Nanotecnología y sus Nanotecnología y sus aplicaciones en Riceaplicaciones en Rice
Erin Beisner, Erica Hughley, Erin Beisner, Erica Hughley, Diana Lee, JD Leonard, Joey Diana Lee, JD Leonard, Joey
MelloMelloSpan 314Span 314
¿¿Que es la nanotecnologíaQue es la nanotecnología? ? La fabricación de materiales La fabricación de materiales
en una escala atómica en una escala atómica Cualquier nano-estructura Cualquier nano-estructura
necesita ser artificialnecesita ser artificial Propiedades particulares Propiedades particulares
porque está en escala porque está en escala nanométricananométrica Propiedad catalíticaPropiedad catalítica Punto de fusiónPunto de fusión Propiedad magnéticaPropiedad magnética Propiedad ópticaPropiedad óptica
La comparación de una red de nanotubos de carbono con un fragmento de pelo humano.
http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html
Datos importantesDatos importantes
1931: El primer microscopio electrónico
1947: La invención del transistor
1958: El fenómeno del efecto túnel
1959: El discurso de Richard Feynman
1970: El programa de Gaussian
1974: La frase de nanotecnología
1985: El descubrimiento de C60 fulereno
1991: El descubrimiento de los nanotubos
http://www.nanotech-now.com/images/buckyball2-large.gif
Una imagen del C60 fulereno.
El propósito y los métodosEl propósito y los métodosLa metaLa meta: Identificar y usar los cambios : Identificar y usar los cambios químicos y físicos que ocurren en la químicos y físicos que ocurren en la nanoescala para construir estructuras nanoescala para construir estructuras muy miniaturizadas y desarrollar nuevas muy miniaturizadas y desarrollar nuevas tecnologías. tecnologías.
MétodosMétodos
1.) Enfoque hacia abajo1.) Enfoque hacia abajo
2.) Enfoque hacia arriba2.) Enfoque hacia arribahttps://publicaffairs.llnl.gov/news/news_releases/2006/images/membrane409x299s.jpg
Los nanotubos de carbonoLos nanotubos de carbono
http://www2.cnrs.fr/sites/en/image/nanotube_hd.jpg
Una descripciUna descripciónón
Son una alotropía Son una alotropía cilíndrica del carbonocilíndrica del carbono
Sus diámetros son Sus diámetros son del orden del del orden del nanómetronanómetro
La longitud puede La longitud puede ser hasta 28 millones ser hasta 28 millones veces más larga que veces más larga que el diámetroel diámetro
http://spie.org/Images/Graphics/Newsroom/Imported/0806/0806_fig1.jpg
Sus propiedadesSus propiedades
Tienen una alta resistencia a la Tienen una alta resistencia a la traccióntracción Son muchos mSon muchos máás fuertes que el aceros fuertes que el acero
Hay casi cero fricción en las paredes Hay casi cero fricción en las paredes internasinternas
Son conductos excelentes de la Son conductos excelentes de la electricidad y del calorelectricidad y del calor
Unos científicos temen que causen el Unos científicos temen que causen el cáncercáncer
La fabricación por la “ablación La fabricación por la “ablación láser”láser”
Una tecnología Una tecnología desarrollada en Ricedesarrollada en Rice
Un lUn láser vaporiza el áser vaporiza el carbono de un bloque de carbono de un bloque de grafito que está en una grafito que está en una cámara llena de un gas cámara llena de un gas inerte y calentadoinerte y calentado
Cuando el vapor se Cuando el vapor se condensa en una superficie condensa en una superficie frfríía, forma los nanotubosa, forma los nanotubos
Se puede ordenarlos por el Se puede ordenarlos por el diámetrodiámetro
http://www.ehu.es/SGIker/es/analisis/alava/imagenes/foto_ICP-MS.JPG
Los cepillos de contactoLos cepillos de contacto Diámetro de 30mmDiámetro de 30mm Millones de nanotubos Millones de nanotubos
forman un cubo forman un cubo minúsculo minúsculo
Flexibilidad fenomenal Flexibilidad fenomenal permite contacto casi permite contacto casi perfecto entre un brazo perfecto entre un brazo estacionario y las partes estacionario y las partes móvilesmóviles
Reduce la resistencia a Reduce la resistencia a una décima parte de la una décima parte de la de un cepillo de cobrede un cepillo de cobre
http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257
El metamaterialEl metamaterial
http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12272
¿Qué es el metamaterial?¿Qué es el metamaterial? Obtiene sus propiedades de su Obtiene sus propiedades de su
estructuraestructura Efectos físicos dramáticos debido a su Efectos físicos dramáticos debido a su
interacción con la luzinteracción con la luz
http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg
El metamaterial en RiceEl metamaterial en Rice
Naomi Halas y Naomi Halas y Nikolay Mirin Nikolay Mirin
Un proceso de 3 Un proceso de 3 pasospasos
Su metamaterial Su metamaterial captura la luz que captura la luz que viene de cualquiera viene de cualquiera dirección y la emite dirección y la emite en una direcciónen una dirección
El resultado: un El resultado: un material material transparentetransparente
http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12272
Las “nano-tazas”Las “nano-tazas” Las primeras nanoantenas 3DLas primeras nanoantenas 3D
Dirigen la luz por los Dirigen la luz por los
plasmones plasmones
http://isiria.files.wordpress.com/2009/03/gwh-nanocups.jpg
http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif
¿Por qué es tan ¿Por qué es tan emocionante?emocionante?
Antes de Mirin, nadie podía mantener Antes de Mirin, nadie podía mantener las “nano-tazas” individuales en la las “nano-tazas” individuales en la misma orientación misma orientación
Muchas aplicaciones posibles …Muchas aplicaciones posibles …
Las posibilidades del Las posibilidades del futuro…futuro…
La energía solar La energía solar termoeléctricatermoeléctrica
Capas invisiblesCapas invisibles
SúperlentesSúperlentes
http://blatantbibliophiles.files.wordpress.com/2008/08/harry-potter-invisibility-cloak1.jpg
http://static.howstuffworks.com/gif/thin-film-solar-cells-4.jpg
http://cns.utexas.edu/communications/Image/2006/09/lensdiagram.jpg
Los nanocarsLos nanocars
http://www.jmtour.com/images/Nanocars/Fig2b300dpi.jpg
Los nanocars en RiceLos nanocars en Rice
El primer fue descubierto en Rice en El primer fue descubierto en Rice en 20052005
por el grupo del profesor James Tourpor el grupo del profesor James Tour
http://www.jmtour.com/images/TourPhotos/JimTour06001.jpghttp://www.jmtour.com/images/TourPhotos/TourinLab004.jpg
¿Qué es un nanocar?¿Qué es un nanocar? Una estructura molecularUna estructura molecular Compuesto deCompuesto de
un chasis y un sistema de ejeun chasis y un sistema de eje cuatro moléculas de cuatro moléculas de
BuckminsterfulerenoBuckminsterfulereno enlaces covalentes entre las moléculasenlaces covalentes entre las moléculas
http://www.jmtour.com/images/Nanocars/NanocarwithshadowandNOtriangle.bmp http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fullerene-C60.png
¿Cómo se mueven los ¿Cómo se mueven los nanocars?nanocars?
Las moléculas se unen a una superficie de oroLas moléculas se unen a una superficie de oro No tienen un motorNo tienen un motor Se mueven delante y atrás en una superficie Se mueven delante y atrás en una superficie
calentada a una temperatura elevada calentada a una temperatura elevada
http://www.jmtour.com/images/Nanocar/NanoCarNOtriangle600dpi.jpg
El futuro de los nanocarsEl futuro de los nanocars No hay aplicaciones inmediatasNo hay aplicaciones inmediatas Un motor molecularUn motor molecular Una hélice molecularUna hélice molecular
http://www.mererhetoric.com/images/ownpower.jpg http://www.daviddarling.info/images/nano-propeller.jpg
• Más movimiento deliberado a nivel molecular
www.chem.utoronto.ca/staff/DHIRANI/stm-np.jpg
La nanotecnología y la La nanotecnología y la posibilidad de curar los posibilidad de curar los
tumorestumores
Dr. Paul CherukuriProfesor adjunto de
químicaPh.D. Química (2007)
Rice University
www.rice.edu1
Steven Curley, M.D.
http://www.rfnanocancer.com/bios.php
http://blog.kir.com/archives/richard%20smalley.jpg
Dr. Richard SmalleyNobel Laureate
Profesor de químicaRice University
1976-2005
Los investigadores Los investigadores principalesprincipales
www.discovermagazine.com
El inventor: John KanziusLa invención: La máquina Kanzius¿Qué hace?: Las ondas de radio calientan partículas metálicasLa aplicación biológica: La temperatura alta mata a las células que incorporan las partículas metálicas
http://www.rfnanocancer.com/
¿Cómo funciona?¿Cómo funciona?
http://www.gatech.edu/upload/pr/tls03133.jpg
Las partículas metálicasLas partículas metálicas Se atan a los tumores Pero también pueden pegarse a células
sanas Los investigadores tienen que atar
anticuerpos específicos a las nanopartículas para combatir los tumores en el cuerpo
1. Inyecte a la persona con las nanopartículas de oro• Las nanopartículas se incorporan en los glóbulos rojos• Los glóbulos rojos distribuyen las nanopartículas a los
tumores• Los anticuerpos de las nanopartículas atan a las células
cancerosas2. Use la maquina Kanzius para calentar las nanopartículas
• Las células cancerosas se mueren
1. www.sciencedaily.com2. http://www.rfnanocancer.com/
http://thefootblog.files.wordpress.com/2006/11/bloodinj.jpg
http://tbn3.google.com/images?q=tbn:UP_fxmIQfl-SdM:http://repairstemcell.files.wordpress.com/2009/02/red-blood-cells1.jpg
http://www.gatech.edu/upload/pr/tir83045.jpg
El proceso de combatir los El proceso de combatir los tumores tumores
Actualmente:• Solamente se usa el método en los ratones• Hay una reunión dentro de poco entre los investigadores y la Administración de las Comidas y Drogas• Los experimentos con los ratones han sido muy prometidos• Muy pronto, (posiblemente en un año) los investigadores podrán hacer los experimentos con humanos
Otras aplicaciones:• Es posible que los investigadores puedan enterarse de como combatir los cánceres que no tienen tumores como la leucemia
http://kanziuscancerresearch.com/drstevencurleywinter20082009update-p-151.html
http://farm1.static.flickr.com/152/379419404_c64aabbb6e.jpg
El estado de los estudios y El estado de los estudios y otras aplicacionesotras aplicaciones
ConclusiónConclusión La nanotecnología tiene grandes La nanotecnología tiene grandes
implicaciones por los avances en la implicaciones por los avances en la medicina, la informática, y más camposmedicina, la informática, y más campos
Muchos riesgos desconocidosMuchos riesgos desconocidos Medio ambienteMedio ambiente La salud de personasLa salud de personas La salud de los animales usados en los La salud de los animales usados en los
experimentosexperimentos
http://www.popcitymedia.com/galleries/Default/Features/Issue%2060/Nanotechnology/nanolambda_chip_450.jpg
http://nanomedicinetoday.files.wordpress.com/2009/03/two-a1.jpg
http://www.sfgate.com/c/pictures/2005/07/11/bu_solarcell8865.jpg
Referencias Referencias http://www.discovernano.northwestern.edu/index_html http://www.futureforall.org/nanotechnology/risks.htm http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html“Nanocups Brim http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html“Nanocups Brim
with Potential”with Potential” http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255
http://cnx.org/content/m14511http://cnx.org/content/m14511 http://python.rice.edu/~kolomeisky/nanocar.htmhttp://python.rice.edu/~kolomeisky/nanocar.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocarhttp://en.wikipedia.org/wiki/Nanocar http://es.wikipedia.org/wiki/Fulerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fulereno http://www.rice.edu/nationalmedia/news2009-02-02-nanocar.shtmlhttp://www.rice.edu/nationalmedia/news2009-02-02-nanocar.shtmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotubo http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=8662&SnID=740543782 http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257&SnID=740543782http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257&SnID=740543782 ““Nanocups Brim with Potential”Nanocups Brim with Potential”
http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255 Wikipedia: NanoantennaWikipedia: Nanoantenna
http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoantennahttp://en.wikipedia.org/wiki/Nanoantenna Nanotechnology NowNanotechnology Now
http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=32462http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=32462 ImagenesImagenes
http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpghttp://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg http://www.media.rice.edu/images/media/2009RiceNews/0313_NANOCUPS.jpghttp://www.media.rice.edu/images/media/2009RiceNews/0313_NANOCUPS.jpg http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gifhttp://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif http://www.nanovida.com/images/nano-cups.jpghttp://www.nanovida.com/images/nano-cups.jpg
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