Nanomateriales: ¿Que son?

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La nanotecnología es el campo que utiliza técnicas de procesamiento microscópico para producir varios materiales y componentes. Los nanomateriales se desarrollan para mostrar características novedosas en comparación con el mismo material sin características a nanoescala, como el aumento de la resistencia, la reactividad química o la conductividad.

Métodos de producción de nanomateriales

Los nanomateriales se utilizan en muchas industrias, incluyendo electrónica y diseño mecánico para producir artículos útiles y sus aplicaciones se pueden ver en casi todos los campos de ingeniería.

La nanotecnología es hoy una de las tecnologías científicas más avanzadas. La nanotecnología incluye el procesamiento a escala nanométrica y la producción de varios componentes, controlando el tamaño y la forma.

Un nanómetro es un billonésimo de metro y en general cuando el tamaño es inferior a 100 nanómetros (100 nm), estas técnicas de producción pueden considerarse nanoescala.

Hay dos métodos para producir nanomateriales. Uno se llama “método de arriba hacia abajo” y el otro es el “método de abajo hacia arriba”.

En el primer método los componentes muy pequeños se producen usando partes más grandes del material. En el método de abajo hacia arriba los nanomateriales son producidos en el procesamiento molécula por molécula o átomo por átomo.

¿Cuáles son los nanomateriales más importantes?

Una característica que hace que las nanopartículas sean diferentes de los otros materiales, es el hecho de que los nanomateriales poseen un área de superficie maciza.

Debido al incremento del área de su superficie, las nanopartículas son extremadamente reactivas en comparación con su forma más grande. Esta propiedad se utiliza para crear materiales con características distintivas para varias aplicaciones.

Una aplicación de nanotecnología es nanotubos de carbono que tiene una fuerza notable. Esta fuerza es debido a la mayor superficie de sus materiales originarios.

En el nivel nano, los efectos cuánticos tienen un efecto mayor en el comportamiento de las partículas, por lo tanto algunos materiales tienen efectos especiales que se utilizan inteligentemente para producir productos innovadores.

Entonces las propiedades magnéticas, eléctricas y ópticas se pueden explotar para ciertas aplicaciones. Ejemplo, si las partículas de oro se pueden procesar en partículas con un radio de 2 nm, a continuación su fusión se puede reducir a partir de 1060 ° C a 600 ° C.

La nanotecnología ha contribuido con un número de productos innovadores en varias disciplinas de ingeniería debido a sus propiedades químicas, físicas y mecánicas únicas.

Una aplicación popular de nanomateriales es nanotubos.

Los nanotubos de carbono

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Los nanotubos de carbono (CNT) son un ejemplo luminoso para el potencial de la nanotecnología.

La resistencia a la tracción del acero con alto contenido de carbono es de aproximadamente 1,2 GPa, pero la resistencia a la tracción de los nanotubos de carbono (CNT) es de 63 GPa. También son conocidos por ser uno de los materiales más fuertes que se produjeron por la nanotecnología hasta el momento.

Categorias de los nanomateriales

Fundamentalmente las aplicaciones de nanotecnología se pueden dividir en varias categorías. Las películas finas y las superficies proyectadas caen en las aplicaciones unidimensionales de los nanomateriales.

  • Los materiales bidimensionales: como tubos e hilos son el otro tipo de aplicaciones de la nanotecnología.
  • Los nanofios: son hilos ultrafinos o matrices lineales que se forman por auto-montaje. Los nanofios semiconductores se producen de silicio. Hay aplicaciones nanomateriales dimensionales que incluyen nanopartículas como dendrímeros y fulerenos.
  • Los dendrímeros son moléculas poliméricas esféricas que se forman a través de un proceso de auto-montaje en nanoescala.

La nanotecnología ayudó a romper barreras en el campo de la electrónica. Muchos de los productos miniaturizados en este campo funcionan muy mal como resultado de la contaminación de partículas y baja disipación de calor.

Gracias a los nanomateriales, ahora materiales de alta pureza con mejor conductividad térmica se pueden utilizar para superar estos problemas.

Los nanomateriales son muy importantes para producir interconexiones duraderas. El supercondensador es otra producción de nanotecnología. Tiene una gran capacidad en comparación con los condensadores normales, debido a que tiene grandes áreas superficiales que conlleva a una gran capacidad.

Muchos campos de la ciencia y la tecnología utilizan nanomateriales en una amplia variedad de aplicaciones.

Los materiales con mejor aislamiento pueden ser producidos usando una técnica llamada sol-gel. Aerogel es un producto con peso y porosidad extremadamente ligero que se utiliza para el aislamiento de hogares y oficinas.

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Al usarlos, las cuentas de calefacción y enfriamiento pueden resultar notablemente reducidas.

Las herramientas de corte más duras y difíciles se pueden producir utilizando nanomateriales que ofrecen muchos beneficios industriales, como un bajo coste de producción y una mayor productividad. También las baterías de alta densidad de energía son una de las más importantes producciones que utilizan la nanotecnología.

Aún muchas técnicas relacionadas con nanomateriales y nanotecnologías están en desarrollo, pero sus resultados son bastante sorprendentes cuando se compara con muchos de los productos.

Por lo tanto, se puede concluir que las maravillosas aplicaciones de los nanomateriales todavía están por venir.

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