Nanomateriales

Nanomateriales
Hoy en día, los materiales creados a esta escala, denominados de forma general, nanomateriales, suponen una gran novedad respecto a los materiales tradicionales, no solo en cuanto a su tamaño, sino principalmente por sus características. Muchas de las propiedades de los materiales dependen de cómo se comporten los electrones que se mueven en su seno y de cómo estén ordenados losátomos en la materia. En un nanomaterial, el movimiento de los electrones está muy limitado por las dimensiones del propio material. Además, la proporción de átomos en la superficie con respecto al interior es mucho más alta que en materiales de tamaño más elevado. Por consiguiente, si reducimos las dimensiones de un material, modificaremos sus propiedades y en consecuencia podremos diseñarmateriales con propiedades a la carta. (El carbono o grafito, deja de ser ese material débil a nivel macromolecular, para convertirse a nivel nano en nanotubos superresistentes)
¿Qué son los nanomateriales?
Son materiales a nanoescala. Materiales con características estructurales de una dimensión entre 1-100 nanometros.
Los nanomateriales pueden ser subdivididos en nanopartículas, nanocapas ynanocompuestos. El enfoque de los nanomateriales es una aproximación desde abajo hacia arriba a las estructuras y efectos funcionales de forma que la construcción de bloques de materiales son diseñados y ensamblados de forma controlada.
Un reciente informe de Small Times predice un fuerte crecimiento de los denominados nanomateriales. En el mismo se comentan los diferentes tipos existentes en laactualidad (tales como las nanoarcillas para reforzar plásticos) o los nanotubos de carbono para agregar conductividad a varios materiales.

Clasificación de nanomateriales:

La Agencia del Medioambiente de los EE.UU. ha clasificado los nanomateriales actuales en cuatro tipos:

Basados en carbono
Estos nanomateriales están compuestos mayoritariamente por carbono y suelen adoptar formas como esferashuecas, elipsoides o tubos. Los nanomateriales de carbono con forma elipsoidal o esférica se conocen como fullerenos, mientras que los cilíndricos reciben el nombre de nanotubos. Estas partículas tienen muchas aplicaciones posibles, incluido el desarrollo de recubrimientos y películas mejoradas, materiales más ligeros y resistentes y diversas aplicaciones en el campo de la electrónica.

Basadosen metales
Estos nanomateriales incluyen puntos cuánticos, nanopartículas de oro y plata y óxidos metálicos como el dióxido de titanio.

Nanopartículas de oro

Dendrímeros
Estos nanomateriales son polímeros de tamaño nanométrico construidos a partir de unidades ramificadas. La superficie de un dendrímero tiene numerosos extremos de cadena, que se pueden adaptar para desempeñar funcionesquímicas específicas. Esta propiedad se podría utilizar también para la catálisis. Además, debido a que los dendrímeros tridimensionales contienen cavidades interiores en las que se pueden introducir otras moléculas, pueden ser útiles para la administración de fármacos.

Dendrímeros

Compuestos
Los compuestos combinan las nanopartículas con otras nanopartículas o con materiales de mayor tamaño.Las nanopartículas, como arcilla a nanoescala, ya se están añadiendo a numerosos productos, desde piezas de automóviles a materiales de empaquetado, para mejorar sus propiedades mecánicas, térmicas, protectoras, etc.

Semiconductores en la Nanoescala
Los electrones se encuentran en orbitales moleculares discretos en el caso de moléculas individuales, y en bandas deslocalizadas en el caos de lossólidos. ¿Hasta qué punto una molécula es lo suficientemente larga para que comience a comportarse como si tuviera bandas deslocalizadas, en lugar de orbitales moleculares localizados? En el caso de los semiconductores, tanto la teoría como la experimentación ahora nos indican que la respuesta es de aproximadamente 1 a 10 nm (aproximadamente de 10 a 100 átomos). El número exacto depende del...