Clase 03 Sintesis y Caracterizacion

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NANOMATERIALES

Unidad 1. Introducción a la ciencia de nanomateriales
Continuación…
Profesora: Dra. Belkis Sulbarán

25/08/2015

“¿Por qué no podemos escribir la totalidad de los 24
volúmenes de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un
alfiler?”
“Cuando tenemos algún control de la disposición de las
cosas a pequeña escala vamos a tener una gama más
amplia deposibles propiedades que las sustancias pueden
tener, y de las diferentes cosas que podemos hacer”

Ver video:

https://www.youtube.com/watch?v=efOBfpJYaCo

1

ALCALINOS
ALCALINO
TERREOS

1A

LANTÁNIDOS

ACTÍNIDOS

Grupos

3
4
5
6

2A

2

7
8
9

METALES DE
TRANSICIÓN

8B

3B 4B 5B 6B 7B
1B

10
2B

11 12

3A 4A 5A
6A 7A

13 14 15 16 17

GASES NOBLES

HALÓGENOS

CALCÓGENOS

NITROGENOIDES OGRUPO
DEL NITRÓGENO

CARBONOIDES O GRUPO DEL
CARBONO

TERREOS O GRUPO DEL
BORO

Períodos
8A

18

Ejercicio de reducción de tamaño
• Considere una esfera de 1 µm de diámetro. Si una misma masa de
esfera se reduce su tamaño a diámetro de 1nm, ¿Calcule el
incremento del área superficial de las esferas mas pequeñas?
4
𝑣 = 𝜋𝑅3
3
4
𝑣 = 𝜋(1µ𝑚/2)3
3

4
𝑣 = 𝜋(1𝑛𝑚/2)3
3

4
𝑣 = 𝜋(𝐷/2)3
3
𝑣 = 0.5236 x 10-9nm3
N=
𝑣 = 0.5236 nm3

0.5236 𝑥 109
0.5236

N = 109

𝑠 = 4𝜋𝑅2

𝑠 1µ𝑚 = 3.14𝑥10 − 6𝑛𝑚2
𝑠 1𝑛𝑚 = 3.14 𝑛𝑚2

N=

3.14 𝑥 10−6
3.14

N = 10-6

¿

3D

Sistemas confinados en tres dimensiones
Nanomateriales
tridimensional
nanoporos.

que
como

exhiben
confinamiento
las
nanopartículas
y

3D

Las nanopartículas pueden tener una disposición
aleatoria de los elementos constitutivos; unidades
atómicasindividuales o moleculares, ordenándose
en estructuras regulares, periódicas cristalina
o amorfa.

Si es cristalino, cada una de las nanopartículas pueden ser un solo
cristal estar compuesto de un número de diferentes regiones
cristalinas o granos con diferentes orientaciones cristalográficas
(policristalinas).

Sistemas confinados en dos dimensiones
Nanomateriales
que
exhiben confinamiento endos
dimensiones
o
sistemas
cuasiunidimensionales
como:
nanocables, nanotubos
y nanofilamentos.
Estos pueden ser amorfos,
monocristalinos
o
policristalinos.

Sistemas confinados en una dimensión
Nanomateriales que exhiben
confinamiento
en
una
dimensión o sistemas cuasibidimensionales.

Incluyen discos o plaquetas,
materiales
multicapas
y
películas ultra finas sobre una
superficie.
Las películaspueden ser
amorfas, de un solo cristal
(monocrostalinas).

Tipos de Nanomateriales

 Nanopartículas:

Materiales de dimensión cero, las
tres dimensiones se ubica en el
régimen nanométricos

aproximadamente menor de los
100 nm.

 Nanotubos:

Estructuras tubulares con diámetro
nanométrico.

Existen nanotubos de muchos
materiales, tales como silicio o nitruro
de boro pero, generalmente, el

términose aplica a los nanotubos de
carbono.

Propiedades eléctricas:
• Semiconductor, aislante, metálico o
superconductor en función de su estructura
• Conductividad como el Cobre
• Propiedades térmicas

Propiedades mecánicas:
• A ESCALA NANOMÉTRICA : materiales libres
de DEFECTOS
• 100 VECES MAS RESISTENTE QUE EL ACERO
PERO MAS LIGERO !!

Aplicaciones:
•PANTALLAS para televisión
(comercial)•NANOCOMPOSITES:
Polímeros más duros y
resistentes. Plásticos
conductores
•ALMACENAMIENTO Y
CONVERSIÓN DE ENERGÍA:
Adsorbe hidrogeno
•NANOELECTRÓNICA (6%
patentes)
•SENSORES

 Nanocompuestos:
Son nanomateriales
multifásico

una

de

tiene

las

una,

donde

fases
dos

o

tres dimensiones de

menos

de

100

nanómetros (nm).

 Nanocapas:
Recubrimientos con cualquier tipo de material, incluidos metales,óxidos
metálicos y sustancias orgánicas con espesores a nanoescala.
Deben las propiedades siguientes:
 Químicamente estable

 Adherirse bien a la superficie que cubre
 Químicamente puro o composición química controlada

 Tener una baja densidad de imperfecciones.

 Materiales nanoporosos:

Generalmente son a base de silicio (silicatos), los cuales presentan
una estrecha distribución de...