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2 NANOCIENCIA ciencia del análisis y manipulación de los materiales a nivel atómico y molecular donde las propiedades y características de los mismos se diferencian a los de mayor escala NANOTECNOLOGIA NANOTECNOLOGIA diseño, caracterización producción y uso de estructuras, dispositivos y sistemas diseño, caracterización producción y uso de estructuras, dispositivos y sistemas cuya forma y tamaño se controlan a escala manométrica a escala manométrica NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

3 QUE ES LA NANOESCALA ? NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

4  EDAD DE PIEDRA (?? – 6000 AC ) Piedra - herramientas de piedra y madera Pedernal- fuego controlado y alfarería Pedernal- fuego controlado y alfarería  EDAD DE BRONCE. (6000AC- 1500AC) edad de bronce cobre, estaño, oro y plata (cultura egipcia y griegos ) edad de bronce cobre, estaño, oro y plata (cultura egipcia y griegos )  EDAD DEL SILICIO transistores siglo xx transistores siglo xx  EDAD DE LA NANOTECNOLOGIA

5 NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI TENGAMOS CLARO 1 metro es igual a 1 x 10 9 nanómetros. 1 metro es igual a 1 x 10 9 nanómetros. En este campo se tiene un nanómetro es mil millones de veces mas pequeño que un metro. En este campo se tiene un nanómetro es mil millones de veces mas pequeño que un metro. el diámetro de un cabello es 80 000 el diámetro de un cabello es 80 000 nanómetros nanómetros

6  Al manipular la materia a escala de átomos y moléculas aparecen propiedades totalmente nuevas.  Al aumentar la superficie la reactividad química aumenta.  se puede crear materiales, dispositivos y sistemas nuevos con propiedades únicas. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

7 UN POCO DE HISTORIA  Richard Feynman, Nóbel de física, 1959 propone fabricar materiales en base al reordenamiento de átomos y moléculas “AL FONDO HAY ESPACIO DE SOBRA”  En 1999 aplicación a nivel industrial y comercial, en campos como el textil y cosmética.  En 2007 se descubre la magneto resistencia, siendo este trabajo un Nobel de física, realizado por los físicos Albert Fert y Peter Grunberg NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

8 OBTENCION DE NANOESTRUCTURAS NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

9  Nanotecnologia ciencia multidisciplinaria, convergen de manera coordinada para lograr avances espectaculares en las aplicaciones a nivel industrial y darle el alcance masivo. veamos el grafico siguiente : NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

10 La mutidisciplina academica de ciencia nos brinda la aplicación que podemos apreciar en el cuadro siguiente : NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

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12 TEXTIL Orienta a la fabricación de tejidos con propiedades:  antimanchas: soil reléase.  antibacterias,antivirus,antiolor.  retardantes de flama.  absorbentes de rayos uv,con propiedades antiestáticas NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

13 EFECTOS ANTIBACTERIANO Hace 10 años se aplicaba micro capsulas conteniendo el producto antimicrobiano pero ello no lo hacia duradero. Al aplicar el antimicrobiano en nano capsulas se garantiza la permanencia por 100 lavadas a 98°C, se aplican nano partículas de Ion plata. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

14 CONSTRUCCION Materiales mas fuertes que el acero, pero con un peso de 10 veces menos. Modificación de pinturas y barnices con nanoparticulas vidrios orgánicos aditivos para optimizar el concreto. Pegamentos rápidos y aditivos basados en nanoparticulas de ferrita NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

15 ELECTRONICA Espintronica uso del spin de un electron, el descubrimiento fue premio nobel de fisica en el 2007,pues crean la magneto resistencia,los materiales se modifican al ser sometidos a un campo magnético gigante ( GMR ).este producto es masivo y es la cabeza de lectora para discos duros. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

16 INDUSTRIA AEROESPACIAL - plásticos conductores eléctricos - recubrimientos que soportan altas temperaturas de trabajo - materiales cerámicos cristalinos transparentes NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

17 ENERGIA Baterías de larga duración con nanoparticulas de titanio y litio Células solares flexibles Recubrimientos antireflejantes NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

18 AUTOMOCION Uso de materiales menos pesados pero muy fuertes Recubrimientos transparentes basados en nanotubos de carbono NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

19 MEDICINA Y FARMACOS Terapias mediante nanoparticulas Liberación controlada de fármacos Medicina regenerativa- sustitutos óseos Implantes de rodilla y cadera Polímeros electro activos para uso como músculos artificiales sensores de ADN y antígenos NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

20 INDUSTRIA METAL MECANICA Tratamiento superficiales de piezas metálicas sometidas a desgaste Materiales antifricción Materiales con alta dureza (herramientas de corte) Nanofiltracion NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

21 COSMETICA Pasta dental Cremas para el acne Cremas para evitar el pie de atleta NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

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25 NANOTECNOLOGIA Y EDUCACION  Fomentar vocaciones: despertar el interés por el ámbito de la nanotecnología entre los estudiantes.. Se estima que en España se requieren cerca de mil doctores y dos mil ingenieros en nanotecnología a corto plazo.  Materiales didácticos: proporcionar materiales didácticos para asignaturas como “tecnología”, “física, química, biología..”  Incrementar especialistas: facilitar el desarrollo de una masa de especialistas con actitudes favorables hacia la nanotecnología como sector de futuro. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

26 Según datos de la encuesta del 2005 de la asociación europea de negocios (europea nanobusiness asociation) conseguir el perfil adecuado para trabajar en el sector de la nanotecnología es una tarea muy complicada o, al menos, tan difícil como encontrar personal especializado para otros sectores. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

27 FUTURO DE LA NANOTECNOLOGIA Los hitos más importantes de la nanotecnología durante los próximos 15 años.... De dos a tres años:  Neumáticos que solo requieren aire una vez al año  Diagnósticos médicos completos almacenados en un solo chip  Aparatos que producen agua potable del aire NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

28 De cinco a diez años:  Potentes ordenadores que podrás llevar puesto o plegar y meter en tu monedero  Nuevos medicamentos que convierten SIDA y Cáncer en enfermedades curables  Edificios inteligentes que se auto estabilizan ante terremotos o explosiones NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

29 De diez a quince años:  Inteligencia artificial tan sofisticada que no sabrás si estás hablando por teléfono con un humano o con una máquina  Imágenes de ordenador y vídeos pintables  Eliminación de cirugía invasiva, porque se podrá vigilar y reparar cuerpos desde dentro NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

30 ENTIDADES EN PERU - Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología - Academia Nacional Ciencia y Tecnología - Sociedad Peruana de Física - Sociedad Química del Perú - Instituto de Enfermedades Neoplásicas (UNI-FISICA MEDICA) Programa de maestria. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

31 NANOTECNOLOGIA EN EL PERU. Hay un grupo de investigadores en el campo de contaminación ambiental, se trabaja buscando el tipo de material a usar, si es factible la fabricación en el Perú y cuan viable es su aplicación. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

32 El avance de la nanotecnología es inminente, y nuestra vida diaria se vera afectada. La nanotecnología permitirá adquirir una calidad de vida mejor,siempre que su aplicación sea ética y segura. NANOTECNOLOGIA REVOLUCION DEL SIGLO XXI

33  Generación de Energía eléctrica utilizando Grafeno Generación de Energía eléctrica utilizando Grafeno El Carbono se encuentra en la naturaleza en diversas formas alotrópicas, dentro de ellas tenemos al Grafito, Diamante, Nanotubos de Carbono, Fullerenos y Carbinos, El Grafito esta compuesto por una serie de capas de estructura laminar plana (bidimensional) con espesor.  Crean detector de explosivos ultrasensible basado en Nanotecnología Crean detector de explosivos ultrasensible basado en Nanotecnología Científicos Israelíes de la Universidad de Tel Aviv, han desarrollado un detector de bombas explosivas, basado en Nanotecnología, que es mil veces mas sensibles que el olfato de perros adiestrados, este detector es capaz de percibir distintos tipos de explosivos,  Generación de energía a partir del sonido aplicando Nanotecnología Generación de energía a partir del sonido aplicando Nanotecnología Una de las grandes aplicaciones de la Nanotecnología es la generación de energía, recientemente investigadores coreanos han descrito un trabajo muy innovador en la que demostraron que es posible aprovechar la energía del sonido para generar energía eléctrica AVANCES EN NANOELECTRÓNICA

34  Crean el mapa de la tierra 3D más pequeño aplicando Nanotecnología Crean el mapa de la tierra 3D más pequeño aplicando Nanotecnología Científicos de IBM, lograrón tallar el relieve 3D, del mapa completo de la tierra mas pequeño que existe, sus dimensiones son de 22*11 micrómetros y esta compuesto por 500.000 pixel, donde cada pixel tiene un área de 20 nanómetros cuadrados  Electricidad a partir de Nanotubos de Carbono Electricidad a partir de Nanotubos de Carbono Científicos del MIT(Massachusetts Institute of Technology) han descubierto una nueva forma de producir electricidad a partir de nanotubos de Carbono, este descubrimiento lo lograron recubriendo a los nanotubos con una capa de combustible altamente reactivo el cual al descomponerse produce Cambios  Primera Imagen de molécula en la que se visualizan los atomos y enlaces químicos Primera Imagen de molécula en la que se visualizan los atomos y enlaces químicos Científicos pertenecientes al Laboratorio de IBM en Zurich Suiza, han logrado por primera vez obtener imagenes con gran detalle de la estructura de una molécula, en la que es posible apreciar los átomos y sus enlaces químicos. AVANCES EN NANOELECTRÓNICA

35  Televisores basados en Nanotecnología Televisores basados en Nanotecnología Investigadores de la universidad de Houston han desarrollado una nueva técnica para el desarrollo de pantallas de televisores, basada en los principios de la nanotecnología, estas pantallas denominadas FED (Field Emision Display) remplazarán a los conocidos LCD.  Nanoelectrónica dentro de células vivas Nanoelectrónica dentro de células vivas La continua disminución del tamaño de los componentes electrónicos, sumado a los avances de la nanotecnología, ha hecho posible que los científicos del Instituto de Microelectrónica de Barcelona IMB-CNM (CSIC) coloquen sensores de silicio dentro de células vivas. Este logro sin precedentes permitirá avances insospechados en la detección y monitorización de eventos a nivel celular, permitiendo la detección precoz de enfermedades y proporcionando nuevos mecanismos de reparación celular.

36 En 2020 podríamos encajar unos 2,500 transistores en una célula viva típica. Una célula humana típica tiene un tamaño de alrededor de 10 micrómetros cuadrados. Esto significa que cientos de transistores pueden colocarse en el interior de una sola célula. Si el ritmo actual de miniaturización continúa, en 2020 podríamos encajar unos 2,500 transistores – el equivalente a los microprocesadores de la primera generación- en el interior de una célula viva típica. José Antonio Plaza, uno de los investigadores del Departamento de micro y nanosistemas del CSIC, dice que “los elementos microelectrónicos disponibles en la actualidad nos permiten fabricar complejas estructuras tridimensionales, como sensores y actuadores. Estos elementos, mucho más pequeños que las células, pueden ser producidos en masa con una precisión nanométrica a muy bajo costo.”

37 Los chips permitirán la administración de medicamentos de forma eficaz. A lo largo de sus experimentos, el equipo español ha fabricado diferentes lotes de chips de silicio policristalino, unos pequeños paralelepípedos con dimensiones laterales de 1,5-3μm y un espesor de 0,5 micras, que se colocaron dentro de las células humanas vivas. Patricia Vázquez y Teresa Suárez, las biólogas del equipo, explican que “usamos la técnica de lipofección (la encapsulación de los materiales en una vesícula llamada liposoma) para introducir los chips.” Después de insertar los chips en las células vivas, encontraron que más del 90% de las células a las que se les habían implantado los sensores seguían “vivas y viables” siete días después de la lipofección. El equipo español prevé que "en el futuro cercano, los chips intracelulares permitirán -a nivel de células individuales y en vivo- el seguimiento de los eventos celulares, así como la administración de medicamentos de forma eficaz directamente dentro de las células. Lo que el equipo de Plaza ha hecho es sólo dar un primer paso hacia la integración del silicio dentro de las células. ¿Cómo van a interactuar en el futuro estos dispositivos con células vivas? “No lo sabemos con exatitud”, dice Plaza, “pero será algo nuevo y fascinante.”

38 DISPOSITIVOS NANOELECTRÓNICOS  Radios Se han desarrollado nano radios basados en nanotubos de carbón.  Computadores La nanoelectrónica promete ayudar a crear CPUs más potentes que los que puedan fabricarse con técnicas de fabricación de circuitos integrados convencionales. Actualmente se están investigando una seria de posibilidades incluyendo nuevas formas de nano litografía, así como el uso de nanomateriales tales como nano hilos o pequeñas moléculas, en lugar de los tradicionales componentes detecnología CMOS. Los transistores de efecto campo han hecho uso de ambos, semiconductores de nanotubos de carbón y semiconductores de nano hilos heteroestructurados.  Producción energética Se esta investigando la posibilidad de usar nanocables y otros materiales a nanoescala con la esperanza de crear células solares más baratas y eficientes que las que son posibles con células solares planas de silicio. Se da por hecho que un tecnología solar más eficiente seria de gran importancia para satisfacer las necesidades globales de energía. también se esta investigando la producción energética para dispositivos que operarían in vivo, denominados bio-nano generadores.  Diagnosis médica Hay un enorme interés en crear dispositivos nanoeléctricos que puedan detectar concentraciones de biomoleculas en tiempo real para su uso en la diagnosis medica, es por ello por lo que surge el concepto de nanomedicina. Una línea paralela de investigación persigue la creación de dispositivos nanoelectrónicos que puedan interactuar con células individuales para su uso en la investigación biológica básica. A estos dispositivos se les denomina nanosensores. Una miniturización a esta escala respecto a sensores proteomicos 'in vivo permitiría nuevos avances en el seguimiento de la salud y en tecnologías militares y de vigilancia.

39 GRACIAS