NANOTECNOLOGIA Para entender este tema

NANOTECNOLOGIA
Para entender este tema es necesario pasar por una serie de significados desde
evolución estelar hasta el espectro electromagnético.
Comenzando con evolución estelar encontramos en el Universo Nubes moleculares
gigantes compuestas de gas y polvo, las cuales comienzan a colapsar puede ser por una
onda de choque de una supernova o por la gravedad intensa generada en los brazos de
las galaxias generándose las protoestrellas.
Luego entran a una etapa llamada secuencia principal donde se da la fusión de hidrógeno
en el núcleo y se genera un equilibrio entre la presión y la gravedad llamado Equilibrio
Hidrostático, cuando la etapa de la secuencia principal llega a su fin en el núcleo de la
estrella todo el Hidrógeno se ha convertido en Helio en este momento la gravedad y el
núcleo se contrae y aumenta la cantidad de Helio en el núcleo, se genera una expansión
de la estrella y aumenta su luminosidad, luego se genera la fase de estrella de Gigante
Roja en donde para una estrella masiva se genera un aumento de temperatura y se inicia
la fusión de Helio y el núcleo inicia de nuevo su colapso en donde con temperatura y
densidad adecuada se inicia la fusión en capas de elementos mas pesados como el
Carbono, el Oxigeno y el Silicio etapa conocida como nucleosíntesis estelar.
En la Evolución estelar encontramos varias etapas para estrellas de masa pequeña es
decir que son menores a 5 masas solares y las de masa grande es decir con masas
mayores a 5
masas solares, en las primeras tenemos las siguientes etapas:
Nebulosa, Protoestrellas, Estrella de la secuencia principal, Gigante Roja, Nebulosa
Planetaria con enana blanca luego enana blanca que es el remanente del núcleo de la
Nebulosa Planetaria y tienen una masa menor a 1.4 masas solares hasta enana negra.
Para las estrellas de masa grande encontramos las siguientes etapas:
Nebulosa, Protoestrellas, Estrella de la secuencia principal, Supergigante, Supernova,
Estrella de Neutrones cuando la masa se encuentra entre 1.4 y 3 masas solares o en
Agujero Negro cuando la masa es mayor a 3 masas solares.
Es importante mencionar que una Galaxia es una gigantesca agrupación de estrellas gas
y polvo en los cuales gran parte de la materia visible se concentra en el Universo;
formando parte de una Galaxia existen subestructuras como nebulosas , cúmulos
estelares y los sistemas estelares múltiples, las nebulosas que es la subestructura que en
este tema tiene mas impacto se forman cuando una estrella como nuestro Sol se despoja
de una parte de su masa formando un anillo gaseoso que rodea el remanente estelar que
lo hace brillar.
Las Nebulosas Planetarias surgen cuando una estrella del tamaño de nuestro Sol se
despoja de una parte significativa de su masa después de haber agotado su combustible
nuclear formando un anillo gaseoso que rodea el remanente estelar que lo hace brillar. los
últimos avances en este campo han revelado que las nebulosas planetarias pueden
emplearse como indicadores de distancia para medir el universo cercano e, incluso,
podrían rastrear uno de los grandes enigmas de la astrofísica: la materia oscura, esa
materia del universo –de hipotética existencia y composición desconocida- que el ser
humano es incapaz de ver con los medios técnicos actuales, ya que no emite o no refleja
suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente. En la actualidad,
su existencia sólo se puede sugerir a partir de los efectos que causa en la materia que sí
es visible.
En cuanto al espectro electromagnético este nos muestra los diferentes tipos de radiación
pero sobre la superficie de la Tierra solo se pueden detectar las radiaciones visible y
radio.
Entrando en materia los Fullerenos fueron descubiertos en 1985 por el Dr. Harold Kroto
de la Universidad de Sussex y por Richard Smalley de la Uiversidad de Rice et al., los
cuales ganaron el Premio Nobel de Quimica en 1996, ellos se encontraban estudiando los
mecanismos por los cuales son formadas largas cadenas de moleculas de Carbono en el
espacio interestelar. El hallazgo casual del Fullereno se produjo al irradiar un disco de
grafito con un láser y mezclar el vapor de Carbono resultante mediante una corriente de
helio. Cuando se examinó el residuo cristalizado, se encontraron moléculas constituidas
por 60 átomos de carbono. Se sugirió un icosaedro un polígono con 60 vértices y 32
caras, de las cuales 12 son pentagonales y 20 hexagonales estas moléculas son la
tercera forma mas estable del Carbono , intuyendo que estas moléculas tenían una forma
semejante a la cúpula geodésica construida con motivo de una exposición universal en
Montreal en 1967 por el arquitecto Richard Buckminster Fuller fueron nombrados como
Buckminsterfuller o mas conocidos como Fullerenos.
Gracias al telescopio Spitzer el cual consiste en un observatorio espacial infrarrojo
enfriado criogénicamente consiste en un Telescopio de 0,85m con tres instrumentos
científicos enfriados criogénicamente capaces de tomar imágenes y espectros de 3um a
180um y el cual fue lanzado en Agosto de 2003, fueron detectados los Fulerenos en mayo
de 2010 en la Nebulosa Planetaria Tc1 de la Pequeña Nube de Magallanes la cual es una
Galaxia enana quese encuentra a 210.000 años luz en la Constelacion de Tucana.
Han sido detectados acompañados de grandes cantidades de Hidrógeno, estas moléculas
han sido detectadas alrededor de estrellas comunes como nuestro Sol hacia el final de
sus vidas y también han sido detectados en meteoritos como es el caso del cráter
meteórico de Sudbury en Ontario utilizando la técnica de fulleritas la forma cristalizada de
los fulerenos Becker obtuvo el característico color púrpura que producen estas al
disolverse en Tolueno.
En agosto del 2011 se realizó otro descubrimiento y fue la posible detección de grafenos
en una Nebulosa Planetaria de la Nube de Magallanes el Grafeno es fuerte flexible e
impermeable y tiene propiedades fotónicas.
Tanto los fullerenos como los grafenos actualmente son la base de la Nanotecnología la
cuál 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 también ha sido
gracias a Richard Feynman premio nobel de Física en 1965 el cual propuso fabricar
productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas.
La caracterización de las nanopartículas se puede hacer por Microscopía Electrónica de
Transmisión, Microscopia de Superficie, Espectroscopia IR o Espectroscopia
Fotoelectrónica de rayos.
Los fullerenos actualmente tienen aplicaciones en materiales superconductores, medicina
para detección de cáncer, purificación de agua, biosensores, ropa resistente y
antimicrobiana, cosmética y lociones solares, dentro de 40 años Japón dispondrá de un
ascensor espacial, una estructura de unos 36000Km de alto por el que se podrán enviar
productos y astronautas al espacio, construido mediante la unión de casi 100000Km de
nanotubos de carbono, el ascensor espacial fue propuesto por el ingeniero ruso Yuri
Artsutanov la empresa Obayashi
.
Y las restricciones de uso de las nanopartículas es que aún no hay suficiente
investigación para conocer las implicaciones biológicas de la nanoindustria.
No existe aún regulación internacional sobre la producción y uso de los nanomateriales
ELABORADO POR:
Dilia Ingrid González Quecán
Química Farmacéutica
U.Nacional de Colombia
Bogotá, Septiembre de 2012
BIBLIOGRAFIA
Astronomia para todos. Portilla José Gregorio, Universidad Nacional de Colombia, 2ª
Edición 2001.
http://www.iac.es/proyectos.php?op1=40&id=69 Instituto de Astrofisica Canarias
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Nature 318 (No. 6042), 162-163 (1985)
Detection of C60and C70 in a young Planetary nebula, Jan Cami, Jeronimo Bernard
Salas,Science, 3 Sep 2010, Vol. 239
The Formation of Fullerenes: Clues from new C60, C70, and (Possible)Planar C24, D.A
García Hernández et al.,The Astrophysical Journal Letters , Ago 2011, 737:L30
Fullerenes in the 1.85-billion-year-old Sudbury impact structure.L Becker, JL Bada, Re
Winans, JE Hunt, TE Bunch and BM, Science 29 July 1994: Vol. 265 no. 5172 pp. 642645
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http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm
http://www.eweekeurope.es/noticias/el-grafeno-podria-multiplicar-por-cien-la-velocidadactualde-internet-14541