Seminario Nanociencia para Estado Sólido 7

Química
Tema 1de Física y Química del Estado Sólido
Grupo de III.
Excelencia
Nanociencia y nanotecnología:
dos razones que cambiarán el mundo
Dra. María Luz Rodríguez Méndez
Escuela de Ingenierías Industriales
Universidad de Valladolid
E-mail: [email protected]
Índice
Nanociencia y nanotecnología
El camino hacia lo “nano”
Aplicaciones a corto, medio y largo plazo
Implicaciones éticas
¿Qué es un nanometro?
1 nm=10-9 m
Un hombre de 2
metros: 2 mil
millones de nm
Cabeza de alfiler
de 1 mm: 106 nm
Celula: 1.000 nm
Separación entre
hebras de ADN:2 nm
Nanociencia y Nanotecnología
Nanociencia: disciplina dedicada a obtener, manipular y estudiar
propiedades de materiales en los que al menos una dimensión
tiene un rango menor que 100 nm
Nanotecnología: desarrollo de máquinas, productos o procesos,
basados en componentes de escala de nanometros
Desarrollo paralelo
Ciencia
Nanotecnología
Pluridisciplinares
¿Es nuevo lo nano?
Desde la antigüedad se ha trabajado con objetos pequeños
o con átomos
Vidrieras de la catedral de Colonia (Alemania) (S XIII) están
coloreadas con nanopartículas (rojo Au; amarillo Ag, etc.)
Nueva ciencia y tecnología
Nuevo: Control en la manipulación
Richard Feynman: 1960 padre de la idea (no del
nombre)
-
¿ Qué ocurriría si pudiésemos colocar los átomos uno
por uno de la manera que nos interesara? (R.P.
Feynman 1960)
-
Toda la información recogida en los últimos siglos
cabrá en un cubo del tamaño de la cabeza de un
alfiler
El término “nanotecnología” fue acuñado por Norio
Taniguchi (Tokio Science University) en 1974
Índice
Nanociencia y nanotecnología
El camino hacia lo “nano”
Miniaturización
Nuevas propiedades
Nuevas técnicas de síntesis Química
Imitar a la naturaleza
Nuevos microscopios
Aplicaciones a corto, medio y largo plazo
Implicaciones éticas
El camino hacia lo nano: Miniaturización
El transistor es el paradigma más claro de cómo la ciencia y la tecnología
avanzan conjuntamente
Ley de Moore:
Número de transistores integrados en un chip se dobla cada 18 meses
Ej. Pentium D (2005): sus chips tenían entre 90 y 65 nm
En 2007 tenían 45 nm
En 2011 Intel puede hacer pistas de 11 nm
Circuitos Integrados
“Si la General Motors se hubiera desarrollado tecnológicamente como la
industria de la informática en los últimos diez años, ahora deberíamos poder
conducir automóviles que correrían a una velocidad máxima de 160.000
Km/h, pesarían menos de 14 kg y
podrían recorrer una distancia de 1.000 km con un solo litro de gasolina.
Además, su precio sería de 25 dólares”. Bill Gates (2002)
El camino hacia lo nano: Lo nano es
diferente
El tamaño tan pequeño da lugar a nuevas propiedades
Alta relación superficie/volumen
Se producen fenómenos cuánticos nuevos producidos por el
confinamiento de electrones y huecos en el material
Propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas, electrónicas, etc. Son muy
distintas a las de el material en forma macroscópica
Aplicaciones prometedoras en óptica, electrónica, termoelectricidad,
almacenamiento magnético, MEMS (Sistemas nano-electro-mecánicos),
etc.
Propiedades que dependen del tamaño
Propiedades ópticas: Efecto del tamaño en el color del Au
Propiedades que dependen del tamaño
Efecto del tamaño en el color de suspensiones de Ag
Propiedades que dependen del tamaño
Quantum dots (puntos cuánticos)
Un quantum dot
movimiento de los
banda de valencia,
huecos de valencia)
espectro de energía
es una estructura de un semiconductor que confina el
electrones de la banda de conducción, los huecos de la
o excitones (pares ligados de electrones de conduccion y
en las 3 direcciones del espacio. El confinamiento da lugar a
discreto
Cuando un punto cuantico se excita, emite luz. La energía e intensidad de la luz
emitida será mayor cuanto menor sea el dot. Por eso, estos pequeños dots
semiconductores son la puerta a una enorme variedad de aplicaciones y
tecnologías.
Fluorescencia inducida por la exposición a la luz UV de viales con quantum dots de
CdSe de diversos tamaños
El camino hacia lo nano: Nuevas técnicas
químicas de obtención
Nuevas estructuras nanométricas con nuevas
propiedades químicas
Nuevas técnicas de preparación
Ej: Autoensamblado, química supramolecular
Tipos de nanoestructuras
Dimensión 0:
Asociaciones supramoleculares
nanopartículas, nanocristales,
nanoclusters
Otras nanopartículas: Fullerenos,
tetrápodos, dendrímeros
Nanoparticulas
Fullerenos
Dendrímero
Tetrápodo
Dimensión 1:
nanohilos y nanotubos
Dimensión 2:
Nanotubos de C
Nanohilos de GaAs
Grafeno
Redes bidimensionales de
nanopartículas,
Superficies y películas
Dimensión 3:
Sólidos nanoporosos
Superredes, composites
Monocapa de material organico
grafeno
Succinato de niquel, nanoporoso
Nanoestructuras basadas en carbono
Carbono en forma de grafito y diamante se conoce desde la antigüedad
En 1985 trabajos a condiciones extremas de P y T dan lugar a la formación de
una nueva forma alotrópica de C
C60 con forma de balón de fútbol: (Buckminster Fullerene)
En 1991 se descubrieron los nanotubos de carbono
Como una hoja de grafito plegada
Buena conductividad, propiedades electroquímicas y adsorción de gases, resistencia
mecánica mayor que la del acero
Grafeno: el material milagro
Grafino: el nuevo invitado
Otros: nano-onions, nano-horns, peapods….
Obtención de nanoestructuras
Obtención Top-down: fabricar
Se basa en la obtención de nanoestructuras a partir de un
precursor de tamaño superior.
Obtención Bottom-up: sintetizar
Se basa en la obtención de nanoestructuras a partir de un
precursor de tamaño inferior.
Esto es lo que los últimos 10 años ha hecho que la
nanotecnologia sea muy excitante
Top-Down
Bottom-Up
Grande
Pequeño
Método Top-down
Preparación de estructuras mediante
Top-down
Preparación de nanopartículas
Formación de nanopartículas a través de abrasión mecánica (de alta energía) o molienda
(ball-milling)
Sonicación
Se utiliza para obtener grandes volúmenes del material para aplicaciones industriales.
Pirólisis mediante llama o plasma (spray pirolysis)
Preparación de dispositivos: Nanolitografía (e-beam o ion-beam
nanolithography)
Método bottom-up
Precursores (“ladrillos” o “building-blocks”), se unen y crecen
Ultimos 10 años ha hecho que la nanotecnologia sea muy excitante
Top-Down
Bottom-Up
Grande
Pequeño
Estos bloques pueden ser útiles por sí mismos o unidos a
otros bloques capaces de llevar a cabo una cierta función
Búsqueda de métodos para que los ladrillos se unan unos a
otros sin necesidad de ponerlos de “uno en uno”
Síntesis coloidal: Nanopartículas
Condensación de átomos o moléculas en fase gaseosa o en
disolución.
El uso de disoluciones es más frecuente
Las nanopartículas quedan “flotando” formando coloides
Se usa para preparar nanopartículas a gran escala y no es caro
Ej: Au3++ acido citrico (reductor)
Au(np)
Tamaño depende de las condiciones de preparación
Química supramolecular
Area de la química que se basa en las interacciones
no covalentes de las moléculas
Interacciones débiles (y reversibles)
La naturaleza las utiliza de forma habitual
Muchas interacciones débiles son fuertes y modulables
Interacciones no covalentes incluyen
Metal-ligando
Fuerzas de Van del Waals
Interacciones pi-pi
Efectos electrostáticos
Puente hidrógeno
Organización molecular da lugar a estructuras con
propiedades diferentes a las de los componentes
individuales
Química supramolecular
Existe reconocimiento molecular
Fundamental para comprender muchos sistemas biológicos
Ha permitido desarrollar sistemas químicos altamente
complejos
Química supramolecular: Ejemplos
De la química supramolecular al self assembly
Self-assembly va mas allá de la preorganización de los sistemas
supramoleculares
Así, el autoensamblaje implica la asociación espontánea entre
varias especies para formar un agregado de mayor tamaño y,
generalmente, de una arquitectura más compleja.
Estructura jerarquica.
Cada nivel tiene propiedades diferentes
•
Las moléculas básicas se unen para
formar estructuras más complejas.
Según su composición química (sin
F izda., con F, dcha) el resultado
final es diferente
Preparación de películas
Chemical Vapor Deposition (CVD), Physical Vapor deposition (PVD)…
Pelíclas autoensambladas (SAM)
Una monocapa autoensamblada (SAM) es una monocapa de moléculas altamente ordenadas
y con un empaquetamiento compacto, depositadas sobre una superficie (Au, silicatos,
polímeros, etc.)
Películas de Langmuir-Blodgett
Monocapas ordenadas y homogéneas que se depositan desde una monocapa preparada en
una subfase acuosa
El camino hacia lo nano: Imitación de la
naturaleza
Sistemas biológicos tienen estructuras nanométricas complejas
con funciones superiores
Biominerales (conchas, huesos, etc)
ADN, proteinas
Células …
Imitar a la naturaleza (biomimetica)
Izda. : estructura molecular del ADN
Centro: superestructura del ADN
Dcha.: Virus del mosaico del tabaco .
El Camino hacia lo nano:
Nuevos microscopios
Nuevas Técnicas de caracterización
Microscopios electrónicos
Microscópio eletrónico de barrido (SEM)
Scanning Electronic microscope
Microscopio electrónico de transmisión (TEM)
Transmission Electron microscope
Microscopios de campo próximo
Permiten visualizar en tres dimensiones estructuras
nanométricas
Microscopio de efecto túnel (STM)
Scanning Tunneling Microscope
Microscopio de fueraa atómica (AFM)
Atomic Force Microscope
Caracterización mediante Microscopía
electrónica de transmisión (TEM)
• En condiciones optimas de trabajo se tienen una
magnificación de 1.000.000x.
• Se pueden diferenciar posiciones separadas 0.3 nm.
Microscopio de efecto túnel STM
P: Corriente túnel que se establece
entre dos conductores.
JT≈
1
exp(-z)
z
Donde.
Z: distancia punta-muestra
Grafito
Película de un
polimero
conductor
Microscopio AFM: Medida de la flexión del
vástago
SAM de un alquiltiol
Spin-coated polystyrene
nanospheres on silicon
wafer, viewed by an Atomic
Force Microscopy.
STM y AFM: “Escribir” con átomos
AFM: Dip pen nanolithography
STM Nanoescritura: Xe sobre Ni (111)
Índice
Nanociencia y nanotecnología
El camino hacia lo “nano”
Miniaturización
Nuevas propiedades
Nuevas técnicas de síntesis Química
Imitar a la naturaleza
Nuevos microscopios
Aplicaciones a corto, medio y largo plazo
Implicaciones éticas
Aplicaciones actuales. Industria
nanotecnológica
Un informe de 2008 del “Project on Emerging
Nanotechnologies” estimó que había aprox. 800
productos manufacturados comerciales
El mercado aumentaba en 3–4 por semana
La mayor parte de aplicaciones se limitan al uso de
materiales pasivos de “primera generación” como
nanopartículas, nanotubos o nanohilos
Lograr otras aplicaciones industriales de nanomateriales que
requieran manipulación real o estructurar los componentes a
nivel nanométrico requerirá más investigación.
Fundación Fantom: estado de la industria nanotecnológica en España
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/analysis_draft/
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/
http://www.americanelements.com/nanotech.htm
Aplicaciones actuales
Cosmética:
Nanopartículas para cremas de protección solar
Cremas antienvejecimiento (liposomas)
Catalizadores:
Quimica selectiva menos contaminante
Medicina
Medicamentos más eficientes
Recubrimientos y pinturas
Nanopartículas de oxido de Zn recubrimientos superficiales,
pinturas y barnices para muebles exteriores
Otras aplicaciones
Nanopartículas de Ag para empaquetamiento de alimentos;
desinfectantes y productos del hogar
Alimentos en forma de nanoparticula para mejorar la
adsorción
Protectores solares con nanopartículas
Las nanopartículas de ZnO y TiO2 se dispersan en la crema y protegen
frente a los rayos UVA (quemaduras y envejecimiento)
Actúan como pequeños espejos que reflejan los rayos del sol
Su protección es más efectiva que la de los bloqueantes tradicionales
No provocan alergias
Imagen SEM de nanopartículas
utilizadas en filtros solares
Nanopartículas como catalizadores
Catalizadores son caros y deben ser usado con
eficiencia.
Nanoestructuras aumentan la superficie de contacto
Las nanoparticulas o las zeolitas se impregnan sobre
estructuras porosas para aumentar la superficie de
contacto
Nanoparticulas de Pt sobre una superficie
porosa
Zeolitas depositadas sobre una malla de hilos
de tántalo
Nanoparticulas en medicina y salud
Test de embarazo usan AuNP
(<50nm) recubiertas de un
anticuerpo complementario con la
hormona del embarazo. En caso
de embarazo hay agregación y
cambio de color.
Nanopartículas de hidróxido de Al
como antiácido (Alu-Cap, Aludrox o
Pepsamar).
Nanopartículas de Ag como bactericidas
Pinturas y Recubrimientos
Pinturas y recubrimientos se extienden mejor
y disminuye la cantidad usada
Mejoras:
AgNP para obtener pinturas bactericidas
Protección frente a corrosion
Aplicaciones a corto-medio plazo
Adhesivos nanoestructurados
Drug-delivery
Diagnóstico por imagen
Modificación de superficies
Tinta electrónica
Sensores
Adhesivos tipo gecko
Los lagartos Gecko tienen en sus patas una
estructura jerárquica formada por fibras de proteína
(beta queratina)
Tienen fuerzas de adhesion grandes
En cualquier tipo de superficie
Humedas o secas
Adhesion y despega
Se intenta imitar estas estructuras
Adhesivos tipo gecko basados en
nanotubos de C
Nanotubos de carbono ( 8 nm diametro) alineados
verticalmente actuan como adhesivos tipo gecko.
Adhieren vidrio
Adhesivos tipo gecko de poliuretano
Película de poliuretano nanoestructurado mediante selfassembly
“ventosas” en la parte superior
Se consiguen fuerzas adhesivas muy superiores a los
adhesivos de poliuretano habituales
Targeted Drug delivery
La liberación de fármacos se puede mejorar utilizando
nanopartículas que encapsulen los fármacos
Liposomas o polímeros biodegradables
Dirigidos a un punto concreto, donde se anclan y se
liberan los principios activos
Problemas drug-delivery
Problemas de toxicidad
Dificultad de atravesar barreras biológicas
Pocos polímeros han llegado a aplicaciones reales
Nanoparticulas en diagnóstico y
tratamiento
Nanoparticulas magnéticas pueden dirigirse dentro
del cuerpo para diagnostico o para tratamiento
Modificación de superficies
Es posible cambiar
a hidrofobicidad de
una superficie,
recubiendola de una
película
nanoestructurada
• El ejemplo clásico es una
superficie de Au recubierta
con una monocapa de un
alcanotiol
• al exponer grupos –CH3 hacia
el exterior aumenta de
manera significativa su
hidrofobicidad.
En la superficie
hidrofóbica (izquierda)
la gota de agua se
recoge sobre sí misma,
intentando minimizar el
contacto
Modificación de superfcies
Tejidos recubiertos de materiales anfifilicos autoorganizados
se recubren de unos “nanopelos” con la parte hidrofobica hacia
el exterior
Tejidos que repelen el agua y no se manchan
Tinta electrónica
Papel electrónico:
Utiliza nanoparticulas conductoras (Ag, nanotubos,
grafeno…) para hacer pistas conductoras en
sustratos flexibles (plásticos)
Se pueden construir pantallas de TV o periódicos
flexibles
Buckypaper
"buckypaper.“: un agregado macroscópico de nanotubos de carbono
Extremadamente ligero (10 veces mas ligero que el acero) y potencialmente 500 veces
más fuerte (cuando las láminas se apilan para formar un composite)
Conductividad térmica muy alta (de las más altas conocidas)
Conductor electrico
Flexible como el papel
Carísimo
Aplicaciones aeroespaciales, ….
Nanoestructuras y sensores
Materiales
sensibilidad
químicos:
nanoestructurados
aumentan
la
y reproducibilidad de los sensores
Aumento de la superficie de contacto
Aumento sensibilidad
Mejora en la especificidad
Sensor fabrication using the LB technique
Amphiphlic: Arachidic acid:
Enzymes: Tyrosinase or Laccase:
Electron mediator: Lutetium Bisphthalocyanine
Langmuir film of surfactan and mediator
Adsorption
Enzyme
Modified ITO electrodes
covered with mixed LangmuirBlodgett films ⇒ biosensor
Mixed Langmuir film
LB technique
Aplicaciones futuras
Materiales con propiedades mecánicas
mejoradas
Nanoelectrónica y electrónica molecular
Máquinas moleculares. Nanorobots
Almacenamiento de hidrógeno
Neuro electrónica
Propiedades mecánicas; Nanotubos de
carbono
Nanotubos de carbono tiene muy buenas propiedades mecánicas
Material
Young's
Modulus
(TPa)
Tensile
strength
(GPa)
Elongation
at break
(%)
SWNT
~1 (from 1 to
5)
13–53E
MWNT
0.8–0.9E
11–150E
Stainless
Steel
~0.2
~0.65–3
15–50
Kevlar
~0.15
~3.5
~2
KevlarT
0.25
29.6
16
Cuando sea posible ordenar los nanotubos, se obtendrá un
material con propiedades mecánicas muy superiores al acero
Ascensor a la estación espacial
Electrónica molecular
Transistor de nanotubo de carbono
Single molecule transistor
Tecnología a nivel de laboratorio. Se
fabrican de uno en uno
Actualmente no es posible producción
industrial
Pilas de combustible
Utilización de nanotubos de carbono:
Adsorben hidrógeno. Son estables y ligeros
Diseño de nuevos materiales nanoestructurados como
electrodos y como membrana intercambiadora
Aumento de la superficie de contacto (eficiencia)
Motores moleculares
O
O
O
O
O
Si
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Si
O
O
O
O
O
Si
O
O
O
O
O
O
Si
Motores moleculares
“Engines of creation”. E. Drexler (1986): ww.e-drexler.com
Nanorobots
Estas pequeñas partes (engranajes, ejes, etc.) darán
lugar en un futuro (aun lejano) a la construcción de
nanorobots
Aplicaciones en medicina: nanorobots que viajan por el
cuerpo para reparar tejidos dañados o recoger información
Eliminar piedras riñón
Eliminar células cancerosas
Análisis in situ
Otras aplicaciones
Acceso a lugares inaccesibles (tuberías, derrumbamientos…)
Sistemas híbridos neuro-electrónicos
Combinar neuronas con
circuitos microelectrónicos:
Neurona de rata sobre un chip
semiconductor permite que
circule la corriente eléctrica
Informe UE en 2012
En el 2015, el mercado mundial de la
nanotecnología será de 3 trillones de Euros en un
amplio rango de sectores (industria química,
farmaceutica, aeroespacial, electrónica, materiales
etc.).
En el 2025, la nanotecnología será una industria
madura, aunque aún en crecimiento, con
incontables productos en diferentes sectores.
Índice
Nanociencia y nanotecnología
El camino hacia lo “nano”
Miniaturización
Nuevas propiedades
Imitar a la naturaleza
Nuevas técnicas de síntesis Química
Nuevos microscopios
Aplicaciones a corto, medio y largo plazo
Implicaciones éticas
Peligros potenciales futuros
El Center for Responsible Nanotechnology (USA) a identificado
potenciales riesgos relacionados con el uso de la nanotecnología
Seguridad
Armas de destrucción masiva indetectables que se pueden accionar de
manera remota
Armas nucleares de cuarta generación
Todos los países con programa nuclear investigan en ello
Líderes: Laboratorio Sandia (USA)
Armas biológicas
Nanorobots basados en máquinas moleculares
Peligros para la salud
Exposición incontrolada a nanopartículas
Peligros para el medioambiente
Diseminación de nanopartículas en el medioambiente
Peligros económicos
Nuevos productos fabricados en masa baratos
Riesgos para la salud identificados
Las nanopartículas de Ag que se usan en calcetines para reducir
el olor se liberan al mediambiente con el lavado
aumentan los biomarcadores de inflamación
inducen envejecimiento de la piel
inducen agregación plaquetaria
Ratones que consumen nanoparticulas de TiO2 muestran daños
en el DNA y los cromosomas similares a los observados en
enfermos de cancer, enfermedad coronaria o enfermedades
neurológicas
Algunas formas de nanotubos de carbono podrían ser tan
dañinos como el asbestos si se inhalan en cantidad suficiente
Poco conocimiento
Hay poco conocimiento sobre muchos aspectos:
Qué ocurre con las nanoparticulas una vez que se dispersan en el
medioambiente de forma masiva
No hay vuelta atrás
No hay conocimiento sobre el impacto que tendrá la
nanotecnología en la técnica, el medioambiente y la cultura
cuando haya una convergencia entre la nanociencia con la
biología, la robótica y las neurociencias.
Regulación y medidas a tomar
No
existe
regulación
gubernamental
relacionada con la nanotecnología
P.ej. Se ha solicitado que al menos por el
momento no se adicionen nanopartículas a los
alimentos
En resumen
La nanotecnología traerá numerosos avances y
transformará el mundo. También, como cualquier
nueva tecnología causará algunos problemas, por lo
que habrá que introducirla con precaución.
En cualquier caso.…..
No hay vuelta atrás
Gracias por su atención
¿Preguntas?
Potenciales impactos de la
Nanotecnología
New Materials
Technology
Ex: Stain-resistant
clothes
Health Care
Chemical and
biological sensors,
drugs and delivery
devices
Thin layers of gold are used
in tiny medical devices
Better data storage
and computation
Environment
Carbon nanotubes can be
used for H fuel storage
Clean energy, clean air
Possible entry point for
nanomedical device
Potential Risks of Nanotechnology
Health issues
Nanoparticles could be inhaled, swallowed, absorbed
through skin, or deliberately injected
Could they trigger inflammation and weaken the immune
system? Could they interfere with regulatory mechanisms of
enzymes and proteins?
Environmental issues
Nanoparticles could accumulate in soil, water, plants;
traditional filters are too big to catch them
New risk assessment methods are needed
National and international agencies are beginning to study
the risk; results will lead to new regulations
Informe UE 2012. Que se espera para
2025?
Fuerzas débiles
Van der Waals entre moléculas apolares
Fuerzas débiles entre moléculas polares
Metal-ligando
Technology: A DVD That Could Hold a
Million Movies
• Current CD and DVD media have
storage scale in micrometers
• New nanomedia (made when gold
self-assembles into strips on silicon)
has a storage scale in nanometers
– That is 1,000 times more storage
along each dimension (length, width)…
Source: Images adapted from
http://uw.physics.wisc.edu/~himpsel/nano.ht
ml
…or 1,000,000
times greater
storage density
Evolución de los transistores
Fotografía del primer transistor realizado por W. Shockley, J. Bardeen y W.
Brattain en diciembre de 1947.
www.bellsystemmemorial.com/belllabs_transistor.html
Aplicaciones actuales
Cosmética:
Nanopartículas de ZnO y TiO2 anti UV-Vis para cremas de
protección solar
Cremas antienvejecimiento (liposomas)
Catalizadores:
Quimica selectiva menos contaminante
Nanoparticulas C y oxido de Ce
Zeolitas
Tratamiento médico
Oxidos de Magnesio o Aluminio en forma de nanopartícula,
mejoran la absorción del magnesio
Otras aplicaciones
Nanopartículas de Ag para empaquetamiento de alimentos;
desinfectantes y productos del hogar
Nanopartículas de oxido de Zn recubrimientos superficiales,
pinturas y barnices para muebles exteriores
Alimentos en forma de nanoparticula para mejorar la adsorción
Nanopartículas en diagnóstico
Se utilizan nanopartículas de MgFeO a las que se incorpora yodo
radioactivo como contraste para imágenes duales de PET/MRI
En la imagen PET se observa un contraste muy superior al obtenido
hasta ahora con contrastes tradicionales
Las nanoparticulas se dispersan y se absorben más rápidamente en los
nódulos linfáticos.
Evolución hacia lo nano
TU Delft.
Science 2009
http://youtu.be/2tZVIYQT948
8 micras
10MHz
800 nm de largo
Nanoviolin
Nanotubo de carbono (10 nm de ancho y 800 nm de
largo) sobre dos contactos de Si (Science, Julio 2009)
10MHz
Youtube: nano violin: se oye como suena
Liposomas en cosmética
Cosméticos con liposomas
Vesículas formadas a partir de una bicapa lipídica
Penetran las membranas celulares
Propiedades que dependen del tamaño
Propiedades electrónicas
Principios de la Microscopía Electrónica
Se generan electrones por emisión
termoiónica calentando un filamento de
wolframio (de forma similar a la émisión de
luz por una bombilla) o bien por emisión de
efecto campo (emisión inducida por campos
magnéticos)
Los electrones se aceleran gracias a un
potencial eléctrico y se enfocan mediante
lentes electromagnéticas.
Los electrones secundarios se utilizan para
formar una imagen
Los Rayos X producidos se utilizan para
identificar la composición y abundancia de
ciertos elementos en la muestra.
Imágenes de SEM de nanoestructuras
En condiciones optimas la magnificación puede ser de 180.000x.
Se tiene información sobre el tamaño y la forma de las partículas,
Es posible obtener mapas de distribución atómica utilizando
fluorescencia de rayos X