• Breve biografía.
Nació un 11 de mayo en la ciudad de Nueva York, sus padres eran judíos aunque no
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La nanotecnologia es la tecnología que se dedica al diseño y manipulación de la
materia a nivel de átomos o moléculas, con...
• ¿Qué líneas de investigación se llevan a cabo?
1. Investigación básica en bioelectrónica, biología de sistemas y
nanoest...
• ¿Quiénes son Berd Binnig y Heinrich Rohres? ¿A qué se dedicaron?
¿Cuándo ganaron el premio Nobel y por qué motivo?
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• ¿Qué son los “fullerenos” y a qué o quién deben su peculiar
nombre?
El fullereno es la tercera forma molecular más estab...
cercano, será el componente fundamental de los microchips con los que se fabrican
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fabrican ya transistores o placas bases de los ordenadores, mucho más veloces
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Nanotecnología CMC Alba y Vera IES Griñón

Published on: Mar 3, 2016
Published in: Science      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Nanotecnología CMC Alba y Vera IES Griñón

  • 1. • Breve biografía. Nació un 11 de mayo en la ciudad de Nueva York, sus padres eran judíos aunque no practicantes y el propio Feynman se describió como un "ateo declarado". y estudio en la universidad de Priceton. Su niñez y juventud la pasó de Manhattan, y cuando tenía casi 10 años, empezó a comprar viejas radios para coleccionar sus componentes electrónicos con el objeto de utilizarlos en su laboratorio personal y, con tan solo 12 años, ya era capaz de arreglar los desperfectos de las radios de su vecindario. La primera esposa de Feynman, Arline Greenbaum, murió mientras él estaba trabajando en el proyecto Manhattan. Se casó una segunda vez, con Mary Louise Bell, 1952; el matrimonio duró un corto periodo de tiempo y terminó por fracasar. Feynman se casó más tarde con Gweneth Howarth, que compartía su entusiasmo por la vida. Permanecieron casados el resto de sus vidas y tuvieron un hijo Carl, y una hija adoptiva, Michelle. Un compañero describió a Feynman como un 'Don Quijote' en su asiento, más que un físico delante de un ordenador, preparado para batallar con los molinos de viento. Feynman viajó mucho, especialmente a Brasil, y cerca del final de su vida planeó visitar la oscura tierra rusa de Tuvá, un sueño que debido a la Guerra Fría, nunca realizó. Feynman tenía unas opiniones muy liberales sobre la sexualidad y no le avergonzaba reconocerlo. En ¿Está Ud. de broma, Sr. Feynman? explica que realizó encargos de pintor para casas de prostitución, y de cómo frecuentaba bares de topless. En esa época se le descubrió un cáncer que gracias a una extensa cirugía, le fue extirpado pero complicaciones quirúrgicas empeoraron su estado, y Feynman decidió no aceptar más tratamientos. Murió el 15 de febrero de 1988 en Los Ángeles, California. • ¿A qué se dedicó profesionalmente? ¿En qué disciplinas de trabajo tuvo éxito? Fue físico. Participó en el proyecto Maniatan que consistía en construir una bomba atómica, trabajó en electromdinámica cuántica, en la superfluidez del helio líquido, un modelo de desintegración débil. Desarrolló los diagramas de Feynman. Premio Nóbel de Física. • Frase célebre: “Ciencia es creer en la ignorancia de los científicos” ¿Qué es la nanotecnología?
  • 2. La nanotecnologia es la tecnología que se dedica al diseño y manipulación de la materia a nivel de átomos o moléculas, con fines industriales o médicos, entre otros. • Usos: Almacenamiento, producción y conversión de energía, armamento y sistemas de defensa, producción agrícola, tratamiento y remediación de aguas, diagnóstico y cribaje de enfermedades, sistemas de administración de fármacos, procesamiento de alimentos, remediación de la contaminación atmosférica, construcción, monitorización de la salud, detección y control de plagas, control de desnutrición en lugares pobres, informática, alimentos transgénicos, cambios térmicos moleculares. • ¿Qué sucede con las propiedades de la materia a la escala “nano”? ¿Podrías mencionar al menos dos ejemplos? Los materiales reducidos a nanoescala muestras propiedades muy diferentes a las de una macroescala, lo que posibilita aplicaciones únicas. Por ejemplo, sustancias opacas se vuelven transparentes(cobre); materiales estables se transforman en combustibles (aluminio); sólidos se vuelven líquidos a temperatura ambiente (oro); aislantes se vuelven conductores (silicona). Materiales como el oro, que es químicamente inerte en escalas normales, pueden servir como catalizadores(sustancias que modifican la velocidad en las reacciones químicas) a nanoescalas. • ¿Quién es el padre de la nanotecnología según la consideración de la comunidad científica? Fue Richard Feynman, premio Nobel de Física (1965) fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en un célebre discurso. -------- • ¿Qué campos de aplicación pueden estar involucrados con la nanotecnología? La medicina, la ingeniería, la informática, la mecánica, la física o la química son sólo algunas de las disciplinas que ya se están beneficiando o pronto lo harán de las posibilidades que ofrece la nanotecnología. • ¿Se hace nanociencia en España? Sí se hace a través de la red llamada NanoSpain, la Red Española de Nanotecnología, que tiene como objetivo promover el intercambio de conocimiento entre grupos españoles que trabajan con la Nanotecnología y la Nanociencia fomentando la colaboración entre universidades, instituciones de investigación públicas y privadas, e industria.
  • 3. • ¿Qué líneas de investigación se llevan a cabo? 1. Investigación básica en bioelectrónica, biología de sistemas y nanoestructuras 2. Puesta a punto de biosensores de afinidad ultrasensitivos sin adición de reactivos 3. Fabricación y funcionalidad de nanopartículas 4. Integración de biosensores en microsistemas 5. Ingeniería de superficies y coloides basada en interacciones supramoleculares para la construcción de sensores y biosensores • ¿Es solamente cosa de físicos? No, ya que tiene diversos usos explicados anteriormente (Pregunta 2-Nanotecnología). • ¿Se trabaja individualmente? No, ya que se trabaja todo de forma colectiva y claramente cooperativa, siendo este, uno de los tres objetivos más importantes: - Crear un marco cooperativo de trabajo que permita que en el futuro puedan surgir nuevas actividades a manera de Acciones de Coordinación de Proyectos, nuevas Redes Temáticas en temas de interés para la Región, y/o cualesquiera otras actividades relacionadas con la I+D+i una vez alcanzada y desarrollada una nanoeducación de dimensión pública. • ¿Para qué sirve un microscopio de efecto túnel? Un microscopio de efecto túnel (STM por sus siglas en inglés) es un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. • ¿En qué condiciones se trabaja? En un rango cercano, el fino control de la punta en todas las tres dimensiones cuando está cerca de la muestra es típicamente piezoeléctrico, manteniendo la separación punta-muestra, W, típicamente en el rango entre 4-7 Å, que es la posición de equilibrio entre interacciones atractivas (3<W<10Å) y repulsivas (W<3Å).4 En esta situación, la tensión de voltaje causará que los electrones realicen el efecto túnel entre la punta y la muestra, creando una corriente que puede ser medida. • Busca aplicaciones de este microscopio e inserta dos imágenes del microscopio de efecto túnel. 1. Microelectrónica. 2. Análisis de capas muy finas. 3. Caracterización de materiales orgánicos e inorgánicos. 4. Aplicaciones relacionadas con polímeros. 5. Biología.
  • 4. • ¿Quiénes son Berd Binnig y Heinrich Rohres? ¿A qué se dedicaron? ¿Cuándo ganaron el premio Nobel y por qué motivo? Heinrich Rohrer fue un físico suizo y Gerd Binnig, físico alemán, se dedicaron a investigaciones acerca de los microscopios ópticos y electrónicos y juntos desarrollaron y perfeccionaron el microscopio de efecto túnel (STM) que permite ver átomos individualmente, obteniendo una imagen muy precisa de la superficie de un material.
  • 5. • ¿Qué son los “fullerenos” y a qué o quién deben su peculiar nombre? El fullereno es la tercera forma molecular más estable del carbono, tras el grafito y el diamante. La primera vez que se encontró un fullereno fue en 1985: Su naturaleza y forma se han hecho ampliamente conocidas en la ciencia y en la cultura en general, por sus características físicas, químicas, matemáticas y estéticas. Los fullerenos esféricos reciben a menudo el nombre de buckyesferas y los cilíndricos el de buckytubos o nanotubos. Su nombre viene de Richard Buckminster Fuller por sus domos geodésicos -el primero de 1948-, fue el ingeniero alemán Walther Bauersfeld el que en 1912 inició la construcción de una obra con esa forma1 para la empresa de instrumentos ópticos de Carl Zeiss, en Jena. • Los fullerenos son un ejemplo de descubrimiento por azar “serendipity”, ¿a qué científicos debemos su descubrimiento? ¿En qué año recibieron el premio Nobel de Química? Harold Kroto, de la Universidad de Sussex, James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl y Richard Smalley, de la Universidad de Rice, descubrieron el C60 y otros fullerenos en 1985, en un experimento que consistió en hacer incidir un rayo láser sobre un trozo de grafito, a Kroto, Curl y a Smalley se les concedió el premio Nobel de Química en 1996. • ¿Tienen aplicación? Aplicación en recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la creación de nuevas redes moleculares. También son de aplicación en el campo de la medicina, gracias a sus propiedades biológicas. A este respecto, se consiguió que un fullereno soluble en agua mostrara actividad contra los virus de inmunodeficiencia humana que causan el SIDA. • Pero no todo es tan bonito, ¿encuentras algún problema en su utilización? Tienen toxicidad. Considerando la reactividad de los fullerenos, éstos se tornan potencialmente tóxicos sobre todo si se toma en cuenta que son materiales lipofílicos que tienden a ser almacenados por los organismos en zonas de tejidos grasos. • ¿Qué son los nanotubos de carbono? ¿Servirán para algo? Estructuras tubulares cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fullerenos. Su estructura puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrolladas sobre sí misma.1 Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. • Grafeno, ¿material de futuro? Redacta una breve explicación sobre este material: ¿Qué es y de qué esta hecho? ¿Cómo es su estructura? Aplicaciones futuras. ¿Qué país lidera la producción de grafeno? El grafeno es el material más fuerte que existe actualmente, además de ser transparente, resistente y extremadamente flexible. Este material, en un futuro
  • 6. cercano, será el componente fundamental de los microchips con los que se fabrican los aparatos electrónicos como móviles, tabletas… El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbonos densamente empaquetados en una red parecida a la de un panal de abejas, mediante enlaces covalentes sencillos que se formarían en laa superposición de carbonos enlazados. El Premio Nobel de Física de 2012 fue otorgado a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus revolucionarios descubrimientos sobre este material. El aumento del interés científico por el grafeno puede ser una muestra de que se trata de un nuevo material que puede tener una amplia variedad de aplicaciones en el mundo tecnológico. • Estructura: El grafeno perfecto se constituye exclusivamente de celdas hexagonales; las celdas pentagonales o heptagonales son defectos. Ante la presencia de una celda pentagonal aislada, el plano se arruga en forma cónica; la presencia de 12 pentágonos crearía un fulereno. De la misma forma, la inserción de un heptágono le daría forma de silla. Los nanotubos de carbono de pared única son cilindros de grafeno. El compendio tecnológico de la IUPAC establece: "anteriormente, se han utilizado para el término grafeno descripciones como capas de grafito, capas de carbono u hojas de carbono... no es correcto utilizar, para una sola capa, un término que incluya el término grafito, que implica una estructura tridimensional. El término grafeno debe ser usado sólo cuando se trata de las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de capas individuales". En este sentido, el grafeno ha sido definido como un hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo se constituye de 222 átomos; 10 anillos de benceno. • Aplicaciones futuras: Este material hará cambiar radicalmente el aspecto de los terminales móviles. Gracias a sus propiedades de trasparencia y flexibilidad se van a crear móviles de otra generación, sin color definido, sin forma definida, totalmente adaptable y flexible.. Parece que las nuevas tendencias apuntan hacia una tecnología adaptada perfectamente a la fisonomía del ser humano. Nokia está trabajando ya en ello creando otro concepto de móvil completamente diferente. http://www.youtube.com/watch?v=DtJlB36SUqE • España ha logrado alcanzar una posición de privilegio en este mercado tanto en investigación como en producción de este material a nivel empresarial. Nos hemos convertido en el primer exportador de grafeno de Europa, especialmente al mercado asiático. Graphenea es una empresa española productora de grafeno. Trabajan con este material de lámina de átomos de carbono que permite avanzar en campos como el almacenamiento de energía o la electrónica. Con el se
  • 7. fabrican ya transistores o placas bases de los ordenadores, mucho más veloces y que disparan menos calor. Además, la compañía española afirma que el grafeno permitirá desarrollar baterías de teléfonos móviles que se carguen en segundos y tengan una mayor duración.

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