolos allá donde queramos. Ello posibilita, por ejemplo, la grabación de datos a una densidad sin precedente.

Los microscopios de fuerza atómica

Son capaces de reconstruir tal relieve pero no hacen acopio del efecto túnel sino de la fuerza electromagnética entre la sonda y los electrones de la muestra a analizar: la sonda entra en contacto con la muestra y detecta los efectos atractivos o repulsivos de las fuerzas atómicas. La resolución es similar al del efecto túnel pero se utiliza para materiales no conductores, como la mayoría de muestras biológicas.

Aplicaciones

- Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.

- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.

- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.

- Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.

-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...

- Contaminación medioambiental.

- Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.

- Fabricación molecular.

Nuevos materiales

El metaflex.

Puede ser muy importante en el campo de la óptica, ya que este material tiene un extraño comportamiento cuándo los rayos de luz inciden sobre el, todos los objetos que se encuentre detrás del material se vuelven invisibles debido a que la luz rodea el metaflex y luego sigue su trayectoria

El grafeno.

 

Es un material formado por una capa de átomos de carbono, con unas características más fuertes que el acero. Se obtiene del grafito, es flexible, ligero y elástico, además siendo un conductor térmico y eléctrico apenas se calienta. Sobre todo va a marcar el campo de la electrónica, algunos ven en el comienzo del final del silicio.

El aerogel

Son materiales sólidos con estructura amorfa y gran porosidad debido a su estructura entrecruzada presentan un conjunto de propiedades que no reúne ningún otro tipo de material:

• Son extraordinariamente ligeros

• Elevada área superficial

• Son químicamente inertes

• Son aislantes térmicos, acústicos y eléctricos, aunque los aerogeles de carbono conducen la electricidad

• Tienen constantes dieléctricas e índices de refracción muy bajos

• Son transparentes a la radiación visible

Los vidrios metalicos

Se han descubierto importantes nuevas propiedades de los vidrios metálicos, son materiales de gran eficacia capaces de integrar los beneficios de los cristales y los metales por separado. Asi al mismo tiempo se anulan las desventajas de los mismos. Una de las características positivas es el incremento en la resistencia es de los vidrios metálicos.

El coltan

¿Qué es el coltán?

El coltán es un metal apagado de columbita y tantalia que se encuentra en la zona del este del congo. Si este material se llega a refinar, se convierte en tantalum metálico, que es una especie de polvo resistente al calor y que puede aguantar una alta carga eléctrica. Es extremadamente resistente a la corrosión debido a la formación de una capa superficial de oxido que es excepcionalmente tenaz y un excelente dieléctrico

¿De que esta hecho?

Es una mezcla formada por dos minerales: la columbita y la tantalia. Normalmente esos minerales se suelen encontrar juntos formando parte de determinados granitos como son: el novio (se utiliza para la fabricación de imanes potentes en la industria de la electrónica, de la espacial o para fabricar implantes médicos) y el tantalo (se utiliza en la fabricación de condensadores y esta presente en las baterías de los aparatos recargables)

¿Dónde se produce?

El principal productor de coltán es la republica del congo. El proceso para la extracción del coltán es muy primitivo. Decenas de hombres trabajan haciendo grandes agujeros en hileras para sacar el coltán del subsuelo. Entonces se e echa agua y el lodo formado lo vierten en unos tubos de lavada don de el coltán debido a su peso se va depositando en el fondo.


¿Para que sirve?

Un material con estas propiedades lo convierten en un elemento vital para crear condensadores, que son los elementos electrónicos que controlan el flujo dentro de las placas de circuitos. Es utilizado casi en la totalidad de dispositivos electrónicos como el móvil, MP4, ordenadores, misiles blasticos… El fuerte uso de la tecnología en estos momentos ha hecho que el precio del coltán se dispare y compañías como Nokia y Sony se pelen por el.

¿Qué reservas ay?

El principal productor de coltán es la republica del congo, que posee el 80% de las reservas mundiales estimadas. Existen mas reservas en Brasil con un 5 %, Tailandia 5%, o Australia 5%.

¿Consumo mundial del coltán?

 

El coltan es un elemento imprescindible para la tecnología ya que en el mundo que vivimos estamos rodados de ella, se puede decir que el que controla el coltán controla la tecnología ya que sin este material poco se puede hacer en este campo. Además existe una gran demanda por parte de la población.