La nanotecnología en el mundo de la empresa

Mar Pérez

Nanociencia y Nanotecnología.

Biotecnología y Biomedicina, incluyendo la ingeniería genética.

Informática, incluyendo comunicación y computación avanzada. ICT.

Ciencias cognitivas, incluyendo la neurociencia cognitiva.

Nuevas tecnologías

Se han identificado cuatro áreas principales de la ciencia y la tecnología que actualmente progresan a un alto ritmo:

Nanociencia:

Ciencia del análisis y manipulación de materiales al nivel atómico o molecular, donde las características o propiedades de los mismos se diferencian significativamente de las presentadas a una escala mayor.

Nanotecnología:

Diseño, caracterización, producción y uso de estructuras, de dispositivos y de sistemas cuya forma y tamaño se controla a escala nanométrica (Nanoescala).

Conceptos de nanociencia y nanotecnología

Escala que maneja medidas mil millones de veces más pequeñas que un metro.

1 metro = 1x109 nanometros1 milímetro = 1.000.000 nanometros

¿Qué es la nanoescala?

Al manipular la materia a escala de átomos y moléculas aparecen propiedades totalmente nuevas

La Nanotecnología permite crear materiales, dispositivos y sistemas

novedosos y con propiedades únicas.

Aumento relativo de la superficie

Aumento de la reactividad química

Dominancia de los efectos cuánticos

Cambian las propiedades ópticas, magnéticas y eléctricas

Areas clave de aplicación de la nanotecnología

Espejos ópticos de alta calidad

Quantum lasers

Chips de ordenador

MEMS

PantallasCosméticos Aditivos fuel

Técnicas de manufacturación

Bottom-up Top-down

Síntesis química

Auto-ensamblaje

Ensamblaje posicional Litografía

Tallado, Grabado,

Molido

Partículas Moléculas

Cristales FilmsTubos

Dispositivos atómicos o moleculares

Dispositivos electrónicos

Chips

Superficies de

precisión

SPM Pinzas ópticas

AeroespacialAutomóvilQuímicoDefensaIT (nanoelectrónica)Producción y distribución de EnergíaMedio ambienteMaterialesMédica & FarmacéuticaTelecomunicacionesTextilCosméticaAlimentación

Impacto industrial: Mercados impactados

Las aplicaciones industriales de la Nanotecnología son muchas, y aumentan cada día.

Sus aplicaciones en el área de la industria farmacéutica y de las ciencias de la vida apenas empiezan a conocerse.

Los centros de investigación demandan productos nuevos.

Se requiere nuevo software.

Aún existe un número limitado de expertos.

El gasto en Nanotecnología sigue creciendo.

¿Por qué crear una empresa de base nanotecnológica?

ES UN AREA EN EXPANSIÓN

Evolución del gasto público mundial

Gasto público absoluto de la UE en 2004

Gasto mundial absoluto público y privado en 2004

Gasto en Nanotecnología

En 2006 la Nanotecnología habrá producido unos beneficios globales de $25.600 millones.

El Ministerio de Industria, Turismo y Comercio destinará 100 millones de euros para el período 2005-2007.

Fundación Phantoms: Gestión de proyectos/ difusión científica

Nanotec S.L.: Microscopios de fuerza y de tunel (SPMs)

Addlink: Software de modelado y simulación

Avanzare: Sensores y nanopartículas

Grupo Tolsa: Nanoarcillas

Nanozar: Nanotubos de carbono

Grupo Antolín: Nanofibras de carbono

Impacto industrial: ejemplos en España

Fundada en Noviembre 2002 por:

• Dr. Antonio Correia (Presidente): antonio@phantomsnet.net• Prof. Clivia Sotomayor Torres

Localización: PCM (pabellón C)

Miembros: Jose Luis RoldánJoaquín Ramón-LacaDr. Mar PérezDr. Natalia León

Actividades:

Gestión de Proyectos (Europeos y Nacionales)

Coordinación de Redes Científicas (NanoSpain, M4Nano)

Consultoría

Organización de Conferencias Científicas

Apoyo a la organización de conferencias (página WEB, gestión,…)

www.phantomsnet.netLa Fundación Phantoms

Redes Científicas

Conferencias

Proyectos Integrados (UE)

VIII Trends in NanotechnologyInternational Conference (TNT2007)

September 03 – 07 2007 – San Sebastian (Spain)

1st M4nano SymposiumModelling for Nanotechnology December 04, 2006 – Madrid (Spain)

4th NanoSpain Workshop March 12 - 15, 2007 – Sevilla (Spain)

Punto central de información.

Base de datos (página WEB) de informes de la UE, Nano-documentos, ofertas de empleo, Nanonoticias, …

Fortalecer la excelencia, facilitar la investigación y aumentar el impacto de la Nanotecnología en todas las áreas.

Ventana para que empresas e inversores conozcan la investigación en Nanotecnología que se lleva a cabo en Europa.

Revista trimestral (E-Nano Newsletter) sobre Nanotecnología y Nanoelectrónica emergente: artículos de investigación, informes, fuentes de información y novedades del sector de la Nanotecnología.

Prepara informes en áreas específicas de interés en colaboración con la Comisión Europea y con distintas instituciones españolas.

Misión de la Fundación PhantomsDiseminación del conocimiento

Fomento de colaboraciones

Promoción de actividades educativas

Integración de la investigación

Mejora de la comunicación

www.nanotec.es

www.nanotec.es

www.nanotec.esNanotec Electrónica

Antecedentes• Decada de los 80 – Primer STM en España llega a la UAM

desde IBM

• Desde entonces el Lab. Nuevas Microscopías - UAM desarrolla para su propia investigación en física: Electrónica de control y programa informático para STM, STM en ultra-alto vacío y AFM

• 1998 se funda la spin-off Nanotec Electrónica

280nm 10µm 200nm

www.nanotec.esNanotec Electrónica

ActividadDiseño, desarrollo, fabricación y comercialización de SPMs: Microscopios de Fuerzas (AFM) y de Túnel (STM)

- Nanotec Electronica = PYME fundada en 1998 con base en Madrid (Tres Cantos)- Spin-off de la UAM

Quienes somos

260nm

- 14 empleados

- Vende más de 20 equipos al año

- Filial en EE.UU.

- Distribuidores en Japón, Alemania, Vietnam, Malasia

- Cuota de exportación: 50%

Actualmente

www.nanotec.esProductos Nanotec

SPM Software

High Voltage AmplifiersDetection unit for dynamic modeDigital Signal Processor for feedback and digital controlSFM and STM heads

AFM & STM heads

free to download atwww.nanotec.es

Modular SPM Control Electronics

www.nanotec.esEstructura del I+D de NanotecDesarrollo de Scanning Probe Microscope:

• Se desarrollan los SPM de Nanotec• Mayor experiencia en problemas multidisciplinares

• Filosofía de I+D• Se basa en el conocimiento• 75% de la plantilla compuesto por doctores, ingenieros o tecnólogos• Fuerte interacción con Labs. Investigación usuarios de SPMs • I+D en proyectos nacionales y europeos• Desarrollo de proyectos con industria• Miembro de Redes de Nanotecnología: NanoSpain• Difusión internacional: España, USA, Japón, Alemania, Francia, Paises Bajos,Suiza, Italia, Israel, Rusia, China, Vietnam, Argentina, Brasil, Sudáfrica…

Departmentos de Mecánica / Electrónica / Software+

...fuerte interacción con grupos de investigación: ingenieros, físicos,químicos & biólogos

Herramientas para el conocimientowww.addlink.es

POLÍMEROSQUÍMICA COMPUTACIONALESTADO SÓLIDOCATÁLISISCIENCIA DE MATERIALESESTADÍSTICA QSARQUÍMICA ANALÍTICACRISTALIZACIÓNQUÍMICA DE SUPERFICIES

• Programas de elevada capacidad de cálculo• Herramientas de análisis visual de datos yelementos finitos• Software para desarrollo y modelización de aplicaciones (compiladores y bases de datos)• Servicion de Formación• Consultoría

Software de Modelado y Simulación para Nanotecnología

Avanzare Innovación Tecnológica

www.avanzare.es

Avanzare Innovación Tecnológica

AVANZARE produce y desarrolla sensores y biosensores basados en técnicas ópticas y electroquímicas para monitorizar procesos fermentativos en la elaboración y crianza de vinos:

Los electrodos se basan en el Los electrodos se basan en el empleo de empleo de nanomaterialesnanomateriales con con propiedades propiedades electrocatalíticaselectrocatalíticas y/o y/o en el uso de en el uso de biomoléculasbiomoléculassoportadas sobre materiales soportadas sobre materiales nanoestructuradosnanoestructurados..

- Toxinas- Sulfito- Aminas Biógenas - Mercaptanos- Polifenoles y taninos

- Pesticidas- Materia Colorante, ...

Avanzare Innovación Tecnológica

AVANZARE produce nanopartículas para la industria textil, calzado y caucho, entre otras.

Ej. Empleo de nanomateriales catalíticos y bactericidas para

su uso en textil y calzado.

Estos materiales tienen capacidad para eliminar bacterias (superior al 99,9%) y de oxidar catalíticamente compuestos responsables del olor.

Inversión media en I+D de 500.000 €/año.

www.tolsa.com

La sepiolita

Es una arcilla (silicato magnésico hidratado)

Estructura: canales paralelos rodeados de Mg y Si

Madrid posee el yacimiento más importante del mundo

El 80% de la producción se usa como material absorbente => bajo valor añadido

Su estructura se usa para albergar nanopartículasmetálicas

Al extraer el H2O se modifica irreversiblemente la estructura cristalina: perdida del poder de absorción

Manipulación sencilla y segura

Nanoarcillas de sepiolitaNanoarcillas de sepiolita

Sepiolita

Nanocompuesto de poliamida con 7% de nanosepiolita

Nanocompuestos poliméricos de sepiolita con mejores propiedades

Nanosepiolita:

Longitud 1-2 µm, diámetro 20-30 nm

Algunas aplicaciones de los nanocompuestos con nanoarcillas

Automoción: Piezas con mejores propiedades termo-mecánicas, acabado superficial, menor peso...

Envases: Envases con mejores propiedades barrera, procesabilidad y resistencia térmica

Cables: Recubrimientos para cables con mejores propiedades mecánicas e ignífugas

Nanopartículas metálicas sobre sepiolita

Journal of the American Ceramic Society, Pecharroman et., al.

Niquel

Cobre

Hierro

Plata

Cobalto

Oro

Biocidas

Magnéticas

Opticas

Adsorción selectiva

Catálisis

Nanocargas funcionales de sepiolita con nuevas propiedades, por ejemplo:

www.nanozar.com

Nanotubos de carbono (CNTs)

Son tubos formados por una o varias láminas de grafito enrolladas sobre si mismas

• SWNT: nanotubo single wall• MWNTs: nanotubo multiple wall (concéntricos)

Diámetro de pocos nm, y varios μm de largo.

Propiedades muy particulares:• Mecánicamente muy resistentes• Flexibles• Excelentes conductores de la electricidad• Muy alta conductividad térmica

Usos:Composites, Sensores, Polímeros,Nanoelectrónica, Pantallas,…

www.grupoantolin.com

“Producción Nanofibras de Carbono (GANF)”Grupo Antolin

Grupo Grupo AntolinAntolin fabrica fabrica NanofibrasNanofibras de Carbono (GANF) de manera de Carbono (GANF) de manera continua a escala industrial, por el método del “catalizador flocontinua a escala industrial, por el método del “catalizador flotante”tante”

Grupo Antolin produce una nanofibra de carbono (GANF) de excelente calidad en cuanto al elevado grado de grafitización del producto, a la relación de aspecto y a la conductividad eléctrica .

Precio muy inferior al de los nanotubos de carbono.

Las nanofibras se suministran tanto en forma de polvo comoen suspensiones/dispersiones estables en el tiempo.

Se están comercializando tres grados de nanofibras de carbono, dos de ellos producidas a partir de gases frescos con distintos caudales de gases en cada caso (GANF1 y GANF4), y otro producido a partir de gases de recirculación (GANF3).

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Las nanofibras de carbono de crecimiento en fase vapor se producen en continuo a partir de la descomposición en fase gaseosa de hidrocarburos en presencia de partículas catalíticas metálicas, por la técnica del catalizador flotante a temperaturas cercanas a 1100ºC.

Nanofibra: Fibra de carbono convencional con un tamaño nanométrico.

Grupo Antolin“Aplicaciones Nanofibras de Carbono (GANF)”

Propiedades de nanocomposites

Las aplicaciones de las nanofibras de carbono están relacionadas con su introducción en matrices poliméricas debido a la capacidad de las nanofibras de impartir propiedades térmicas y eléctricas, a la actuación de las nanofibras como moderadoras del coeficiente de expansión térmica, y a la capacidad de reforzar una determinada matriz.

Principales propiedades conseguidas y mejoradas en materiales compuestos de matriz polimérica utilizando CNF

Incremento de rigidez a baja densidad.

Incremento de resistencia a tracción a baja densidad

Incremento de la temperatura de distorsión térmica a baja densidad

Estabilidad dimensional a cargas bajas

Apantallamiento electromagnético con cargas, densidades y precio bajos

Reciclabilidad mejorada (cargas bajas, sin fibra de vidrio ni carbonatos)

Miniaturización (micromoldeado)

Materiales con propiedades de transporte térmico diferentes a las de los materiales convencionales

Resistencia al desgaste

Absorción de ondas de radar

Propiedades eléctricas a cargas bajas (pintado electrostático, disipación de cargas estáticas)

Mejora de la calidad superficial en comparación con polímeros tradicionales

Mejora de la eficiencia en RTM

Reducción del desgaste de equipos de procesado

Sector industrialAutomóvil, aeronáutico, doméstico, deportivo, defensa, marina

Automóvil, aeronáutico, doméstico, deportivo, defensa, marina

Automóvil, aeronáutico, doméstico, electrónico, ...

Automóvil, aeronáutico, eléctrico

Eléctrico, automóvil, aeronáutico, defensa, telecomunicaciones

Todos

Eléctrico, médico, defensa, equipos de precisión.

Eléctrico, doméstico, piezas sometidas a rozamiento

Transporte, maquinaria industrial

Defensa, turbinas de energía eólica

Automóvil, aeronáutico, doméstico, electrónico

Automóvil, marina, doméstico, muebles

Aeronáutica, energía eólica, defensa

Procesadores de polímeros

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“Aplicaciones Nanofibras de Carbono (GANF)”Grupo Antolin

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AUTOMOCIONELECTRONICA

ENERGÍA AEROESPACIALESPotentialFailure Locations

Nanocomposite ReinforcedComposite Plies

NanocompositeReinforced Adhesive

EQUIPAMIENTO DEPORTIVO

Individuo que innova, identifica y creaoportunidades de negocio, monta y coordina nuevas combinaciones de recursos para extraer los mejores beneficios.

Y que asume el riesgo.

¿Qué es un emprendedor?