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NanotecnologíaDe regreso a un mundo unificado
Ing. Marcelo Semeria
CIITI 2008 Buenos Aires
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Que es Nanotecnología?
Trata sobre estructura de la materia con dimensiones del orden de la milmillonésima parte del metro.
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10-3
10-6
10-9
103
106
109
1012
10-12
METROUnidad cercana
a laexperiencia humana
RELATIVIDAD GENERAL
MECANICA CUANTICA
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Objetivo final de la ciencia
Proporcionar una única teoría que describa correctamente TODO el universo
Se cuenta con cierto numero de teorías parciales que predicen cierta clase restringidas de observaciones.
Si todo en el Universo depende fuertemente de todo el resto,nunca llegaremos a una solución estudiando partes aisladas
PROBLEMA
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Naturaleza Interdisciplinaria
Campo muy extenso, ampliamente interdisciplinario y de rápido cambio Ciencia de materiales Óptica Física Ciencias Médico - Biológicas
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Por que interesa ?
Al cambiar el tamaño de las partículas cambian sus propiedades respecto de los sistemas voluminosos
Tamaño menor que la longitudcritica que caracterizan a muchos
fenómenos
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Que nos interesa ?
Productos que afecten en forma directa la vida del hombre Procedimientos que tengan influencia en mejora de los productos
Aplicaciones que permitan procedimientos novedosos
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Como se logra una nano particula? 1
De abajo hacia arriba
A Nanoestructuras
Ej. biológico: Enzimas ensamblan monoacidospara lograr tejidos vivo
Colectar y consolidar
De Átomos individuales
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De arriba hacia abajo
Como se logra una nano partícula? 2
Reducción gradualde dimensiones
Ej.: Técnica de litografía
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Reducción de dimensiones
Pozo cuántico: Si se reduce solo una dimensión de las tres
Alambre cuántico : Si se reducen dos dimensiones de las tres
Punto cuántico : Si se reducen las tres dimensiones
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Atomos de superficie y de volumen
Al disminuir la dimensión aumenta la proporción de átomos de superficie
Estructura Tamaño Cantidad de e-Pozo 10nm grosor 10000 m-2
Alambre 10 x 10 nm 10 m-1
Punto 10 nm x lado 10
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Ejemplo de Nanoparticulas
Molécula hemo ( incorporada a la hemoglobina de la sangre humana ) contiene 75 átomos
Nanotubos de carbono. Metálicos o semiconductores según el diámetro
Partículas generadas por Trafico Volcanes Polen de plantas
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Antecedentes Históricos
Siglo IV ACVidrieros Romanos trabajaban con cristales que contenían metales
nanométricos
Copa de LicurgoContiene nanopartículas de oro y plata
FotografíaNanopartículas de plata sensibles a la luz
Actualmente el 0.1% de los productosmanufacturados incorporan Nanotecnología
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Hitos
There is plenty of room at the bottom Feynman - Conferencia 1959
1970 IBM + Bell logran el primer pozo cuántico.
1996 Estudio de tendencias sobre investigación y desarrollo en nanociencias
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Diferencia Fundamental
Ciencias tradicionalesCiencias tradicionales Tratan con átomos y moléculas en su conjunto
NanoCienciasNanoCiencias Tratan átomos y moléculas en forma discriminada
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Aplicaciones Materiales
Mas resistentes y con características particulares
ElectrónicaMiniaturización de componentes
MedicinaHerramientas directa de control de enfermedades
EnergíaMas económica y menos contaminante
Las primeras aplicaciones se esperan enHigiene y Comunicaciones
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Materiales Biologicos
Muchos materiales biologicos pueden clasificarse como Nanoestructuras. BacteriasBacterias: 1 a 100 μm VirusVirus: 10 a 200 nm ProteinasProteinas: 4 a 50 nm
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AutoensamblajeCosas grandes a partir de cosas pequeñas
Los aminoácidos se adicionan en un lugar definido por el ARN en secuencia prescripta formando una cadena polipeptídica que eventualmente se convierte en proteína.
Existe un equivalente a este autoensamblaje
en las nanociencias
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Nanotecnología en Medicina
Permite “apuntar” a las células dañadas en forma mas precisa que los métodos quirúrgicos actuales.
Permite examinar con gran detalle Potencialidad de organismos artificiales a nivel
celular.
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Biosensores y
dispositivos Bioelectrónicos
Posibilidad de comunicar la actividad biológica de las moléculas al mundo exterior
Uso de nanotubos
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Aplicación
Provisión de oxigeno ante escaso flujo sanguíneo. Esfera de 100nm con oxigeno a presión “Camuflaje” para evitar respuesta del sistema
inmune Varias horas de provisión de oxigeno Recuperación celular ante el daño producido
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Cadena de Valor
Aplicaciones Aplicaciones TecnologicasTecnologicas IndustriaIndustria MercadoMercadoI + DI + D
Cientificos Ingenieros Empresarios Consumidores
Universidad Empresas Sociedad
GobiernoGobierno
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Que esperarActualmente : Investigacion y primeras aplicaciones5 Anos: Aplicaciones industrializadas10 Anos: Consolidacion como industria
Cruce
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Inversion Privada
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Publicaciones por pais (%)
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Que estamos haciendo en la UAIUAI
Formación de grupo interdisciplinario de base.
Crear masa critica de conocimiento del tema.
Asesorar en los pasos iniciales a investigares interesados.
Dar un enfoque integrador a proyectos en ejecución.
Formación de grupo interdisciplinario de base.
Crear masa critica de conocimiento del tema.
Asesorar en los pasos iniciales a investigares interesados.
Dar un enfoque integrador a proyectos en ejecución.
