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N n t cn l í s st nibilid dNanotecnología y sostenibilidad.
Cuntis, 7 de Marzo de 2009
José RivasInstituto de Investigaciones Tecnológicas. Universidad de Santiago de Compostela.
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¿Qué es la Nanotecnología?
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PREFIJOS DE MEDIDAS1 Milímetro = 10-3 m
Mili = 10-31 Milímetro = 10 m1 milésima de metro1 millón de nanómetrosEL ESPESOR DE 1 €
Micra = 10-61 Micrómetro = 10-6 m1 millonésima de metro
il óMicra = 10 6 mil nanómetrosLÍNEAS DE CIRCUITO DE CHIP
NANO = 10-91 Nanómetro = 10-9 m1 mil millonésima de metro
10 ÁTOMOS DE HIDRÓGENO
Angstrom 10 10 mAngstrom = 10-10 mPico = 10-12
1 Angstrom = 10-10 m1 billonésima de metroÁTOMO DE
Femto = 10-15
Atto = 10-18
HIDRÓGENO
Atto = 10 18
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NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA: ¿QUÉ SON?
*L nanociencia es un nuevo planteamiento centrado*La nanociencia es un nuevo planteamiento centrado en la comprensión y el dominio de las propiedades de la materia a escala nanométrica: un nanómetro (la milla materia a escala nanométrica: un nanómetro (la mil millonésima parte de un metro) viene a ser la longitud de una pequeña moléculade una pequeña molécula.
*La nanotecnología trata de la manipulación “controlada” y producción de objetos materialescontrolada y producción de objetos materiales, instrumentos, estructuras y sistemas a dicha escala. El ámbito de la escala de trabajo que abarca, usualmente á b to de a esca a de t abajo que aba ca, usua e teva desde 1 a 100 nanómetros.
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¿ Por qué es importante la q pNanotecnolgía?
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En el futuro, es posible imaginar innovaciones, en campos tales como:
> Biomedicina y salud. > Ciencia y tecnología de materiales.> Tecnologías de la información.> Fabricación a nanoescala ( “top-down”, “botton-up” ).
> Fabricación de instrumentos.> Medio ambiente y seguridad.> Producción y almacenamiento de energía.... pero estamos empezando. Para tener éxito, debemos optimizar nuestros esfuerzos.
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REVOLUCIÓN NANOTECNOLÓGICACrecimiento de las Innovaciones
Revolución Industrial 2a. Revolución Informática
Textiles Ferrocarril Automóvil Computadora Nanotecnología
Revolución Industrial 2a. Revolución Informática
Fuente: Norman Poire Merrill LynchSe predice que la Nanotecnología rivalizará con el impacto en el desarrollo producido por el automóvil y la introducción de la computadora personal.
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MERCADO MUNDIAL
Analistas estiman que el mercado para los productos basados en Nanotecnología podrían superar los cientos de billones de € para el 2010 y posteriormente exceder incluso de un trillónposteriormente exceder incluso de un trillón.
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Global climate changeSustainability Issues
What can nanotech offer?
Lighter weight materials—less transportation fuel energy use
Effi i t l t i l l t i l dEfficient electronics—less electrical energy used
More efficient product manufacturing—less production energy
Cleaner burning fuels due to better prefiltration
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Natural ResourcesSustainability Issues
What can nanotech offer?Water filtration systems for drinking water purification and waste removal
Sensors to detect water pollutants, both chemical and biological
Sensors to manage forest ecosystems
Dematerialization—less use of materials as nanotech enablesproduction of smaller products; less waste in building from bottom upbottom up
Move to other fuels such as solar hydrogenMove to other fuels such as solar, hydrogenMore efficient use of petroleum in materials manufacturing
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(Mainly Proactive! Applications)
-Green Manufacturing
two aspects: --using nanotechnology itself to eliminate the generation of waste
d t d t b d i i i ll ti ti t thproducts and streams by designing in pollution prevention at the source. --manufacturing nanomaterials themselves in a benign manner. Both aspects involve use of environmentally friendly starting materials and solvents, improved catalysts, and significantly reduced energy consumption in the manufacturing processconsumption in the manufacturing process
-Green EnergyGreen Energy
Nano products such as solar and fuel cells could lead to commerciallyNano products such as solar and fuel cells could lead to commercially viable alternative clean energy sources
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PENSAR DIFERENTE: NANO PIONERO
Richard FeynmanFoto de Archivo del Instituto de
Tecnología de California. g
“¿Qué pasaría si nosotros pudiéramos organizar los átomos uno por uno de la
manera en que nosotros los queremos?”
Richard P. Feynman Premio Nobel en Física (1965) por su trabajo los queremos?
Richard P. FeynmanEn Caltech, 29 Diciember, 1959
( ) jfundamental en electrodinámica cuántica, contribución de profundas consecuencias para la
“En el cuarto hay fondo suficiente”
física de partículas elementales.http://www.nano.org.uk/people.htm
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EVOLUCIÓN DE LA NANOTECNOLOGÍA
N t l i ” f i t d id 1971 N i* La “Nanotecnologia” fue introducida en 1971 por NorioTaniguchi como un término para maquinaria de ultra precisión.precisión.
* Invención del Scanning Tunnelling Microscope (STM) por Binnig and Rohrer en 1981.
* Investigadores de IBM hacen el famoso “escrito” usando Investigadores de IBM hacen el famoso escrito usando Átomos de Xenon.
*Los fluerenos (C60) fueron descubiertos en 1986 por Curl,Kroto and Smalley
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Scanning Tunnelling MicroscopyScanning Tunnelling Microscopy
• Binnig and Rohrer – 1982• Binnig and Rohrer – 1982
• Piezoelectric scanner positions atomically sharp tip over sampleatomically sharp tip over sample.
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HERRAMIENTAS PARA VER Y MANIPULAR ÓLOS INGENIOS NANOTECNOLÓGICOS
Il stración esq emática de Microscópio de Barrido Tunel (STM) es una técnica
microscópica que permite la
Ilustración esquemática de un Microscópio de Barrido Tunel (STM) Microscópio de Fuerza
( )microscópica que permite la investigación de superficies
conductoras de electricidad a l
Atomica (AFM), esparticularmente útil para ver
muestras biológicas.
Los STM y los AFM
nanoescala
Los STM y los AFM “pueden mover” Los STM y los AFMson una familia de
instrumentos usadospara medir
Los STM y los AFM pueden mover átomos, y son dispositivos no mayores que un “raton” que se enchufa a un
USB d PC para medirpropiedades de
superficies.
puerto USB de un PC
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OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO
En la historia, cada vez que seEn la historia, cada vez que se produjeron cambios drásticos de paradigmas, los modos antiguos de
d ió l i b l tproducción se volvieron obsoletos.L N t l í dLa Nanotecnología puede constituir una gran oportunidadconstituir una gran oportunidad de los Países en vías dede los Países en vías de Desarrollo para encontrarpsus nichos productivos.