1-nanotecnologia y sus aplicaciones en el acero 1.1
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la nanotecnologia y sus aplicaciones en el aceroTRANSCRIPT
INTRODUCCIÓN
Cuando se habla de la Nanotecnología, pensamos en nano-chips o en aparatos
ultra-pequeños que están siendo desarrollados por científicos para la medicina, la
lucha contra el cáncer, la bioquímica, la física, etc. Sin embargo, el sector de la
construcción empieza a entrar en el mundo de los avances tecnológicos, y se
están empezando a investigar formas en las que la nanotecnología puede aportar
mejoras a la construcción de carreteras, puentes y edificios. La aplicación de la
nanotecnología en las carreteras y la construcción podría hacer posible identificar
y reparar de forma automática, sin intervención humana, brechas y agujeros en el
asfalto o en el hormigón, y fabricar señales de tráfico que se limpian a sí mismas;
de igual manera ya se utiliza la nanotecnología para fabricar acero y hormigones
más fuertes. También para la seguridad vial. Por ejemplo en algunos sitios de los
Estados Unidos se han colocado nano sensores para vigilar el estado de sus
puentes y detectar cualquier anomalía o riesgo.
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OBJETIVOS
Identificar las múltiples aplicaciones que tendrá la nanotecnología en el
acero y en la construcción.
Elaborar un informe técnico para dar a conocer de forma clara y sencilla las
características principales de la nanotecnología y como esta influirá en los
aceros.
Conocer el amplio espectro de aplicación que podría tener esta nueva
tecnología en la construcción.
Desarrollar una disciplina y orden respecto a la elaboración de un informe
de este tipo, ya que el día de mañana, como profesionales del área, será
común hacerlo.
Generar unidad en el equipo en pos del desarrollo del trabajo, considerando
los pormenores ocurridos en trabajos anteriores, que nos permitan
aprender de ellos, para así, agilizar el desarrollo de este el trabajo.
Aprehender de manera práctica el tema, para así en la presentación tener
un mejor manejo de contenido a nivel grupal.
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NANO TECNOLOGIA EN ELACERO
PROPIEDADESESPECIALES
MÁS PEQUEÑOS
MÁS LIGEROS
MÁS DUROS
MÁS RESISTENTES
MÁS DURADEROS
NUEVOSDESCUBRIMIENTO
GRAFENO
GRAFANO
NANO TUBOSDE
CARBONO
FISICA CUANTICA
APLICACIONES
CONSTRUCCION
NUEVOS MATERIALES MAS LIGEROS
OPTICASGAFAS Y LENTES
NUEVOS SENSORES EN MEDICINA
ANTECEDENTES HISTORICOS
En la década del 40 Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se
auto-reproducen como una forma de reducir costes.
El físico británico Richard Feynman (fig.1) impartió el 29 de diciembre de 1959 la
conferencia titulada,” Hay mucho espacio en el fondo” en un congreso de la
Sociedad Americana de Física en el Instituto de Tecnología de California, Caltech;
este discurso es con frecuencia señalado como fuente de inspiración para el
campo de la nanotecnología. Feynman describió un proceso por medio del cual
podríamos desarrollar la habilidad para manipular átomos y moléculas
individuales, empleando herramientas de precisión para construir y operar a su
vez otro conjunto de herramientas de menores proporciones, y así sucesivamente
hasta alcanzar la nanoescala. En el proceso de hacerlo, Feynman observo que
surgirían problemas asociados con el escalamiento de fuerzas físicas: la gravedad
se haría menos importante y significativa, mientras que fuerzas de tensión
superficial o fuerzas de Van der Waals adquirirían gran importancia. Después de la
muerte de Feynman,
El científico japonés Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencia de Tokio
empleó por vez primera el término “nano-tecnología” en una conferencia en 1974,
para describir los procesos de producción de depósitos de capa delgada y de
devastado por rayo iónico en semiconductores, con un control dimensional en el
orden de nanómetros. Su definición era, “La nano-tecnología consiste
principalmente en el procesado, separación, consolidación y deformación de
materiales átomo por átomo, molécula por molécula.
El surgimiento de la nanotecnología en la década de 1980 fue causado por la
convergencia de varios avances e invenciones experimentales tales como el
microscopio de efecto túnel (Fig.-3) en 1981 y el descubrimiento del fullereno (fig.-
4) en 1985, así como la formulación y popularización del marco conceptual sobre
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las metas de la nanotecnología que iniciaron con la publicación en 1986 del libro
Motores de la Creación: La era de la Nanotecnología. El campo de la
nanotecnología es de creciente interés público y ha sido controversial, en
particular a inicios del siglo XXI, cuando debates entre prominentes personajes del
área tuvieron lugar, en particular sobre sus implicaciones potenciales, así como la
factibilidad de las predicciones hechas por los partidarios de la nanotecnología
molecular. En la primera década del siglo XXI, hemos presenciado los inicios de la
comercialización de la nanotecnología, aunque en la mayoría de los casos limitada
a aplicaciones de gran volumen más que en las aplicaciones disruptivas y
revolucionarias que se han propuesto para el campo.
Después de la muerte de Feynman, académicos estudiando el desarrollo histórico
de la nanotecnología concluyeron que su papel catalizador en la investigación en
nanotecnología fue más bien limitado, basado en comentarios de muchas de las
personas activas en el naciente campo entre 1980 y 1990. Chris Toumey, un
antropologo cultural de la Universidad de Carolina del Sur, encontró que la versión
impresa de la conferencia de Feynman tuvo poca influencia en los siguientes
veinte años después de su publicación, medido a través del número de citas en la
literatura científica y que no tuvo influencia mayor en las décadas posteriores a la
invención del microscopio de efecto tunel, en 1981. Por consecuencia, el interés
en la conferencia “Hay mucho espacio en el fondo” en la literatura científica se han
incrementado significativamente a partir de inicios de la década de 1990. Esto
puede ser una consecuencia de que el término “nanotecnología” se fue
popularizando poco antes de esta fecha debido al uso del mismo en el libro de
1986 de K. Eric Drexler, (fig-5) Motores de la Creación, el cual incorporó el
concepto de Feynman de mil millones de pequeñas fábricas e incorporó la idea
que podrían construir más copias de si mismas vía un control automatizado, sin la
participación de un operador humano; en la portada de un artículo titulado
“Nanotecnología”,publicado poco después ese año en la revista de orientación
científica de amplia circulación, OMNI. El análisis de Toumey incluyó comentarios
de distinguidos miembros de la comunidad científica en nanotecnología que
dijeron que Hay mucho espacio en el fondo no influenció sus trabajos iniciales, y
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que de hecho la mayoría de ellos ni siquiera lo habían leído a la fecha. Estos y
otros desarrollos dieron origen al redescubrimiento histórico del discurso de
Feynman “Mucho espacio en el fondo”, que dio en diciembre de 1959, a lo que
además se sumó el carisma y genialidad de Richard Feynman. La importancia de
Feynman como un ganador del Premio Nobel y como una figura icónica de la
ciencia del siglo XX seguramente ayudó a los defensores de la nanotecnología y
proveyó de un invaluable vínculo intelectual con el pasado. Eric Drexler desarrolló
y popularizó el concepto de nanotecnología e inició el campo de la nanotecnología
molecular.
En 1980, Drexler descubrió el provocador discurso de Feynman de 1959” Hay
mucho espacio en el fondo” mientras preparaba su primer artículo científico en el
tema “Molecular Engineering: An approach to the development of general
capabilities for molecular manipulation”, publicado en la revista Proceedings of the
National Academy of Sciences in 1981.
La nanotecnología y la nanociencia tuvieron un notable empuje a inicios de la
década de 1980 con dos importantes desarrollos: el inicio de la ciencia de cúmulos
(clusters) y la invención del microscopio de efecto tunel (STM, por sus siglas en
inglés).El microscopio de efecto túnel, un instrumento para “visualizar” superficies
a nivel atómico, fue desarrollado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en el
Laboratorio de Investigación de IBM Zurich, razón por la cual fueron reconocidos
con el Premio Nobel de Física en 1986.
El primer microscopio de fuerza atómica disponible comercialmente fue introducido
al mercado en 1989.
El investigador de IBM, Don Eigler (fig-6) fue el primero en manipular átomos
usando un microscopio de efecto túnel en 1989. Empleando 35 átomos de Xenon
escribió las letras del logotipo de IBM. El compartió el Premio Kavli en Nanociencia
por este trabajo El término "nanotecnología" (el cuál es idéntico al nano-
tecnología) de Taniguchi, fue aplicado de manera independiente por Drexler en su
libro de 1986 Motores de la Creación: la próxima Era de la Nanotecnología, en el
que proponía la idea de un “ensamblador” en nanoescala que sería capaz de
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construir una copia de sí mismo, así como otros objetos de complejidad diversa.
También propuso por vez primera el término “plaga gris” para describir lo que
podría ocurrir si una máquina hipotética auto-replicante, capaz de operar
independientemente, fuera construida y liberada en el ambiente. La vision
particular sobre la nanotecnología de Drexler se conoce como Nanotecnología
Molecular o manufactura molecular. En la década de 1980 la idea de que la
nanotecnología era un área dominada por el determinismo, más que por la
estocástica, basada en el manejo de átomos y moléculas individuales, fue
conceptualmente explorada a profundidad por K. Eric Drexler, quien promovió la
importancia tecnológica que los fenómenos y dispositivos en la nano-escala
podrían tener a través de conferencias y un par de libros muy populares. En su
disertación doctoral realizada en 1991 en el MIT Media Lab, donde obtuvo el
primer grado doctoral en el área de Nanotecnología Molecular, Molecular
Machinery and Manufacturing with Applications to Computation, y que se publicó
con el título Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation,
que recibió el premio de la Association of American Publishers al Mejor Libro de
Ciencias Computacionales de 1992. Drexler fundó el Foresight Institute en 1986
con la misión de Prepararnos para la nanotecnología. Drexler ya no es más un
miembro del Instituto Foresight.
En 1991se caracteriza e identifica la estructura de los nanotubos de carbono (fig-
7)
En 1998 Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nano lápiz que se
puede utilizar para escribir
Según la Fundación Nacional de la Ciencia de los Estados Unidos, la
nanotecnología y sus productos tienen un mercado actual de 2.6 billones de
dólares, cifra 10 veces mayor a la del mercado actual de la biotecnología.
Hoy, en el mundo existen cerca de 40 laboratorios donde se están llevando a cabo
varias investigaciones sobre la materia. Cerca de 300 empresas utilizan el término
“nano” en sus productos, y algunas empresas de renombre como IBM y Hewlett-
Packard, Nec e Intel, invierten grandes cantidades de dinero en el proceso
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investigativo. De igual forma, la academia se ha venido interesando por el tema, y
universidades en diferentes países han asumido el liderazgo en su investigación.
NANOTECNOLOGIA
La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y
técnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas que
permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Es decir,
nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del
reordenamiento de átomos y moléculas.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas,
demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos
utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y
poco costosos con propiedades únicas
NANOMATERIALES
Los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más pequeñas
que un micrómetro en al menos una dimensión. A pesar del hecho de que no hay
consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores
restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica situaría la nanoescala
entre la microescala (1 micrómetro) y la escala atómica/molecular (alrededor de
0.2 nanómetros).Se pueden subdividir en: nanopartículas, nanocapas
nanocompuestos.
El enfoque de los nanomateriales es una aproximación desde abajo hacia arriba a
las estructuras y efectos funcionales de forma que la construcción de bloques de
materiales son diseñados y ensamblados de forma controlada.
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Existen tres categorías básicas de nanomateriales desde el punto de vista
comercial y desarrollo: óxidos metálicos, nanoarcillas y nanotubos de carbono. Los
que más han avanzado desde el punto de vista comercial son las nanopartículas
de óxido metálico.
TIPOS DE NANOMATERIALES
La Agencia del Medio Ambiente (EPA) de EUA ha clasificado los nanomateriales
actuales en cuatro tipos, a saber:
BASADOS EN CARBONO
Estos nanomateriales están compuestos mayoritariamente por carbono y suelen
adoptar formas como esferas huecas, elipsoides o tubos. Los nanomateriales de
carbono con forma elipsoidal o esférica se conocen como fullerenos, mientras que
los cilíndricos reciben el nombre de nanotubos. Estas partículas tienen muchas
aplicaciones posibles, incluido el desarrollo de recubrimientos y películas
mejoradas, materiales más ligeros y resistentes y diversas aplicaciones en el
campo de la electrónica.
BASADOS EN METALES
Estos nanomateriales incluyen puntos cuánticos, nanopartículas de oro y plata y
óxidos metálicos como el dióxido de titanio.
DENDRIMEROS
Estos nanomateriales son polímeros de tamaño nanométrico construidos a partir
de unidades ramificadas. La superficie de un dendrímero tiene numerosos
extremos de cadena, que se pueden adaptar para desempeñar funciones
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químicas específicas. Esta propiedad se podría utilizar también para la catálisis.
Además, debido a que los dendrímeros tridimensionales contienen cavidades
interiores en las que se pueden introducir otras moléculas, pueden ser útiles para
la administración de fármacos.
COMPUESTOS
Los compuestos combinan las nanopartículas con otras nanopartículas o con
materiales de mayor tamaño. Las nanopartículas, como arcilla a nanoescala, ya se
están añadiendo a numerosos productos, desde piezas de automóviles a
materiales de empaquetado, para mejorar sus propiedades mecánicas, térmicas,
protectoras, etc.
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APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGIA EN EL ACERO
A lo largo de los últimos años, se ha venido dedicando un mayor esfuerzo a la
mejora del acero a través de la aplicación de la nanotecnología en los procesos
productos siderúrgicos. En este sentido, y de modo paralelo a la intensa labor
desarrollada a nivel mundial en esta área, numerosos centros nacionales se
implican cada día con mayor intensidad en el desarrollo de nuevas tecnologías
que puedan ofrecer importantes avances en el campo de los materiales
metálicos .La modificación microestructural de un acero convencional para la
mejora de sus propiedades mecánicas, junto con la capacidad de optimizarlo a
través de nuevos recubrimientos inteligentes, y el desarrollo de nuevas técnicas
que buscan la obtención de cordones nanoestructurados, son algunos de los
procesos estratégicos que la aplicación de la nanotecnología permite desarrollar
de modo innovador con resultados superiores a los obtenidos cuando se trabaja a
mayor escala .
TRATAMIENTO DE SUPERFICIES METALICAS SOMETIDAS A DESGASTE
Las piezas metálicas sometidas a fricción, como herramientas de corte, fresado,
conformado, rodamientos o engranajes, entre otras, sufren continuos procesos de
desgaste y corrosión que limitan su vida útil. El empleo de tratamientos para
proteger las superficies expuestas a desgaste constituye una alternativa apropiada
para mejorar el rendimiento y aumentar la duración de estas piezas. Entre los
tratamientos de superficies que se pueden utilizar figuran el bombardeo con haces
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de iones y la preparación de recubrimientos mediante láminas delgadas o
multicapas.
En el caso de los tratamientos por haces de iones, la pieza a tratar es introducida
en una cámara de alto vacío donde es bombardeada con iones. La energía, el flujo
y el tipo de ion se seleccionan adecuadamente para modificar la composición,
estructura y morfología de las capas más superficiales de la pieza. De este modo,
se puede aumentar la dureza de la superficie y mejorar la resistencia al desgaste
y, en algunos casos, a la corrosión. Entre las ventajas de este tipo de técnica
figura el hecho de que el tratamiento de la pieza se lleva a cabo sin que la misma
sufra calentamientos importantes, normalmente inferiores a 150 ºC, e incluso es
posible efectuarlo a temperatura ambiente controlando las dosis de implantación.
El empleo de recubrimientos consiste en depositar sobre la superficie a proteger
una fina capa de material de elevada dureza y/o bajo coeficiente de fricción que
aumente la resistencia al desgaste de la pieza. Al reducir el coeficiente de fricción,
las temperaturas de trabajo se reducen y con ello se limitan los procesos de
oxidación y corrosión, especialmente en procesos de mecanizado de alta
velocidad. Los materiales típicamente empleados son carburos y nitruros de
metales de transición, como TiN, TiCN, CrN, ZrN, y sus aleaciones con aluminio,
AlTiN, AlCrN, y se pueden combinar en multicapas cuya periodicidad sea del
orden de decenas de nanómetros y con grosores totales del orden de las micras.
Además, los recubrimientos pueden mejorar sus propiedades mecánicas si se
preparan mezclas de fases de cristales de tamaño nanométrico, por ejemplo
TiN+a-SiN. También es posible preparar capas funcionarizadas, cuya composición
varía gradualmente en profundidad (capas gradiente), de manera que se pueda
optimizar tanto el comporta- miento mecánico de la superficie, por ejemplo con
una lámina de TiN, como la adherencia del recubrimiento a la pieza metálica, por
ejemplo con una capa de WC, utilizando una lámina intermedia de transición de
TiC.
Entre las aplicaciones típicas, figuran los tratamientos de superficies de cuchillas
de corte y mecanizado, engranajes y rodamientos, matrices para conformado de
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chapa, o moldes de inyección de plástico. Otras aplicaciones consisten en la
funcionalización superficial de prótesis de cadera y rodilla para mejorar su
resistencia al desgaste, la preparación de recubrimientos de baja fricción sobre la
superficie de discos duros magnéticos para reducir la altura de vuelo de la cabeza
lectora y aumentar la densidad de almacenamiento de información, el crecimiento
de capas decorativas, antirreflectantes, de barrera térmica, etc.
MATERIALES ANTIFRICCION
Los materiales necesarios para los sistemas de contactos antifricción dependen en
gran medida, por un lado, de la tendencia y la velocidad en el desarrollo
tecnológico y, por otro, de las políticas medioambientales. Esta última demanda la
disminución del consumo energético y las emisiones contaminantes, de forma que
los materiales del futuro han de ser ligeros y auto lubricados, pero con baja
resistencia a la fricción y sin desgaste.
El grafito, por su estructura cristalina, tiene excelentes propiedades auto
lubricantes. Incluso en seco, el coeficiente de fricción entre un material de
carbono/grafito y la contracara de rozamiento es comparativamente bajo, por lo
que el deslizamiento entre sus caras es satisfactorio. Además posee una alta
estabilidad a altas temperaturas y es inerte a gran cantidad de agentes químicos.
Los cojinetes y las juntas hidráulicas de las bombas de agua para co- ches que
actualmente se fabrican mediante grafito de grano fi no convencionales presentan
serias limitaciones, tanto tecnológicas como económicas. Así, las mejores
prestaciones de los materiales de grafito se consiguen en la actualidad mediante
infiltración de metales o sales con la problemática que ello conlleva desde el punto
de vista de la legislación ambiental y laboral.
Mediante el uso de materiales de carbono nanoestructurado se pueden conseguir
componentes autos lubricados que no presenten desgaste durante toda la vida de
servicio del equipo y que exhiban mejores rendimientos mecánicos que los
materiales tradicionalmente utilizados. Es posible, de este modo, aumentar la
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carga admisible por superficie hasta en un 50%, gracias al incremento que en la
resistencia mecánica, dureza y tenacidad del componente. Por otro lado el
aumento en las prestaciones mecánicas permite la reducción del tamaño de los
componentes con la consiguiente reducción de costes
MATERIALES CON ALTA DUREZA PARA HERRAMIENTAS DE CORTE
El origen de los compuestos cerámicos-metálicos (cermets) se puede situar
entorno a 1923, fecha en la que se patenta el proceso de sinterización del
compuesto formado por carburo de wolframio con cobalto (WC-Co), un
componente cerámico duro y una fase aglutinante que confiere tenacidad al
material. Este compuesto de metal soldado a los granos de WC, duro, resistente al
desgaste y con una tenacidad considerable fue el punto de partida de la industria
de las herramientas de corte a base de metales duros.
El diamante es la sustancia más dura conocida, es por ello irremplazable como
material en las herramientas de corte. Sin embargo, posee una importante
desventaja y es su reactividad con el hierro, titanio y silicio, lo cual lo hace
inservible para ser utilizado, por ejemplo, en el mecanizado de acero. La síntesis
de materiales intrínsecamente duros requiere de condiciones extremas tanto de
temperatura como de presión, es por ello por lo que los esfuerzos se han volcado
en el desarrollo de nuevos compuestos súper duros (superior a 20GPa) basados
en nano partículas metálicas dispersas sobre matrices cerámicas de alta dureza.
Requisitos: Alta dureza incluso a elevadas temperaturas
Materiales químicamente inertes
Se ha comprobado que en el caso de materiales nano estructurados cerámica-
metal, las interfaces oxido/Metal son más rígidas que las interfaces
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convencionales óxido/metal. Este hecho es debido a que durante la sintetización
del compacto se produce un crecimiento epitaxia de las nano partículas metálicas
sobre aquellos planos cristalográficos del óxido más favorables desde el punto de
vista energético. Como consecuencia de este fenómeno, se produce una mejora
sustancial de la tenacidad del compacto si se compara con los valores de
tenacidad alcanzados en compactos micrométricos.
Por otro lado la dureza de los materiales metálicos aumenta al disminuir el tamaño
de grano debido al aumento de los bordes de grano y con ello la cantidad de
bordes de grano, los cuales impiden el movimiento de las dislocaciones
incrementando la resistencia del metal. Esta relación entre el tamaño de grano y el
esfuerzo de fl uencia viene determinado por la ley de Hall-Petch y explica la gran
dureza que presentan las nano partículas metálicas frente a sus homogéneas
micrométricas. Esto junto con la alta dureza que presentan matrices cerámicas
tales como la espinela o la alúmina hacen que como resultado se puedan obtener
compuestos cerámico/nano metal de dureza muy superior a la de los
correspondientes micro articulados.
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CONSIDERACIONES
MATERIALES QUE REEMPLAZARAN AL ACERO
GRAFENO
El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza.
Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus átomos, puede
formar sustancias con distintas características. A partir del carbono se consigue el
grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se
agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el
tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales. Para que te hagas una idea, su
estructura es similar a la que resulta de dibujar un panal de abejas en un folio.
¿Por qué en un folio? Porque es una superficie plana, de dos dimensiones. El
grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito.
Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy
variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos. Pese a que
el grafeno se conoce desde la década de 1930, fue abandonado por considerarlo
demasiado inestable. No fue hasta muchos años después, en 2004, cuando los
científicos de origen ruso Novoselov y Geim consiguieron aislarlo a temperatura
ambiente. Este descubrimiento no fue baladí, pues gracias a él obtuvieron el
Premio Nobel en 2010.
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El grafeno es de los materiales más duros y fuertes existentes, incluso supera la
dureza del diamante y es 200 veces más resistente que el acero. Es altamente
rígido, de hecho, tiene un módulo de Young de 1 TPa. Por lo tanto soporta
grandes fuerzas sin apenas deformarse. Se trata de un material ligero con una
densidad de tan sólo 0,77 miligramos por metro cuadrado (densidad indicada en
unidades de superficie como causa de su estructura laminar). También cabe
destacar que soporta grandes fuerzas de flexión, es decir, se puede doblar sin que
se rompa. Para hacerse una idea de la capacidad de estas propiedades
mecánicas, el premio Nobel hizo una comparación con una hamaca de grafeno de
un metro cuadrado de superficie y un solo átomo de espesor. Esta hamaca de
grafeno podría soportar hasta 4 kg antes de romperse (equivalente al peso de un
gato). En total esta hamaca pesaría lo mismo que uno de los pelos del bigote del
gato, menos de un miligramo.
AEROGEL DE GRAFENO
El aerogel (fig-8) es un sustancia coloidal similar a un gel, muy ligero (está
compuesto en más de un 90% de aire) a la par que muy resistente y que se ha
utilizado incluso para capturar y traer de vuelta a la Tierra los “desechos” que deja
tras de sí un cometa en su recorrido por el sistema solar. Sin embargo, el aerogel
de grafeno, es un material aún más novedoso y sorprendente que el aerogel y que
tiene el record de ser el material más ligero del mundo al poseer una densidad de
tan solo 0,16 mg/cm3. Además, gracias a su resistencia y a su potente capacidad
de absorción, hasta 900 veces su peso, podría tener interesantes usos como en la
recogida de vertidos tóxicos en el mar o la creación de prótesis y plantillas. Este
material que técnicamente es una solución de nantotubos de carbono congelados
en seco y láminas de óxido de grafeno ha sido inventado por científicos de la
Universidad de Zhejiang, en China.
ESPUMA DE METAL O DE ALUMINIO
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Otro material cuya principal característica es su ligereza a la vez que una
gran fortaleza. La espuma de aluminio (fig-9) es un material muy poroso con
distribución aleatoria de los poros que pueden estar abiertos o cerrados. Los poros
pueden llegar a ocupar un volumen del material entre el 50 y el 90%, lo que le
confiere la buscada ligereza. Aunque lo más frecuente es que la espuma sea de
aluminio, se puede encontrar de otros muchos metales. Existen diversas formas
para producirlo. Uno de los métodos más utilizados es mediante la adición de un
agente espumante, titanio hibrido molido, al aluminio fundido para dejarlo
posteriormente enfriar.
Por sus características especiales, ligereza, fortaleza, absorción acústica, control
de vibración, flotación, etcétera es un buen candidato a utilizarlo en industrias
como la automotriz, construcción, ortopédica o aeroespacial.
VALOR DE MERCADO
Dada las características de la nanotecnología y su lenta inserción en el mundo de
los materiales, tal es el caso del acero, nos fue imposible cuantificar
económicamente el valor de mercado que posee este con respecto al acero; sus
valores aún están determinados por estudios científicos, y estimativos que se
hacen en relación a una aplicación específica. Si bien es cierto que ya se está
aplicando sólidamente en algunos aplicaciones de acero aun no son posibles de
cuantificarlas por lo poco masivo que es aun en este campo, no así como en la
medicina ,electrónica , robótica, biología temas que ya están siendo tratados
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desde los inicios de la nanotecnología lo que ya les permite tener un valor
estimativo de aplicación.
CONCLUSIONES Y FODA
Al culminar este informe, pude apreciar el desarrollo que la nanotecnología ha
obtenido a lo largo del tiempo, extendiéndose a diversas industrias donde su uso
variado y sus aplicaciones múltiples han provocado una revolución en cada una de
las áreas desarrolladas pero destacando en el área de la construcción. La
nanotecnología facilitará materiales más ligeros, resistentes, con menor impacto
ambiental e incluso autoadaptables otorgando a nuestra sociedad construcciones
seguras, de alta durabilidad y resistencia al deterioro, buen comportamiento
mecánico, entre otras.
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Como grupo de trabajo la organización y desarrollo de las actividades designadas
ha sido cada vez más confortable, ya que, nos hemos ayudado de una u otra
forma y la comunicación entre grupo ha ido mejorando.
FODA
Fortaleza:
El apoyo de mi familia ha sido incondicional, mi esposo, mi madre y hermana me
incentivaron a iniciar el gran desafío de ser profesional, cada día me alientan con
sus palabras, he pensado en más de una oportunidad dejar de estudiar por mi
trabajo y tiempo pero al igual que mi familia he tenido el apoyo de mis
compañeros.
Oportunidades:
El conocer gente nueva me ha otorgado nuevos sueños, entender que sí me
propongo en hacer las cosas puedo hacerlas, que a lo mejor por mis debilidades
me costara pero nada es imposible.
Debilidades
Muchas veces me es difícil interactuar con los demás por primera vez, lo que ha
demostrado ante mis superiores no mostrar un interés ante las cosas, he intentado
en más de una oportunidad poder revertir esta que considero una de mis mayores
debilidades, ya que, durante mis años de estudio en enseñanza media y durante
mis años de trabajo ha afectado mis capacidades de poder optar a mejores
oportunidades ya sean laborales o de otra índole.
Amenazas
El lugar donde vivo, ya que es una zona rural donde solo el 4% de la población es
profesional, donde los medios de transportes y tecnológicos son escasos y donde
las oportunidades para los que quieren ser profesionales son mínimas ya que para
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estudiar carreras profesionales deben venir a Santiago considerando 4 horas de
viaje.
Betzabeth Dalila Balladares Molina.
Podemos concluir que la nanotecnología ha ayudado al acero a mejorar
ostensiblemente sus capacidades tecnológicas para así utilizar al máximo la
capacidad de este. Además debemos tener en cuenta que en unos años la
nanotecnología seguirá influyendo de manera positiva en el acero y la
construcción, por lo que no debemos extrañarnos por los futuros dispositivos y
elementos tecnológicos aplicados para disminuir el peso y las dimensiones del
acero.
FODA
FORTALEZA
Mi mayor fortaleza según mi consideración, es mi capacidad de adaptarme a
distintos escenarios, aunque estos sean adversos además tengo una gran
capacidad de dialogo y elocuencia para afrontar problemas, personas y desafíos.
OPORTUNIDADES
En cada crisis o gran dificultad, encontramos la oportunidad de demostrar nuestras
fortalezas, y considero que es ahí donde mejor me desenvuelvo en los momentos
de crisis es donde me gusta tomar las riendas y conciliar posiciones sin necesidad
de imponer ideas, si no que entregando mi aporte al grupo y así hacerlo más
fuerte.
DEBILIDADES
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Mi mayor debilidad es que me gusta trabajar con presión, por lo que siempre
termino dejando todo al final y haciendo mi parte con la soga al cuello, además el
exceso de confianza suele jugarme malas pasadas.
AMENAZAS
La más importante amenaza para mi soy yo mismo, ya que mi personalidad a
veces no es comprendida, y yo tiendo a pensar que el mundo está en mi contra,
eso sumado a malos entendidos no hace más que ir en desmedro del resultado
final.
Pedro Alexis Lagos Mellado.
Al terminar este informe ciertamente se adopta la realidad de que la nano
tecnología produce un gran avance y puede ofrecer múltiples y variadas
posibilidades para el desarrollo, y que además está influyendo mucho en cuanto a
las investigaciones para mejoras en todos los sentidos existentes. . En un futuro
inmediato, podríamos concebir edificios cinco veces más altos que soportaran
cargas cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran más esbeltas,
y que ante un sismo no se fracturaran. Imaginaríamos edificios cuyas paredes y
pisos cambiaran de color conforme la luz del sol cambiara de tono. Pensaríamos
entonces en muros divisorios que fueran transparentes en el día, y opacos en la
noche. Veríamos casas de dos pisos, fácilmente remolcadas por un pequeño
vehículo, para cambiar de ubicación; en cualquier supermercado se podrán
obtener componentes estructurales, a precios económicos, suficientemente ligeros
para que un niño de cuatro años los pudiera cargar.
FODA
FORTALEZAS
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Considero que es mi capacidad de salir adelante con cualquier trabajo que realice
aunque hayan factores que no dependen de mí, de igual manera encontrare la
forma de responder por ello; también mi perseverancia y tozudez cuando me
propongo algo y el querer ayudar siempre cuando este en mis posibilidades.
OPORTUNIDADES
Cuento con uno de los pilares más fuertes que puedo tener en mi vida que son mi
señora y mi hija, el otro es mi hermano y toda la gente que me quiere y creen que
esta vez podre sacar esta carrera adelante; he conocido algunos profesores que
tienen el interés real de querer enseñar y amistades que cada día se fortalecen
más. He podido esta vez compatibilizar de buena manera los estudios y el trabajo.
DEBILIDADES
Mi poca tolerancia con algunas personas, me logro enojar muy fácilmente y me
decepciono muy rápido en ocasiones ; no permitirme a veces disfrutar más con mi
familia por sacar un trabajo adelante; no apreciar a veces el real valor de las
personas.
AMENAZAS
Dejarme influenciar por rumores malintencionado y sacar conclusiones
apresuradas; perder la claridad de mis ideas por momentos de rabia; rodearme de
gente y situaciones que no aportan nada a mi vida y que producen una limitación
psicológica en mis proyecciones personales.
Leonardo Jaime Saldias Irarrázabal.
Por este informe se concluye que gracias a la nanotecnología se ha logrado
fabricar aceros y hormigones más resistentes y ligeros, aportando mejoras en
infraestructuras y edificación. Este tipo de tecnología ha conducido a una serie de
nuevos materiales cuyas propiedades y características básicas pueden ser pre
diseñadas antes de su creación. La nanotecnología es, sin lugar a dudas, de vital
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importancia para la investigación de materiales en el nivel mundial, por lo que,
tanto en el presente como en el futuro, para la industria de la construcción se
convierte en una tecnología fundamental.
FODA
FORTALEZAS:
Me considero una persona perseverante ya que aunque me cueste adaptarme
muchas veces a las situaciones que se me presentan siempre busco darle
soluciones óptimas para poder siempre lograr ser visto de una buena manera por
las personas con las que me encuentro en cada situación.
Soy una persona que siempre quiere cumplir sus metas que ante la adversidad
que aunque todo se me haga complicado siempre logro tener la convicción de
que si quiero algo lo puedo hacer.
OPORTUNIDADES:
En este momento me encuentro trabajando con un buen grupo de personas que
siempre están al pendiente de cuáles son las circunstancias en las que me
encuentro. Siempre logro tener su apoyo y consejos para así lograr ir mejorando
cada vez más y más.
DEBILIDADES:
Soy una persona demasiado llevada a mis ideas y esto hace muchas veces caer
en discusiones con las personas que me rodean ya que no siempre las personas
que me rodean comparten las mismas ideas y/o pensamientos. Soy demasiado
distraído y en muchas ocasiones esto me ha traído más de alguna mala
experiencia.
AMENAZAS:
Al ser una persona muy poco tolerante a veces y muy dejado en ocasiones esto
hace muchas veces que las personas con las que trabajo siempre pongan en
duda lo que digo o hago, por ende las personas con las que trabajo les cuesta
lograr tomar confianza respecto a lo que debo realizar.
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Nicolás Ignacio San Martin Parra.
Felipe Eduardo Valenzuela Sepúlveda.
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ANEXO
Fig-1 Richard Feynman ,precursor de la nanotecnología.
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Fig-2 Norio Taniguchi utilizo el término “nanotecnologia “por primera vez.
Fig-3 Microscopio de Efecto Tunel.
Fig.-4 Fullereno.
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Fig-5 Eric Drexler autor de Motores de la Creacion;inicio la nanotecnología
molecular.
Fig-6 Don Eigler fue el primero en manipular átomos usando un microscopio de
efecto túnel en 1989.
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Fig-7 Nanotubos de Carbono
Fig-8 Aerogel de grafeno
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Fig-9 Espuma de Metal o de Aluminio.
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