NANOTECNOLOGÍA Y SUS TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN

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Universidad Estatal de Milagro

Maestría en Química Aplicada 2da. Cohorte

Asignatura: Química Orgánica

Autores: Christian Miguel Villavicencio Yanos

Oswaldo Francisco Villacis Caicedo

Nanotecnología y sus Técnicas de Caracterización

Docente: Dra. Carmen Sagrario Hernández Domínguez

Fecha de entrega: Jueves, 12 de agosto de 2021

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NANOTECNOLOGÍA Y SUS TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN

Resumen

La nanotecnología se expone como una nueva área de investigación en el análisis de los materiales donde se engloban diversas ramas del conocimiento que otorga el estudio de fenómenos que puede ocurrir a un nivel atómico como molecular. Su importancia está en que dentro del mundo nanométrico los materiales pueden conseguir o destacar propiedades diferentes en comparación a las que poseen en la escala macroscópica. (Mendoza U. & Rodríguez-López, 2007)

La nanotecnología ya está beneficiando áreas tales como el cuidado de la salud, el medio ambiente, la industria energética y la seguridad nacional. Estos son solo algunos ejemplos del uso de la nanotecnología para mejorar nuestro mundo: permite apuntar con precisión a las células cancerígenas dentro del organismo; eliminar contaminantes del agua en la tierra y en el suelo; mejorar el desempeño de los paneles solares; mejorar la detección de armas químicas y biológicas y evitar la infección de heridas. Los científicos y las empresas están explorando nuevas maneras en que la nanotecnología puede ayudar a solucionar los problemas de la sociedad y mejorar los productos. (Molins, 2008)

Definición y características de la Nanotecnología

En simples términos, nano es un prefijo griego que significa “enano” y al emplearlo denota una amplia gama de elementos cuyas dimensiones son de una millonésima parte de un milímetro  Al mencionar objetos de esa magnitud, sólo puede relacionar a un ínfimo universo de átomos y moléculas. La nanotecnología es el diseño, caracterización y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas complejos mediante el control de la forma, el tamaño y las propiedades de la materia a escala nanométrica. Entre las disciplinas en donde puede converger la nanotecnología se encuentran la química, la física, la biología, la medicina y la ingeniería, entre otras. (Mendoza U. & Rodríguez-López, 2007)[pic 4]

Dentro de la historia las referencias iniciales a la nanotecnología fueron presentadas por el físico norteamericano Richard Feynmann. El término “nanotecnología” fue usado por primera vez en 1974 por Norio Taniguchi, un investigador de la Universidad de Tokio, quien señalaba así la capacidad de manejar materiales a nivel nanométrico. (Mendoza R. & Avalos B., 2020)

La nanociencia y la nanotecnología han crecido de manera exponencial alrededor del mundo y a través del tiempo desde el nacimiento de tales conceptos, los cuales se remontan al discurso de Feynman en diciembre de 1959 en la reunión de la American Physical Society, donde él preguntó: “¿Qué ocurriría si los seres humanos pudieran ordenar los átomos uno por uno de acuerdo a su preferencia?" Desde aquel discurso hasta la actualidad se ha trabajado e investigado mucho en lo relacionado a partículas a escala de nanómetros, por distintos motivos, pero principalmente, por la disponibilidad de distintos métodos innovadores de síntesis de nanoestructuras y consecuentemente, por el mejor entendimiento de las propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas, etcétera. Por otro lado, las técnicas a establecidas de caracterización como microscopía electrónica, microscopía de sonda de barrido, cristalografía y espectroscopia han provisto poderosas herramientas para el estudio de las nanoestructuras. Sin embargo, los mencionados avances sintéticos y de caracterización de materiales nanoestructurados no son suficientes, y han obligado a la comunidad científica a innovar o combinar las características de distintos métodos de caracterización, para de este modo comprender los factores que afectan el desempeño de estos materiales. (Yury, 2006), (Mao, 2006)

Los materiales presentan comportamientos atípicos en comparación con los átomos de los que están hechos, y al material de gran volumen con el que estamos familiarizados. Por ejemplo, las partículas nanómetricas de oro, en lugar de presentar el familiar color que denominamos dorado, aparecen en colores rojo o azul o de otro tipo, en función de su tamaño exacto. Y también tienen propiedades eléctricas diferentes a las del oro a granel que se utiliza en joyería o en los dispositivos electrónicos. Otro ejemplo, los nanotubos de carbono que se hacen del mismo material que el grafito en la mina de los lápices, son increíblemente fuertes en lugar de frágiles, y también tienen propiedades eléctricas diferentes dependiendo de la forma precisa en que los átomos se unan. Como científicos biomédicos, estamos interesados en la nanotecnología porque pensamos que podemos usar estos nuevos materiales para hacer mejores dispositivos de diagnóstico de enfermedades o para mejorar los agentes de visualización que se utilizan para las pruebas de resonancia magnética, e incluso administrar los medicamentos con una mayor eficacia. ([INSHT], 2015)

Usos y Beneficios de la Nanotecnología

La nanotecnología conforma a la siguiente generación de innovación en la ciencia y la ingeniería que transformará a diversos ámbitos, como lo son: el aeroespacial, la energía, las tecnologías de la información, la medicina, la defensa nacional y el transporte. La nanotecnología permitirá el desarrollo de la siguiente generación de materiales que son más fuertes, livianos y duraderos que los materiales usados actualmente en edificios, puentes, aviones, automóviles y otras aplicaciones. (Mendoza U. & Rodríguez-López, 2007)

Esta nueva era representa una gran promesa para crear productos para un mundo más eficiente en cuanto a energía, como celdas de combustible, baterías y paneles solares más eficientes. La nanotecnología puede brindar soluciones para limpiar terrenos y aguas contaminados, y jugará un papel crítico en la transformación de la medicina. (Foladori & Invernizzi, 2005)

En cuanto a la salud, gracias a las nuevas tecnologías se ha logrado desarrollar novedosas herramientas para la detección y tratamiento del cáncer, vendajes que evitan infecciones, mejoras en la tecnología para la generación de imágenes, entre otras (Foladori & Invernizzi, 2005).

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