Propiedades Fisicas Nanomateriales Dependientes Del Tamaño
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Punto de Fusión.
Propiedades Mecánicas.
Propiedades Ópticas.
Conductividad Eléctrica.
Propiedades Magnéticas.
Índice
Reducción de tamaño
de partícula
Incremento de
energía superficial
Disminución de
punto de fusión
Punto de Fusión
• Se ha encontrado que las nanopartículas de metales, semiconductores, gases inertes muestran una disminución en la temperatura de fusión en comparación con su estado en bulto.
Fig.2.https://www.ttu.ee/public/m/Mehaanikateaduskond/Instituudid/Materjalitehnika_instituut/MTX9100/Lecture6_SizeEffects.pdf
Propiedades Mecánicas
Incrementan su resistencia mecánica con diámetros menores a 10 μm.
Fig. 3. Kittel Charles Introduction to Solid State Physics 8Th Edition
Las propiedades mecánicas de los materiales incrementan con la disminución del tamaño.
Mejor resistencia mecánica
nanoalambres, whiskers.
Incremento en resistencia por alta perfección
interna.
Perfección caras laterales.
Pequeña sección
transversal, menor
probabilidad imperfecciones.
Tamaño de grano.
Cu tamaño de grano de
6 nm
5 veces mayor micro dureza
Cu recocido con tamaño
de 50 μm
Pd tamaño de grano de
5-10 nm
5 veces mayor micro dureza
Pd con tamaño de grano 100
μm
Cu nanocristalin
o limite elástico 400
MPa
6 veces mayor
Cu con tamaño de
grano grueso
Fig. 5. (a) Probeta para ensayo de tensión de metal nanocristalino. (b) Gráfica esfuerzo-deformación. [Y. Champion, C. Langlois, S.
Guérin-Mailly, P. Science 300, 310 (2003).]
Las propiedades ópticas de los nanomateriales pueden ser significativamente diferentes a las propiedades en bulk.
Aplicaciones: Detector óptico, sensores, fotocatálisis, biomedicina.
Propiedades Ópticas
Bulk Nanopartículas A
uAu
Nanopartículas de Au coloidal de 10 nm absorben la luz verde y por lo tanto se aprecian rojas.
Fluorescencia de nanopartículas coloidales core-shell de CdSe-CdS.
Azul- diámetro 1.7 nm.Rojo-diámetro 6nm
Fig. 7. Cortesía de H. Weller, University of Hamburg.
La conductividad eléctrica disminuye con reducción en tamaño de la partícula, incrementando la dispersión superficial.
Los electrones experimentan dispersiones elásticas e inelásticas.
Conductividad Eléctrica
En nanotubos y películas delgadas, la dispersión superficial de los electrones resulta en una reducción de la conductividad eléctrica.
Dimensión critica
Mean-free path
El ferromagnetismo en materiales Bulk desaparece y se obtiene superparamagnetismo en escala nanométrica debido a la enorme energía superficial.
La temperatura de Curie disminuye con la reducción del tamaño de partícula.
En un material ferroeléctrico policristalino, las propiedades ferroeléctricas pueden desaparecer cuando las partículas son mas pequeñas.
Propiedades Magnéticas
Se estudio el efecto del tamaño en la transición de fase ferroeléctrica en partículas de PbTiO3
menores de 50 nm
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