TRABAJO COLABORATIVO 1

YULEI LORENA MENDEZ DIAZ1033691645

PRESENTADO AORLANDO HARKER

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA A DISTANCIA- UNADFISICA SEMICONDUCTORESGRUPO:299002_43BOGOT2014

QU ES LA SUPERCONDUCTIVIDAD?HISTORIAEL DESCUBRIMIENTO de la superconductividad es uno de los ms sorprendentes de la historia de la ciencia moderna. Est ntimamente ligado con el inters de los fsicos del siglo XIX en licuar todos los gases conocidos en aquel tiempo. Era ya bien sabido que la inmensa mayora de los gases slo podran licuarse a temperaturas muy por debajo de cero grados centgrados. La licuefaccin de los gases permitira estudiar los fenmenos que se presentan en los materiales a temperaturas muy bajas.Un par de aos antes de la guerra de EUA contra Mxico, esto es, en 1845, Michael Faraday de la Royal Institution de Londres pudo, finalmente, perfeccionar una tcnica para licuar gases que 23 aos antes haba encontrado en forma accidental. Sin embargo, esta tcnica no resultaba fcil para la licuefaccin del helio (He), del hidrgeno (H), del oxgeno (O2), del nitrgeno (N2), del metano (CH4), del monxido de carbono (CO), ni del xido ntrico (NO), que eran los nicos gases que faltaban por licuar de todos los que se conocan en aquella poca y, en consecuencia, tampoco el aire haba sido licuado. Sin embargo, para 1867 el francs Luis Cailletet fue el primero en licuar oxgeno (90.2K o -182.96C) y realizar descubrimientos que mostraron la posibilidad de licuar el aire, que a la postre dieron origen al mtodo que permiti licuar de manera sencilla y adecuada el gas helio.En el mismo ao de 1877, y siguiendo un mtodo diferente del de Cailletet, el suizo Raoul Pictet tambin pudo licuar oxgeno. Para 1898, James Dewar de la Royal Institution de Londres pudo licuar hidrgeno, que tiene una temperatura de ebullicin de 20.8K, que corresponde aproximadamente a -252.36C.Fue diez aos despus, en 1908, cuando Heike Kamerlingh Onnes pudo, por primera vez en el mundo, obtener helio lquido que tiene una temperatura de ebullicin de 4.22K, recurdese que el cero absoluto equivale a -273.16C. Este logro se realiz en la universidad de Leyden, Holanda y abri el paso a Onnes para su descubrimiento de la superconductividad.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f1p21.jpgFigura 1. Heike Kamerlingh Onnes. Descubridor de la superconductividad en 1911.Con el helio lquido Kamerlingh Onnes pudo ya disponer de un bao trmico a muy bajas temperaturas y se dispuso a investigar las propiedades de la materia a esas temperaturas. Seleccion, como uno de los temas de sus investigaciones a bajas temperaturas, el comportamiento de la resistividad elctrica de los metales. Esto se debi a que la medicin de esta propiedad se puede realizar con relativa facilidad a cualquier temperatura y, tambin, a que el tema de la resistividad elctrica de los metales era, ya en aquel tiempo, de considerable importancia.Las teoras existentes en esos tiempos sobre la resistividad elctrica de los metales se encontraban en un estado bastante rudimentario. Se pensaba que eran probables cualquiera de las tres posibilidades mostradas en la figura 2 para el comportamiento de la resistividad al disminuir la temperatura.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f2p22.gifFigura 2. Comportamientos posibles del valor de la resistividad elctrica de un metal al disminuir su temperatura, de acuerdo con las ideas prevalecientes alrededor de 1908.Se deca que la curva A de la figura 2 ocurrira si la resistencia elctrica se deba completamente a la dispersin que los electrones sufran por las vibraciones de la red atmica. Se esperaba que la curva B pudiera ocurrir si las dispersiones de los electrones por las impurezas que estuvieran presentes fuesen importantes. La curva C se producira si los electrones de conduccin, esto es, los electrones libres de moverse por el metal, disminuyeran rpidamente al disminuir la temperatura. Esto ltimo sera posible, se pensaba, si al disminuir la temperatura, y con ella la energa de movimiento de los electrones, stos pudieran ir quedando atrapados alrededor de los iones en el metal.Kamerlingh Onnes se dispuso a averiguar, por medio de la experimentacin, cul era la verdadera variacin de la resistividad con la temperatura. Para comenzar, decidi examinar la primera hiptesis. Para esto seleccion el mercurio para estudiarlo, porque era el metal ms puro que poda obtenerse en esa poca. Cuando observ que la resistividad elctrica del mercurio a una temperatura inferior a 4.22K era menor, por un factor de 10-11, que su valor correspondiente a una temperatura un poco arriba de 4.22 K, pens que haba verificado la validez de la hiptesis A de la figura 2.Investigaciones posteriores le mostraron a Onnes que la resistividad no disminua de manera continua, como se indica en la curva A de la figura 2, sino que desapareca muy abruptamente a una temperatura de 4.15K. Por otro lado, tambin observ que este comportamiento no se alteraba al introducir impurezas en la muestra de mercurio. Bien pronto se dio cuenta de la existencia de un nuevo estado del mercurio, en el cual no haba resistividad elctrica. A este nuevo estado lo llam estado superconductor. As naci el estudio de los superconductores.LOS MATERIALES SUPERCONDUCTORESLa transicin del estado normal al estado superconductor puede ser tan bien marcada como que el cambio tenga lugar en un intervalo de un diezmilsimo de 1 K. En el cuadro 1 se muestra un conjunto de materiales superconductores con sus correspondientes temperaturas de transicin.Ntese el enorme salto en el valor de Tc cuando empezaron a prepararse aleaciones con tierras raras (como el itrio), con cobre y oxgeno.Hay algunas caractersticas de los materiales superconductores del tipo metlico (primera parte del cuadro 1, que no cambian con la transicin al estado superconductor, entre ellas podemos sealar las siguientes:1) El patrn de difraccin de los rayos X no cambia. Esto indica que no hay cambio en la simetra de la red cristalina. Tampoco hay cambio en la intensidad del patrn de difraccin, lo que indica que prcticamente no hay cambio en la estructura electrnica.2) No hay cambio apreciable en las propiedades pticas del material, aunque stas estn usualmente relacionadas con la conductividad elctrica.3) En ausencia de un campo magntico aplicado sobre la muestra, no hay calor latente en la transicin.4) Las propiedades elsticas y de expansin trmica no cambian en la transicin.

Por otro lado, hablando de los materiales de la primera parte del cuadro 1, hay algunas propiedades que cambian en la transicin al estado superconductor como: a) Las propiedadesmagnticas (que cambian radicalmente). En el estado superconductor puro prcticamente no hay penetracin de flujo magntico en el material; b) el calor especfico, que cambia discontinuamente a la temperatura de transicin. En presencia de un campo magntico se produce tambin un calor latente de la transformacin; c) todos los efectos termoelctricos desaparecen en el estado superconductor, y d) la conductividad trmica cambia discontinuamente cuando se destruye la superconductividad en presencia de un campo magntico.La clase de aleaciones que se sealan en los ltimos lugares del cuadro 1 son del tipo cermico y de reciente descubrimiento. No se esperaba que materiales de este tipo pudieran tener temperaturas de transicin al estado superconductor tan elevadas. Por ello es que no se haban explorado con anterioridad. A principios de 1987 comenz a informarse sobre temperaturas de transicin tan altas como las mostradas al final del cuadro 1, a partir del compuesto cermico BaLa4 Cu5 O13.4, que haba sido sintetizado y dado a conocer en 1986. Estos nuevos materiales son bastante complicados, en su estructura y propiedades. Su estudio y comprensin se ha ido realizando con bastante dificultad desde su descubrimiento. An, no se entiende claramente cmo ocurre la transicin al estado superconductor. Hay indicios de que es posible lograr una temperatura de transicin an ms elevada que las indicadas en el cuadro 1. Parece ser que el oxgeno desempea un papel crucial en la aparicin del estado superconductor y en el alto valor de la temperatura crtica, junto con el cobre. Tambin se empieza a tener la certeza de que el efecto de dimensionalidad es muy importante. Esto quiere decir que en estos materiales los fenmenos dominantes para la superconductividad ocurren en dos dimensiones. Este espacio bidimensional corresponde a las capas de la estructura del material donde se encuentran el cobre y el oxgeno.La obtencin de este tipo de materiales superconductores se inici en Suiza, China y EUA, la tecnologa que implica su preparacin es sencilla y est al alcance de los pases del llamado Tercer Mundo, esto es, pases que, cmo Mxico, no tienen gran desarrollo industrial. Sin embargo, la investigacin relacionada con la creacin de nuevos materiales cermicos superconductores de una temperatura de transicin al estado superconductor cada vez ms alta requiere una gran inversin y un esfuerzo conjunto y coordinado de cientficos de diversas especialidades. Esta conjuncin y coordinacin de esfuerzos es difcil de lograr en nuestro pas por el nmero relativamente bajo de cientficos que tenemos.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f3p25.jpgFigura 3. Heike Kamerlingh Onnes en su laboratorio, frente a su licuefactor de helio

En el Instituto de Investigaciones en Materiales y en el Instituto de Fsica, ambos de la Universidad Nacional Autnoma de Mxico, se ha logrado la preparacin de estos materiales muy poco despus de su descubrimiento. Sin embargo, a diez, aos de este importante hallazgo, muy pocos investigadores en Mxico permanecen trabajando en este campo. Las investigaciones en la aplicacin de estos materiales ni siquiera se iniciaron (salvo por unos pocos casos de esfuerzos individuales que no han podido continuarse), a pesar de que el universo de las aplicaciones tecnolgicas de los superconductores es amplsimo, como veremos con detalle ms adelante.SUS DIFERENCIASExisten diferencias importantes entre los superconductores que permiten clasificarlos en dos grandes grupos. Ciertos metales; en particular los que tienen bajas temperaturas de fusin y son mecnicamente suaves y de fcil obtencin en un alto grado de pureza y libres de esfuerzos mecnicos internos, exhiben semejanzas en su comportamiento en el estado superconductor. Estos materiales superconductores reciben el nombre de superconductores ideales, superconductores Tipo I, o suaves.Por otro lado, el comportamiento de muchas aleaciones y de algunos de los metales superconductores ms refractarios es complejo e individual, particularmente con respecto a la forma cmo resultan afectados en el estado superconductor en presencia de un campo magntico. A estos superconductores se les ha dado el nombre de superconductores Tipo II, o si la superconductividad se conserva aun bajo la influencia de campos magnticos intensos, se les conoce con el nombre de duros o de campo intenso.Para entender mejor estas diferencias, veamos cmo un campo magntico aplicado afecta a cada uno de los tipos de superconductores que hemos mencionado. Para ello describiremos brevemente lo que es el efecto Meissner-Oschenfeld.En 1933, W. Meissner y R. Oschenfeld encontraron experimentalmente que un superconductor se comporta de manera tal que nunca permite que exista un campo de induccin magntica en su interior. En otras palabras, no permite que un campo magntico penetre en su interior. El campo magntico en el interior de un superconductor no slo est congelado, sino que vale siempre cero.Una consecuencia inmediata de lo anterior es que el estado de magnetizacin del material que pasa por la transicin superconductora no depende de los pasos que se hayan seguido al establecer el campo magntico. Esta consecuencia marca tambin la diferencia fundamental entre lo que es un conductor perfecto y lo que es un superconductor. Por conductor perfecto entendemos un material cuya resistencia elctrica es igual a cero. En tanto que un superconductor, adems de presentar resistencia cero, presenta tambin el efecto Meissner-Oschenfeld. Se puede demostrar fcilmente que, en un conductor perfecto, el campo magntico tiene un valor constante, esto es, est congelado en su interior, pero no necesariamente vale cero, y esto trae como consecuencia que su estado de magnetizacin dependa necesariamente de los pasos, que se hayan seguido para magnetizarlo.Para entender ms claramente la diferencia entre un conductor perfecto y un superconductor; veamos qu ocurre cuando tratamos de magnetizar un conductor perfecto y cuando tratamos de magnetizar un superconductor.Consideremos primero al conductor perfecto, esto es, pensemos que la transicin nos lleva nicamente a un estado de resistencia cero sin el efecto Meissner-Oschenfeld.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f4p29.gifFigura 4. Penetracin del campo magntico B, en el interior de un material considerado solamente como conductor perfecto (es decir que slo presenta resistencia elctrica igual a cero, pero no el efecto Meissner), al pasar por la temperatura de transicin.En ausencia de campo magntico externo, tomemos la muestra a una temperatura T mayor que la temperatura de transicin., Tc al estado de resistencia cero del conductor perfecto (figura 4(a)). Luego, enfriemos la muestra a una temperatura T < Tc , e introduzcamos un campo magntico (figura 4(b)). Como en el instante en que ocurri la transicin al estado de conductor perfecto el campo magntico en el interior de la muestra era cero, permanecer con ese valor y, por tanto, el campo magntico ser excluido del interior de la muestra. Finalmente, suprimamos el campo magntico aplicado, manteniendo la temperatura por debajo de Tc (figura 4(c)). Obtendremos que el campo magntico en el interior de la muestra sigue siendo cero.Ahora tomemos la muestra nuevamente a una temperatura T > Tc pero con un campo magntico externo aplicado distinto de cero (figura, 4(d)). Despus, enfriemos la muestra a una temperatura T < Tc (figura 4(e)). El campo magntico en el interior de la muestra sigue siendo el mismo que haba antes de enfriarla. Finalmente, suprimamos el campo magntico, aplicado (figura 4(f)). Lo que ahora ocurre es que se generan corrientes superficiales en la muestra de tal modo que el campo en el interior de ella tenga el mismo valor que tena antes de bajar la temperatura a T < Tc .Por lo anterior podemos afirmar que si la transicin nos llevara simplemente a un conductor perfecto (esto es, a la ausencia del efecto Meissner-Oschenfeld en la transicin), el estado de magnetizacin de la muestra depender de la manera en que se alcance el estado final.Ahora consideremos que la transicin, adems de llevar la muestra a un estado de resistencia elctrica cero, nos indica la existencia del efecto Meissner-Oschenfeld.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f5p30.gifFigura 5. Penetracin del campo magntico, B, en el interior de un material que es un superconductor (es decir, que presenta resistencia elctrica igual a cero y adems el efecto Meissner), al pasar la temperatura de transicin.Primeramente, tomemos la muestra a una temperatura T > Tc sin la presencia de un campo magntico aplicado (figura 5(a)). Despus, enfriemos la muestra hasta T < Tc e introduzcamos un campo magntico, como se indica en la figura 5(b). Por el efecto Meissner-Oschenfeld se inducirn corrientes superficiales en la muestra de manera tal que el campo en su interior sea cero. Posteriormente, suprimamos el campo magntico aplicado (figura 5(c)). Las corrientes superficiales desaparecen y el campo magntico en el interior de la muestra es cero.Intentemos ahora el otro camino. Tomemos la muestra a una temperatura T > Tc en presencia de un campo magntico aplicado, como se ve en la figura 5(d). Despus, enfriemos la muestra hasta una temperatura T < Tc (figura 5(e)). Tendremos que, por el efecto Meissner-Oschenfeld, se inducirn corrientes superficiales en la muestra de manera que el campo en el interior de ella sea cero. Posteriormente, suprimamos el campo externo (figura 5(f)); Tendremos que las corrientes superficiales desaparecen y que el campo magntico en el interior de la muestra vale cero.Como acabamos de ver, debido al efecto Meissner-Oschenfeld, el estado de magnetizacin de la muestra no depende de la manera en que se llegue al estado final.Es claro que un superconductor es, adems de un conductor perfecto, una sustancia en un estado en el que se presenta el efecto Meissner-Oschenfeld.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/imgs/f6p31.jpgFigura 6. Walter Meissner. Descubridor del efecto que lleva su nombre en los superconductores.Es necesario sealar que, si bien existe una clara diferencia entre lo que es un superconductor y un conductor perfecto, los nicos conductores perfectos que se han encontrado hasta ahora en la naturaleza son, precisamente, los superconductores. An no se descubren conductores perfectos solamente, es decir, materiales con resistencia cero y sin que presenten el efecto Meissner-Oschenfeld.http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/sec_8.htmQu es la nano ciencia? La palabra nano ciencia es una compuesta de dos palabras: la palabra en latn "Nanus" que quiere decir enano, y la palabra Ciencia.Nano se utiliza para describir una billonsima parte de algo. Por ejemplo, un nanmetro, que se mide sobre la escala de dimetros atmicos. Un pelo humano tiene un grosor de unos 100.000 nanmetros.La nano ciencia es el estudio de tomos, molculas y objetos cuyo tamao se mide sobre la escala manomtrica (1-100 nanmetros).La nano ciencia es distinta a las otras ciencias porque aquellas propiedades que no se pueden ver a escala macroscpica adquieren importancia, como por ejemplo propiedades de mecnica cuntica y termodinmicas. En vez de estudiar materiales en su conjunto, los cientficos investigan con tomos y molculas individuales. Al aprender ms sobre las propiedades de una molcula, es posible unirlas de forma muy bien definida para crear nuevos materiales con nuevas e increbles caractersticas.La palabra "nanotecnologa" es usada extensivamente para definir las ciencias y tcnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus tomos. En sntesis nos llevara a la posibilidad de fabricar materiales y mquinas a partir del reordenamiento de tomos y molculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronologa -historia de la nanotecnologa).La mejordefinicin de Nanotecnologaque hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseo, creacin, sntesis, manipulacin y aplicacin de materiales, aparatos y sistemasfuncionales a travs del control de la materia a nano escala, y la explotacin de fenmenos y propiedades de la materia a nano escala.Cuando se manipula la materia a la escala tan minscula de tomos y molculas, demuestra fenmenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, cientficos utilizan la nanotecnologa para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades nicasNos interesa, ms que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propsito es crear nuevas estructuras y productos que tendran un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..nanoparticulasEsta nuevas estructuras con precisin atmica, tales comonanotubos de carbn, o pequeos instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como seala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnolgicos protagonizaran de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusin en su instrumentacin empresarial y social.Lananocienciaest unida en gran medida desde la dcada de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnologa molecular", esto es, la construccin denanomquinashechas de tomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entoncesEric Drexler(personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro"Engines of creation"introdujo las promesas y peligros de la manipulacin molecular. Actualmente preside elForesight Institute.nanotubosEl padre de la "nanociencia", es consideradoRichard Feynman, premio Nbel de Fsica, quin en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de tomos y molculas. En 1959, el gran fsico escribi un artculo que analizaba cmo los ordenadores trabajando con tomos individuales podran consumir poqusima energa y conseguir velocidades asombrosas.Existe un gran consenso en que lananotecnologanos llevar a una segunda revolucin industrial en el siglo XXI tal comoanunci hace unos aos, Charles Vest (ex-presidente del MIT).nanotubosSupondr numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales ms fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informticas con componentes increblemente ms rpidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir clulas cancergenas en las partes ms dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.Podemos decir que muchos progresos de lananocienciaestarn entre los grandesavances tecnolgicosque cambiarn el mundo.http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm

La energa en la vida cotidianaLa energaEl ser humano desde siempre, ha buscado formas de utilizar la energa para obtener una mejor calidad de vida.El hombre utiliza la energa del viento en velas, molinos y aerogeneradores. Construye centrales elctricas que producen electricidad a partir de las corrientes de agua o de las reacciones nucleares. Aprovecha la energa radiante del Sol para calentarse o para producir electricidad. Utiliza la energa qumica almacenada en los alimentos para su sustento diario y la energa de los combustibles para mover todo tipo de vehculos.Dnde se encuentra la energa?Algunas fuentes de energa estn instaladas en los tejados y azoteas de nuestras casas (paneles solares).Otras las encontramos en los montes, en los ros y en las costas de nuestra regin (aerogeneradores, saltos de agua y molinos de marea).Sin embargo, el carbn, el petrleo, el gas natural o el uranio se encuentran en minas situadas en pases lejanos.Transporte de la energaLa energa de los paneles solares instalados en tejados y azoteas tiene uso directo, por ejemplo calentar agua. La electricidad que producen los aerogeneradores, molinos de marea y saltos de agua se conecta con la red elctrica para su uso y aprovechamiento.Las fuentes de energa son sustancias naturales, fenmenos atmosfricos como el viento, movimientos de agua... De ellas, el ser humano puede extraer energa para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad.El carbn, el petrleo, el gas natural o el uranio deben ser transportados en barcos, trenes, oleoductos o gaseoductos y deben ser procesados para su uso final.Conversin de la energaLa energa en bruto se convierte en energa utilizable en su destino final en diversas instalaciones como las refineras de petrleo, las centrales trmicas de gas, de carbn o de fuel y las centrales nucleares.La energa final, apta para ser utilizada en todas las aplicaciones que demanda nuestra sociedad, debe ser transportada mediante complejas redes de distribucin a millones de hogares, millones de vehculos, decenas de miles de industrias, etc.Camiones cisterna, furgonetas de reparto de bombonas, tendidos elctricos y tuberas son algunos de los caminos que sigue la energa final hasta su destino.Uso de la energaLos usos de la energa son tan variados como las actividades humanas. Necesitamos energa para la industria, para el transporte por carretera, ferrocarril, martimo o areo, para iluminar las calles, oficinas, comercios y hogares, para los electrodomsticos que nos hacen la vida ms fcil, para los aparatos multimedia, para la agricultura, para las telecomunicaciones, para mandar los cohetes al espacio...Es difcil imaginar nuestra vida cotidiana sin disponer de energa.En realidad no necesitamos energa, sino el trabajo que nos presta.http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena3/2q3_index.htmNanoamaterialesLa sintesis de nanomateriales es actualmente una de las ramas mas activas dentro de la nanociencia. La definicin de nano-materiales engloba aquellos en los que al menos una de sus dimensiones se encuentra en el rango de la nonaescala, es decir, entre 1 y 100 nano-metros. La ciudad mas importante y sorprendente de esta nueva familia de materiales es el desarrollo de importantes propiedades dependientes del tamao cuando sus dimensiones alcanzan el rango nanomtrico. El auge experimentado por la investigacin en el campo de los nano-materiales en los ltimos aos pone de manifiesto las potenciales aplicaciones de estos materiales en muy diversos sectores tanto de la sociedad como de la industria.nanomateriales.jpg
Introduccin
Losnanomaterialesson materiales con propiedades morfolgicas ms pequeas que unmicrmetroen al menos una dimensin. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamao mnimo o mximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamao de 1 a 100 nm, una definicin lgica situara la nanoescala entre la microescala (1 micrmetro) y la escala atmica/molecular (alrededor de 0.2 nanmetros).

Cuando las personas hablan sobrenanotecnologa, generalmente se refieren a los dispositivos que se encuentran en la escala de 1-100 nm. Es evidente que las propiedades de los semiconductores y de los metales cambian en este intervalo de tamaos. Los nanomateriales, aquellos que tienen dimensiones en la escala de 1-100 nm, son investigados intensamente en los laboratorios cientficos y de ingeniera. La qumica desempea una funcin importante en la investigacin delos nanomateriales.

Actualmente, la tendencia general en la investigacin de nanoestructuras, y la de nuestro grupo en particular, va dirigida hacia la preparacin de materiales nanoestructurados a medida, es decir, desarrollar estrategias sintticas que permitan crear materiales con propiedades determinadas segn las aplicaciones que se requieran en cada caso.

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La produccin de nuevos nanomateriales se puede llevar a cabo mediante dos estrategiasdiametralmente opuestas, por un lado, tcnicas descendentes o top-down (reduccin del tamao de materiales msicos hasta lmites nanomtricos), y por otro, tcnicas ascendentes o bottom-up (sntesis de nanomateriales mediante unidades de construccin ms pequeas). Centrndonos en las tcnicas ascendentes, el uso de unidades de construccin de tamao nanomtrico permite la preparacin de slidos organizados a varias escalas con gran precisin.
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Obtencinde nanomateriales

Los siguientes son esquemas de tres tcnicas de construccin de nanomateriales.Utilizacin de plantillas (en rojo) que inducen la formacin del slido (amarillo) a su alrededor y que mantienen su forma original durante la sntesis.

Autoensamblaje de componentes individuales (azules y verdes) en estructuras supramoleculares en torno a las cuales crece el slido (amarillo).

Mediante el uso de moldes (azul oscuro) es posible preparar slidos (amarillo) que replican sus huecos mediante el crecimiento restringido en el espacio. La organizacin del slido se consigue mediante el control preciso de las interacciones existentes entre los bloques de construccin, recurrindose al autoensamblaje de dichos bloques para formar estructuras ms complejas

La sntesis, modificacin y funcionalismo de estas nanounidades, as como el control de sus interacciones, condicionan la arquitectura final del material y con ello, sus propiedades. El desarrollo de nuevas estrategias de sntesis basadas en interacciones dbiles, tcnicas biomimticas y la utilizacin conjunta de precursores inorgnicos y biomateriales han sido determinantes para la construccin y organizacin de los materiales.
Clasificacin

Nanopartculas.Se clasifican en orgnicas o inorgnicas: Entre las inorgnicas por ejemplo, el dixido de titanio, puede utilizarse para proteger los alimentos, o las nanopartculas de plata, que pueden ser utilizadas como agentes antimicrobianos en materiales en contacto con los alimentos.Las nanopartculas orgnicas se pueden utilizar para mejorar el valor nutritivo de los alimentos, como vehculo para la liberacin de vitaminas y otros nutrientes (tambin llamadas nanocpsulas).

Nanofibras.Se caracterizan por tener un dimetro de unos 5 nm y longitudes superiores a 15 m. En el sector agroalimentario se pueden utilizar como agentes espesantes.

Nanoemulsiones. Se pueden utilizar como vehculo de algunos componentes de alimentos funcionales, para estabilizar ingredientes o para aumentar la viscosidad.

Nanoarcillas.Se pueden utilizar en botellas de plstico, cartones y films para el envasado de alimentos, como barreras frente a diversos gases como el oxgeno y el CO2.

Dendimetros.Estos nanomateriales tienen la caractersticas de ser polmeros contruidos a partir de unidades ramificadas.

Basados en metal.Son aquellos nanomateriales que incluyen puntos cunticos, nanopartculas de oro y plata, y oxidos metlicos como el dixido de titanio.

Basados en carbono.Son los que estn formados por un gran porcentaje de carbono, en ellos podemos encontar las siguientesSubdivisiones.

Fullerenos:Son altropos estables del Carbono, formados por anillos hexagonales y pentagonales. Sus campos de aplicacin ciencias de los materiales, aplicaciones biolgicas, etc.

Grafenos:Son capas muy delgadas de grafito, son excelentes conductores elctricos.

Nanotubos de Carbono:Son molculas tubulares de dimetro nanometrico; son muy utilizados en la electrnica.

Nanocebollas:No han sido objeto de numerosos estudios por lo que se tiene informacin limitada sobre ellos.

Nanotubo de Carbono--- http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Kohlenstoffnanoroehre_Animation.gifNanotubo de Carbono--- http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Kohlenstoffnanoroehre_Animation.gifhttp://nanomaterialesntics.wikispaces.com/NanomaterialesLa promocin para el aprovechamiento de contenidos de la Nanotecnologa, involucra actuaciones en el mbito de la divulgacin y de la formacin reglada, tambin denominada educacin formal, en escuelas y universidades. En muchos pases, desde la dcada de los 90 se comenz a trabajar en pos de acciones de difusin y divulgacin de la Nanociencia y la Nanotecnologa, lo cual le dio a esos pases la posibilidad de contar con estrategias nacionales o regionales dentro de sus geografas, hoy da podemos considerar esas estrategias como consolidadas, o al menos bien estructuradas. De igual manera, en diversos pases se empezaron a realizar desde hace dcadas acciones formativas regladas, que incluan conceptos y generalidades de la Nanociencia y la Nanotecnologa a travs de asignaturas como la de ciencias naturales de la enseanza primaria y secundaria. Lo anterior sumado a la formacin especializada en nanociencia y nanotecnologa en los niveles de pregrado y postgrado universitario, ha permitido la creacin de una cultura nano en varios sectores de la poblacin de dichos pases.http://www.madrimasd.org/blogs/cursonanotecnologia/2013/06/28/205/