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Capítulo 3: Propiedades de los Nanomateriales
1. La mayoría de los materiales son policristalinos, como las estructuras policristalinas, nanocristalinas y amorfas, por lo tanto están formados por cristales ordenados que se unen en las límites,donde existe un grado de desorden. Indique qué tipo de material cristalino tiene más desorden.
Mientras más pequeños los cristales, mayor es lafracción de material desordenado
2. ¿Cuál es la morfología extrema de un nanomatrial?
La morfología amorfa o vítrea
3. Explique cómo varía la ductibilidad y la plasticidad de los nanomateriales
* La limitada ductibilidad es una propiedad intrínseca de los materiales nanométricos
* La plasticidad es predominantemente el resultado de la actividad de dislocación
* La deformaciónplástica es imposible para pequeños tamaños de grano
4. ¿Existe actividad de difusión de los materiales nanocristalinos a temperatura ambiente?
En materiales nanocristalinos los mecanismos de difusión son activos a temperatura ambiente
5. De acuerdo al diagrama de resistencia ideal, indique que materiales se acercan la factor de 3 de incremento de la resistencia.
Los materiales nanostructurados,nanocapas, y amorfos tienen propiedades dentro de un factor de alrededor de 3 del ideal
6. Indique como es el confinamiento cuántico en los nanomateriales0-D, 1-D y 2-D. De por lo menos un ejemplo de cada nanomaterial. Explique porqué se produce este confinamiento.
* 0-D: tres dimensiones, nanopartículas
* 1-D: dos dimensiones, nanotubos, nanocables
* 2-D: una dimensión,nanopelículas, nanorevestimientos
* El confinamiento cuántico se produce en las nanoestructuras 0-D, 1-D y 2-D porque produce un cambio en la distribución de la frecuencia de los fonones en función de sus longitud de onda, así como la formación de las figuras superficiales del fonón
7. Explique cómo se produce la conducción de electrones en los materiales convencionales y en losnanomateriales.
*macroescala: Los electrones puede moverse libremente en todas las direcciones en forma aleatoria porque son dispersados por fonones, impurezas e interfaces
* nanoescala: El efecto cuántico, donde debido al confinamiento del electrón las bandas de energía es reemplazada por estados discretos de energía, dando lugar los materiales conductores se comporten como semiconductores o aisladores,dando lugar a una reducción en los eventos de dispersión
8. ¿Por qué los metales se pueden comportar como aislantes en la escala nanométrica?
* Los sistemas metálicos pueden comportarse como aislantes, debido a la formación de una banda prohibida de energía, que no existe para el macromaterial correspondiente
9. Explique cómo se produce y cómo varía la magnetorresistencia en nanocompuestosque contienen nanopartículas. Mencione su aplicación.
* Se ha demostrado que el GMR se produce también en los nanocompuestos, donde se incorporan nanopartículas con mono-dominios en una matriz no ferromagnética.
* Mientras más pequeñas las nanopartículas, mayor es la magnetorresistencia isotrópica.
10. Qué significa el término exciton. Diga porque el exciton puede estar confinado enun nanomaterial. De acuerdo al diámetro del exciton, diga como varía el confinamiento cuando el nanomaterial cambia de 3-D a 0-D. en qué condiciones se produce el desplazamiento hacia el azul y hacia el rojo.
* formación de un electrón y un hueco ligados entre sí
* el radio del exciton tiene dimensiones de nanoescala
* el confinamiento cuántico es más intenso
* se produce undesplazamiento hacia el azul en el espectro de absorción a medida que el tamaño del nanomaterial decrece, mientras que ocurre un desplazamiento hacia el rojo para un incremento en el tamaño
11. Qué significa el término plasmon. En qué tipo de materiales se pueden observar y cuáles son los plasmones más importantes. Explique lo que sucede cuando un fotón se asocia con un plasmón. Qué ocurre...