Aplicación de la nanotecnología y las técnicas de síntesis/caracterización de materiales en diversos contextos de ciencia ficción

1. En DOOM Eternal, el Slayer se enfrenta a una nueva oleada de demonios en el Infierno, donde las temperaturas superan los 1500°C. Para sobrevivir, necesita mejorar su armadura con un recubrimiento resistente al calor extremo. El equipo de científicos de la UAC propone usar carburo de silicio (SiC) debido a su alta resistencia térmica y mecánica. ¿Qué técnica de deposición permitiría crear una película delgada de SiC sobre la armadura, asegurando una adherencia óptima y uniformidad en superficies complejas?

a) CVD (Chemical Vapor Deposition)

b) SOL-GEL

c) Ball Milling

d) Litografía

Explicación: El CVD es ideal para depositar carburo de silicio, ya que permite un crecimiento controlado y uniforme, incluso en superficies complejas. Además, ofrece una excelente adherencia y resistencia al calor extremo.

1. En Night City, V descubre que su chip neural está fallando debido a la oxidación de los nanocircuitos. Para repararlo, necesita reemplazar los circuitos con un material más resistente y conductor, como el grafeno. ¿Qué técnica de crecimiento epitaxial permitiría fabricar capas ultra-delgadas de grafeno con alta calidad cristalina, asegurando un rendimiento óptimo del chip?

a) PLD

b) MBE (Molecular Beam Epitaxy)

c) Spray Pyrolysis

d) LBL

Explicación: El MBE permite un crecimiento controlado de grafeno en ultra-alto vacío, lo que garantiza una alta calidad cristalina y propiedades eléctricas superiores, esenciales para aplicaciones en chips neurales.

1. En Los Santos, un laboratorio clandestino sintetiza nanopartículas de platino para catalizadores en vehículos de alta gama. Sin embargo, las partículas tienen un tamaño no uniforme, lo que reduce su eficiencia. ¿Qué método de síntesis permitiría obtener nanopartículas de platino con un tamaño controlado (<5 nm) y alta dispersión sobre un soporte de carbono?

a) Ball Milling

b) SOL-GEL

c) CVD

d) Dry Etching

Explicación: El método SOL-GEL permite un control preciso del tamaño de las nanopartículas mediante química coloidal, evitando la aglomeración y asegurando una alta dispersión.

1. En el juego The Witcher 3, Geralt de Rivia necesita una espada con un filo a nanoescala para enfrentarse a un Shaelmaars. El herrero sugiere usar una aleación de acero con nanotubos de carbono para mejorar la dureza y durabilidad. ¿Qué técnica de caracterización usaría para analizar la estructura cristalina del acero y detectar defectos que podrían afectar el rendimiento de la espada?

a) SEM

b) TEM

c) AFM

d) STM

Explicación: El TEM permite analizar la estructura cristalina y defectos a nivel atómico, lo que es esencial para garantizar la calidad y durabilidad de la espada.

1. En Halo Infinite, el Jefe Maestro necesita un recubrimiento anti-reflectante para su visor que funcione en múltiples longitudes de onda, desde el visible hasta el infrarrojo. ¿Qué técnica de deposición permitiría crear un recubrimiento multicapa con alta precisión y uniformidad?

a) PVD (sputtering)

b) CVD

c) SOL-GEL

d) MBE

Explicación: El PVD (sputtering) es ideal para recubrimientos ópticos multicapa, ya que permite un control preciso del espesor y la composición de cada capa.

1. En el Salvaje Oeste, un inventor crea un nuevo tipo de pólvora con nanopartículas de óxido de hierro para mejorar su eficiencia. Sin embargo, las partículas tienen un tamaño no uniforme, lo que afecta la consistencia de la combustión. ¿Qué técnica de síntesis permitiría obtener nanopartículas de tamaño uniforme?

a) Spray Pyrolysis

b) MBE

c) CVD

d) Ball Milling

Explicación: Spray Pyrolysis es escalable y permite controlar el tamaño de las nanopartículas, asegurando una combustión uniforme y eficiente.

1. Aloy encuentra un material desconocido en un Chascafauces y necesita analizar su composición química para determinar su utilidad. ¿Qué técnica de caracterización usaría para identificar los elementos presentes en la superficie del material?

a) XPS

b) AFM

c) TEM

d) Litografía

Explicación: XPS permite identificar la composición química de la superficie de un material, lo que es esencial para determinar sus propiedades y posibles aplicaciones.

1. Eivor necesita una armadura con un recubrimiento que repela el agua y la corrosión para enfrentarse a los elementos en Inglaterra. ¿Qué técnica de deposición usarías para aplicar una película delgada de óxido de aluminio (Al₂O₃) con alta uniformidad y adherencia?

a) ALD (Atomic Layer Deposition)

b) Ball Milling

c) Spray Pyrolysis

d) Litografía

Explicación: ALD permite depositar películas delgadas y uniformes de óxido de aluminio con control atómico, asegurando una excelente adherencia y resistencia a la corrosión.

1. En una misión encubierta, un soldado necesita un recubrimiento sigiloso para su equipo que absorba ondas de radar. ¿Qué técnica de síntesis usarías para crear un nanocompuesto de polímero/grafeno con propiedades de absorción electromagnética?

a) Ball Milling

b) CVD

c) SOL-GEL

d) Dry Etching

Explicación: Ball Milling es efectivo para dispersar grafeno en matrices poliméricas, mejorando las propiedades de absorción de ondas de radar.

1. En una planta de empaques alimenticios, se utiliza PVD para depositar películas de óxido de aluminio (Al₂O₃) como barrera contra el oxígeno. Sin embargo, los lotes recientes muestran manchas oscuras y fallos en la adherencia, lo que compromete la vida útil de los productos. El equipo sospecha que hay contaminación por partículas de carbono provenientes de la cámara de vacío. ¿Qué técnica de caracterización permitiría identificar la composición química de las partículas y su origen, sin dañar la muestra?

a) SEM-EDS

b) AFM

c) TEM

d) Litografía

Explicación: El SEM-EDS (Espectroscopía de Energía Dispersiva de Rayos X) permite mapear la composición elemental de las partículas contaminantes. El AFM solo proporciona topografía, y el TEM requiere preparación destructiva de la muestra.

1. En una empresa de energía renovable, se sintetizan nanopartículas de platino soportadas en carbono para su uso en celdas de combustible. Sin embargo, las pruebas electroquímicas muestran una actividad catalítica inferior a la esperada. El equipo sospecha que las partículas de platino están aglomeradas o tienen un tamaño no uniforme. ¿Qué técnica de síntesis permitiría obtener nanopartículas de platino con un tamaño controlado (<5 nm) y alta dispersión sobre el soporte de carbono?

a) Ball Milling

b) SOL-GEL

c) CVD

d) Dry Etching

Explicación: El método SOL-GEL permite un control preciso del tamaño de las nanopartículas mediante química coloidal, evitando la aglomeración. Ball Milling genera partículas irregulares, y CVD no es adecuado para metales nobles como el platino.

1. En una refinería, se aplica un recubrimiento de nitruro de titanio (TiN) mediante CVD para proteger tuberías de acero contra la corrosión. Sin embargo, en ambientes húmedos, el recubrimiento se desprende, exponiendo el sustrato. ¿Qué técnica de deposición alternativa ofrecería una mejor adherencia y resistencia a la corrosión en estas condiciones?

a) PVD (sputtering)

b) ALD

c) LB

d) MOVPE

Explicación: El PVD (sputtering) proporciona una mejor adherencia en sustratos metálicos y es más resistente a la humedad que el CVD. ALD es más lento y costoso, y no es ideal para aplicaciones industriales a gran escala.

1. Una empresa de electrónica desea producir quantum dots de seleniuro de cadmio (CdSe) a gran escala para su uso en pantallas QLED. Sin embargo, el proceso actual (SOL-GEL) es lento y costoso. ¿Qué técnica de síntesis permitiría una producción eficiente y escalable de quantum dots con un control preciso del tamaño y la emisión de luz?

a) MBE

b) Spray Pyrolysis

c) STM

d) SAM

Explicación: Spray Pyrolysis es una técnica escalable y económica para producir quantum dots con un buen control del tamaño y las propiedades ópticas. MBE es demasiado lento y costoso para producción a gran escala.

1. En una planta de tratamiento de agua, se fabrican membranas cerámicas para filtros de nanofiltración. Sin embargo, la porosidad de las membranas es inconsistente, lo que afecta su eficiencia. ¿Qué técnica de síntesis permitiría obtener una porosidad controlada (20-50 nm) y uniforme en las membranas?

a) SOL-GEL con plantillas

b) PLD

c) Litografía

d) Ball Milling

Explicación: SOL-GEL con plantillas (como surfactantes o polímeros) permite generar porosidad controlada y uniforme. La litografía es costosa y no es práctica para poros aleatorios en membranas.

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