Nanotecnologia

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DIAPOCITIVAS DE NANOTECNOLOGIA

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Nanotecnologia

  1. 1. NANOTECNOLOGIA MARJERIE CARPIO BUTRON COMPUTACION E INFORMATICA-NOCHE
  2. 2. QUE ES? Lananotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
  3. 3. HISTORIALos años 40 Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.1959 Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".1966 Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Por primera vez en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica.
  4. 4. HISTORIA1989 Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.1996 Sir Harry Kroto gana el Premio Nóbel por haber descubierto fullerenes1997 Se fabrica la guitarra más pequeña el mundo. Tiene el tamaño aproximadamente de una célula roja de sangre.1998 Se logra convertir a un nanotubo de carbónen un nanolapiz2001 James Gimzewski entra en el libro de récord Guinness por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.
  5. 5. QUE ES UN NANO?El significado de la "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9. Esto es: 1 nanómetro = 0,000000001 metros. Es decir, un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro. También: 1 milímetro = 1.000.000 nanómetros.
  6. 6. MINIMIZANDO LA FABRICACIÓN Nanomáquinas o micromáquinasSe trata de la construcción de un "Ensamblador“ (recopilador de materia), es una máquina de construcción que manipula y se construye con los átomos o las moléculas individuales. Uno de los primeros retos de la investigación a largo plazo de la nanotecnología es la reproducción de un ensamblador en si mismo reprogramableÉste sería un dispositivo que puede hacer una copia completa de sí mismo a partir de las materias primas y energía dadas.
  7. 7. FABRICACION MOLECULAR término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) .Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito de la mina del lápiz podemos hacer diamantes.
  8. 8. ENSAMBLAJE INTERDISCIPLINAR la nanotecnología constituye un ensamblaje interdisciplinario de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Entre las ciencias involucradas: Quimica, Bioquimica, Fisica, Biologia molecular, Electronica, Informatica,Medicina.
  9. 9. HERREMIENTAS Ensamblador Microscopio atomico
  10. 10. RAMAS DE INVESTIGACION DE LANANOTECNOLOGIA MOLECULAR Nanotecnologia seca Nanotecnologia humedad Nanotecnologia computacional
  11. 11. NANOTECNOLOGIA SECA Fabricacion de estructuras en carbon(nanotubos de carbon), silicio, materiales inogarnicos y metales. Autoensamblaje controlado por computadora. Electronica,magnetismo y dispositivos opticos.
  12. 12. NANOTECNOLOGIA HUMEDA Sistemas biologicos que existen en un entorno acuoso incluyendo material genetico, membranas, enzimas y otros componentes celulares. Organismos vivientes cuyas funciones y evolucion son controladas por las interacciones de estructuras de escala nanometricas.
  13. 13. NANOTECNOLOGIA COMPUTACIONAL Modelado y simulacion de estructuras complejas de escala nanometrica. Sepuede manipular atomos utilizando nanomanipuladores controlados por computadoras.
  14. 14. NANOTUBOS DE CARBON Los nanotubos se componen de una o varias láminas de grafito u otro material enrolladas sobre sí mismas. Existen nanotubos monocapa y multicap. Los nanotubos de una sola capa se llaman single wall nanotubes (SWNTS) y los de varias capas, multiple wall nanotubes (MWNT). Pueden ser empleados como conectores minusculos en dispositivos electronicos ultrapequeños
  15. 15. PROPIEDAD NANOTUBOS COMPARACIONTAMAÑO 0.6 a 1.8 nm La litografia por haz de diametro electronico puede crear lineas de 50nm x 7nmDENSIDAD 1.33 a 1.44 El aluminio: 2.7 g/cm3 g/cm3RESISTENCIA A 45 x 109 Aleaciones de acero deLA TRACCION pascal alta resistencia <2x109 pascalELASTICIDAD Se pueden doblar Los metales y las fibras de hasta grandes carbono se rompen o no se angulos y recuperan su forma original recuperarse sin tan rapidamente. sufrir daño
  16. 16. PROPIEDAD NANOTUBOS COMPARACIONTRANSPORTE Estimada 109 Los hilos de cobre seDE CORRIENTE A/cm2 funden a 1millon de A/cm2 aproxEMISION DE Pueden activar Las puntas deCAMPO fosforos a un molibdeno necesitan voltaje de 1a 3 V campos de 50 a 100 VTRANSMISION 6000W/m-°K El diamante casi puroDE CALOR trasmite 3320W/m-°KESTABILIDAD Estables hasta Los filamentosTERMICA 2800°c en vacio, metalicos en 750°C en el aire microchips se funden de 600 a 1000 °C
  17. 17. CONSTRUCCION Tecnicas actules:VolatilizarHornearBombardear
  18. 18. VOLATILIZACION Primer metodo de fabricacion Dos barras de grafito separadas Se hace saltar una chispa de 100A El carbono se evapora en un plsma caliente Parte del mismo se vuelve a condensar en forma de nanotubos Nanotubos de pared única.
  19. 19. HORNEADO Se calienta un sustrato a 600°C y lentamente se añade metano con carbon El gas se descompone y libera atomos de carbono alguno de los cuales se recombinan como nanotubos Imprimiendo diafragmas de particulas de catalizador sobre un sustrato controlan las posiciones donde estos se forman. Industrial Suelen ser de pared multiple.
  20. 20. BOMBARDEO Bombardean barras de grafito con pulsos intensos de laser. Se utilizan catalizadores que producen nanotubos de pared única. Se utilizan laseres muy caros.
  21. 21. APLICACIONES EN EL MERCADO DE HOY Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmacéuticos Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable Materiales más ligeros y más fuertes para las industrias aeronáutica y automóvil y aplicaciones médicas Envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una apariencia de alimento fresco y de calidad
  22. 22.  Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles Las llamadas técnicas de diagnóstica "Lab-on-a-chip" (literalmente "Laboratorio-en-un-micro(nano)chip" Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV. Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar Y aparatos tan diversos y comunes como impresoras, CDs, airbags etc., cuya versiones más modernas contienen componentes logrados a través de la nanotecnología.
  23. 23. APLICACIONES A LARGO PLAZO Nanomaquinas que obtengan energia de la contaminacion ambiental. Vehiculos y estaciones espaciales mas livianas y resistentes Distribucion de energia a traves de canales de energia. Colectores solares que reemplazaran los combuctibles fosiles. Armas biologicas/quimicas computarizadas Armas inteligentes que maten solo los soldados y no a personas inocentes.
  24. 24.  Eliminar la necesidad de cirugía. Servir como un sistema autoinmune potenciado. Buscar y destruir virus, celulas cancerigenas, excesos de grasas. Borrar los procesos de envejacimiento Energías alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético. Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
  25. 25. BENEFICIOS DE LA NANOTECNOLOGIA La nanotecnología puede resolverr muchos problemas humanos Nanotecnología puede resolver muchos problemas relacionados con el agua Nanotecnología y la agricultura Nanotecnología y la energía solar Nanotecnología para mejorar el entorno de las personas Nanotecnología como una solución para la brecha digital Nanotecnología y medicina Nanotecnología y los beneficios para el medioambiente Nanotecnología para eliminar las causas de muchos problemas sociales.
  26. 26. RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGIA Desequilibrio económico debido a una proliferación de productos baratos Opresión económica debido a precios inflados de forma artificial Riesgo personal por uso de la nanotecnología molecular por parte de criminales o terroristas Riesgos para las libertades personales o sociales por restricciones excesivas Desequilibrio social por nuevos productos o formas de vida Carrera inestable de armas fabricadas con la nanotecnología
  27. 27.  Daños medioambientales colectivos derivados de productos no regulados Un mercado negro en nanotecnología (aumenta la posibilidad y el peligro de otros riesgos) Programas de nanotecnología molecular que compiten entre sí (aumenta la posibilidad y el peligro de otros riesgos) El abandono y/o la ilegalización de la nanotecnología molecular (aumenta la posibilidad y el peligro de otro riesgos).

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