>> ¿Qué es un Nanomaterial?

Sabes que es un Nanomaterial? pues te invito en esta oportunidad a que te informes sobre este tema en árticular.
Aunque es una definición amplia, categorizamos los nanomateriales como aquellos que tienen componentes estructurados con al menos una dimensión de menos de 100nm.

Dimensiones de los nanomateriales

Esta clasificación se basa en el número de dimensiones de un material, que están fuera del rango de nanoescala (<100 nm).
Por consiguiente, en nanomateriales de dimensión cero (0D) todas las dimensiones se miden dentro de la escala nanométrica (ninguna dimensión es mayor que 100 nm). Más comúnmente, los nanomateriales 0D son nanopartículas.

En nanomateriales unidimensionales (1D), una dimensión está fuera de la escala nanométrica. Esta clase incluye nanotubos, nanorods y nanohilos.
En los nanomateriales bidimensionales (2D), dos dimensiones están fuera de la escala nanométrica. Esta clase exhibe formas similares a las placas e incluye grafeno, nanofilms, nanocapas y nanocubiertas.

Los nanomateriales tridimensionales (3D) son materiales que no están confinados a la nanoescala en ninguna dimensión. Esta clase puede contener polvos a granel, dispersiones de nanopartículas, paquetes de nanohilos y nanotubos, así como también varias nanocapas.

Ahora veamos, las dimensiones de nanoescala

Clasificación de dimensiones a nanoescala. (Fuente: Universidad Tecnológica de Tallin)

Algunos de estos materiales han estado disponibles por algún tiempo; otros son genuinamente nuevos. El objetivo de este capítulo es ofrecer una visión general de las propiedades y las aplicaciones importantes previsibles de algunos nanomateriales clave.

Las diferencias clave entre los nanomateriales y los materiales a granel

Dos factores principales hacen que las propiedades de los nanomateriales difieran significativamente de otros materiales: área superficial relativa aumentada y efectos cuánticos. Estos factores pueden cambiar o mejorar propiedades tales como reactividad, resistencia y características eléctricas.

A medida que una partícula disminuye de tamaño, se encuentra una mayor proporción de átomos en la superficie en comparación con los que están dentro. Por ejemplo, una partícula de tamaño 30 nm tiene 5% de sus átomos en su superficie, a 10 nm 20% de sus átomos, y a 3 nm 50% de sus átomos.

Por lo tanto, las nanopartículas tienen una superficie mucho mayor por unidad de masa en comparación con las partículas más grandes.

Como el crecimiento y las reacciones químicas catalíticas ocurren en las superficies, esto significa que una masa determinada de material en forma de nanopartículas será mucho más reactiva que la misma masa de material formada por partículas más grandes.

dólar de plata
Para entender el efecto del tamaño de partícula en el área de superficie, considere una moneda American Eagle de América. Este dólar de plata contiene 31 gramos de monedas de plata y tiene una superficie total de aproximadamente 3000 milímetros cuadrados. Si la misma cantidad de monedas de plata se dividiera en partículas diminutas, digamos 10 nanómetros de diámetro, la superficie total de esas partículas sería de 7000 metros cuadrados (que es igual al tamaño de un campo de fútbol) o más grande que el espacio de piso de la Casa Blanca, que tiene 5100 metros cuadrados). En otras palabras: cuando la cantidad de monedas de plata contenida en un dólar de plata se convierte en partículas de 10 nm, ¡el área superficial de esas partículas es más de 2 millones de veces mayor que el área de superficie del dólar de plata!

Propiedades de los nanomateriales

En conjunto con los efectos del área de superficie, los efectos cuánticos pueden comenzar a dominar las propiedades de la materia a medida que el tamaño se reduce a la escala nanométrica. Estos pueden afectar el comportamiento óptico, eléctrico y magnético de los materiales, particularmente cuando la estructura o el tamaño de partícula se acerca al extremo más pequeño de la nanoescala. Los materiales que explotan estos efectos incluyen puntos cuánticos y láseres de pozo cuántico para optoelectrónica.

Para otros materiales, como sólidos cristalinos, a medida que disminuye el tamaño de sus componentes estructurales, hay un área de interfaz mucho mayor dentro del material; esto puede afectar en gran medida las propiedades mecánicas y eléctricas.

Por ejemplo, la mayoría de los metales están formados por pequeños granos cristalinos; los límites entre el grano reducen la velocidad o detienen la propagación de defectos cuando el material está estresado, dándole así fuerza. Si estos granos se pueden hacer muy pequeños, o incluso a escala nanométrica, el área de la interfaz dentro del material aumenta mucho, lo que aumenta su resistencia. Por ejemplo, el níquel nanocristalino es tan fuerte como el acero endurecido.

Comprender las superficies y las interfaces es un desafío clave para quienes trabajan en nanomateriales, y uno en el que los nuevos instrumentos de imágenes y análisis son vitales.

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Hola, mi nombre es Rafael, no les vengo hablar de mi, solo compartir lo poco que se para que nuestros conocimientos sean integrales. Espero que les gusten mis publicaciones. Gracias por Seguirme.

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