Nanomateriales

NANOMATERIALES
Se define la nanotecnología como el diseño, la manipulación, la síntesis, análisis y aplicación de
materiales, aparatos y sistemas a través del control de la materia a nanoescala (de 1 a 100 nanómetos1),
así como el aprovechamiento de fenómenos y propiedades de la materia a ese nivel.
El término nanomateriales engloba a aquellos materiales desarrollados con al menos unadimensión en la escala nanométrica. Cuando esta longitud es del orden o menor que alguna longitud
física crítica, tal como la longitud de Fermi del electrón, la longitud de un monodominio magnético,
aparecen propiedades nuevas que permiten el desarrollo de materiales y dispositivos con
funcionalidades y características completamente nuevas.
Los nanomateriales son materiales con propiedadesmorfológicas, entre 1 y 100 nanómetros, en
al menos una de sus dimensiones. Así se tiene con tres dimensiones los nanocristales y fullerenos, con
dos los nanotubos y los nanohilos y con una sola dimensión las películas finas o los recubrimientos
superficiales.
Se pueden dividir en nanopartículas, nanocapas y nanocompuestos. La Agencia de Medio
Ambiente de Estados Unidos los clasifica en cuatro tipos:Basados en el carbono: son los que están formados en un gran porcentaje por carbono y suelen
adoptar formas de esferas, elipsoides o tubos.
Basados en metal: son aquellos que incluyen puntos cuánticos, nanopartículas de oro y plata, y
óxidos metálicos como el dióxido de titanio.
Dendímetros: tienen la característica de ser polímeros formados a partir de unidades
1 10
‐9
m

3 de 3 de 6ramificadas.
Compuestos: tienen la capacidad de combinar nanopartículas con otras similares y con otras de
mayor tamaño
Nanopartículas
Nanocápsulas
Nanotubos
Nanoporosos
Nanofibras
Nanohilos
Existen nanopartículas de origen natural y otras producidas intencionadamente mediante la
nanotecnología bien tratando materiales de escala convencional mediante técnicas descendentes o “topdown”,o bien partiendo de otros a escala inferior (átomos o moléculas) con técnicas ascendentes o
“bottom-up”. Comercialmente las nanopartículas se las encuentra como tal o formando agregados y
aglomerados.
CARACTERÍSTICAS
Los nanomateriales y las nanopartículas presentan algunas propiedades muy diferentes de las
de éstos a escala convencional, lo que les confiere un gran interés científico. Losmateriales
nanoestructurados poseen el 0.001 por ciento de átomos en comparación con un material común de igual
volumen, además los granos nanoestructurados son entre mil y cien veces más pequeños que los del
material original. Todo esto conlleva a una mayor ligereza de peso y ahorro de materia, además de las
FRANCISCO DEL SAZ GONZÁLEZ

UNED
4 de 4 de 6
nuevas características que adquiereny que potencian enormemente el material.
También con la incorporación de concentraciones pequeñas de nanopartículas a otros materiales
se puede cambiar o mejorar las propiedades de estos. Así se pueden conseguir mejoras en sus
propiedades mecánicas, ópticas, eléctricas, magnéticas, químicas etc., lo que los puede hacer útiles en
muchos procesos industriales o para la obtención de bienes deconsumo.
Para entender que las propiedades se ven tan drásticamente modificadas debemos analizar los
tamaños implicados.
Por ejemplo para el cobre la distancia entre planos atómicos en un cristal de Cu puro es 0.25
nm., esto indica que si el nanomaterial bajo estudio tiene, a lo largo de una dimensión, algunos nm o
decenas de nm, este material tendrá un número muy reducido de planos cristalinoso átomos. Este
hecho automáticamente genera un material donde una gran proporción de los átomos estará en la
superficie. En un sólido, los átomos superficiales tienen propiedades diferentes a los del interior, lo que
se conoce como bulk. Esto indica que la proporción de átomos con propiedades diferentes para el caso de
los nanomateriales es mucho mayor que para el caso convencional. En...