Del Laboratorio a la Sociedad y el Mercado. Ernesto Julio Calvo INQUIMAE. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires

Transcripción

1 Del Laboratorio a la Sociedad y el Mercado Ernesto Julio Calvo INQUIMAE. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires

2 Zoom-In SEM-Glasgow University x250k

3 Why cannot we write the entire 24 volumes of Encyclopaedia Britannica on the head of a pin? A reduction in size all the writing in the Encyclopaedia by 25,000 times. Richard Feynman, Caltech, December 29 th 1959 Then he said there is plenty of room at the bottom to fulfill his challenge of writing the 24 volumes of the Britannica in the head of a pin. 1 nanometre = 0, mm

4 Ley de Moore Conventional Devices 0.35µm, Intel Pro 0.25µm, TI Transition Region Quantum Devices Atomic Devices?

5 En 1974 Ratner and Aviram propuesieron que podrian fabricarse diodos y transistores con una sola molecula.

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7 Las propiedades dependen del tamaño D. O. S. D. O. S. D. O. S. D. O. S. E E E E 3D Bulk Semiconductor 2D Quantum Well 1D Quantum Wire 0D Quantum Dot

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9 Atomic Force Microscopy

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11 Q-DOTS: Confinamiento cuantico en NP semiconductores

12 Propiedades determinadas por el material, tamaño y forma

13 Nano partículas 0.1µmx0.1µm 0.1µmx0.1µm

14 Synthesis of Gold Hydrosols Andy Cooper Irshad Hussain Haifei Zhang Sodium acrylate 200 nm PSA-GNP 100nm Sodium oxalate Sodium maleate HAuCl 4 (Aq.) 200 nm PVP/Reflux mw 50 nm 100 nm

15 CARBON NANOTUBES Singlewalled (SWNT) and Multiwalled (MWNT) Carbon Nanotubes Dimensions SWNT: nm Diameter, Microns Long MWNT: 2-25 nm Diameter, Microns Long Structure Highlights Lattice Helicity Straight, Hollow Tubes Capped Ends, Topological Defects Discovery: S. Iijima, Nature, 354, 56, 1991 Courtesía de P.M. Ajayan

16 Podemos manipular los átomos

17 Sistemas Químicos Integrados Tamaño y organización jerárquica A.J. Bard, Integrate Chemical Systems, John Wiley & Sons, 1994

18 Autoensamblado Molecular 1750Ax1750A 500Ax500A 200 A x 200 A 75Ax75A

19 Quimíca Nanotecnología Se Necesita un Enfoque Multidisciplinario Física Atomos Sólidos Moléculas Supra Moleculas Semiconductores Estructuras de 1Ds Electrónica en Escala Molecular Cells Sistemas Naturales Proteinas Escala Atomica Nanotecnología Instrumentacion Biología Ingeniería

20 APLICACIONES

21 Recubrimiento anticorrosivo por ensamblado molecular de nanoestructuras

22 Superficies inteligentes que imitan la biologia Superficie superhidrofobica que imita la hoja de Loto M. Rubner, Nanoletters, 2004, 1349

23 Recubrimientos Inteligentes: Autoreparación de fisuras en recubrimientos polimericos NATURE VOL FEBRUARY

24 ENERGIA LIMPIA Nanoparticulas catalizadoras en Celdas de Combustible

25 Puntos cuánticos para diagnóstico Nature Biotechnology, 21, 2003, 32-33

26 Medicion de Glucosa en Pacientes Diabeticos

27 DNA Analysis With Nanoparticles-Use as Proximity Probes Alivisatos et al, Mirkin et al, Nature

28 Magnetic resonance imaging Magnetic nanoparticles used as contrast agent to view brain tumors and lesions Go preferentially to one type of tissue Locally modify the relaxation time of proton nuclei Oregon Health & Science University

29 Aplicaciones en Medicina Terapeutica SWNT funcionalizado con Cy3-DNA, ε = 7.9 x 10 6 M -1 cm -1

30 Magnetics in Drug Delivery

31 MEDICINA REGENERATIVA Diseño de moleculas y nano-estructuras autoensambladas en armazones celulares para reparacion human con ejemplo de dano cerebral. Reparacion del esqueleto, la espina dorsal y diabetes. S.I. Stupp, Science 303 (2004) p

32 Valor Económico Región EU JAPON USA OTROS TOTAL % de (100%) 559 (129%) 687 (159%) 825 (191%) 1535 (355%) 2350 (547%) %) 3700 (866%) 4100 (945%)

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34 The Barry Johnson Slide Is this the Real Picture? Molecular Materials for Electronic Applications

35 Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)

36 Mapa de ruta para los productos nanotecnológicos Nature Biotechnology, 21, 2003,

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38 Nano actividades en Argentina 4 Redes de N&N (actualmente en evaluacion) Centro Binacional Argentino-Brasilero de Nanociencia y Nanotecnologia. Fundación Argentina de Nanotecnología Bases para un Plan Estratégico de Mediano Plazo en Ciencia, Tecnología e Innovación (2005) : Tecnologías Avanzadas: NANOTECNOLOGIA IP-PAE CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA (Bariloche- Buenos Aires-La Plata)

39 MOTOROLA SEMICONDUCTOR SECTOR 2000 DDL s Global Research Initiative - Latin America Trip Itinerary Review Again San Carlos de Bariloche 27th July Balseiro Institute & Argentine National Atomic Institute San Carlos de Bariloche Buenos Aires * * Campinas * La Plata Sao Paulo Buenos Aires, 2nd - 4th August University of La Plata & The University of Buenos Aires San Paulo, 4th - 6th August University of Campinas & The University of Sao Pauo

40 Why Invest in Latin America? Within South America, it seems the best way to gain a high corporate profile is through interaction with universities. Impressive Research Work Attain a High Corporate Profile - Recruiting - Political - Potential LA Market Why Were USP/Campinas/Baseiro/Buenos Aires and La Plata Chosen? All are Politically high profile institutions All are recognized as premier academic institutions Most have an existing Moto. Infrastructure Most have an ISTEC affiliation. (R. Jordan/H. Pollard)

41 ELECTRONICS WITH MOLECULES AND Q-DOTS Quilmes Nanoscience Workshop Tucumán, May 15-20, 2003

42 Bioinspired Nanoscience and Nanotechnology, Bariloche February 2005 (NSF Sponsored Meeting)

43 ANTECEDENTES Datos de En el año 2000 la interaccion y red era muy incipiente.

44 ANTECEDENTES Interacciones medidas por publicaciones Los datos de 2005 muestran un importante aumento en la interaccion, en particular entre Bariloche, Buenos Aires y La Plata

45 Propuesta IP-PAE 2006 CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA (CINN) Polo Buenos Aires Polo Bariloche Polo La Plata Aproximadamente 100 científicos, miembros de la carrera del CONICET y con reconocimiento nacional e internacional.

46 INSTITUCIONES BENEFICIARIAS UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES (UBA) COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA (CNEA) CONSEJO NACIONAL DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS Y TECNOLOGICAS (CONICET)

47 Grupo Responsable Dr. Ernesto J. Calvo (UBA-CONICET) Dr. Carlos Balseiro (CNEA-CONICET) Dr. Roberto Salvarezza (UNLP-CONICET) Dr. Oscar E. Martinez (UBA-CONICET) Dr. Alejandro Fainstein (CNEA-CONICET) Dr. Federico Williams (UBA-CONICET) Dr. Galo Soler Illia (CNEA-CONICET) Dr. Felix Requejo (UNLP-CONICET)

48 Empresas proponentes, demandantes, adoptantes INVAP NANOTEK DARMEX B&W IMPLANTES TENARIS-SIDERCA

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50 OBJETIVOS GENERALES El objetivo general es crear una plataforma científica a través de un Centro de Excelencia (virtual) interdisciplinario, el CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA capaz de servir de base para el desarrollo sostenido de la Nanotecnologia en Argentina. Existen numerosos ejemplos de tales Centros de Excelencia en Chile, Brasil, Europa, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Autralia, etc. Generador del conocimiento básico y formará recursos humanos que posibiliten el desarrollo de las nanotecnologías en el país a través de desarrollos propios o en asociación con empresas, investigación y desarrollo bajo contrato, licenciamiento y venta de tecnología, etc. El CINN se propone articular las capacidades de excelencia existentes en el país y crear nuevas capacidades científicas con el fin de actuar como núcleo para la creación de dicha base.

51 AREAS DE TRABAJO Síntesis y caracterización de moléculas y nanoestructuras, autoensamblados moleculares y superficies funcionalizadas Fabricación y caracterización de materiales nano y micro-estructurados. Caracterización "multitécnica (estructural y local)" Nuevos fenómenos en la nanoescala Modelado teórico y computacional en la nanoescala. Diseño de materiales y dispositivos Sensores y actuadores físicos y químicos haciendo uso de propiedades en nanoescala. Nueva instrumentación Capacidad de Caracterizacion de Nano-objetos

52 Algunas Tecnologías Superficies nanoestructuradas - Superhidrofóbicas - Biocompatibles - Inteligentes (autoreparables) - Autolimpiantes Nanopartículas - Remediación ambiental - Nanoplata en fibras textiles (nanoplata) - Nanopartículas para catalizadores - Nanopartículas en electrocatalizadores para celdas de combustible y electrolizadores Sensores - Sensores de gases - Sensores de radiación - Biosensores Membranas para Nanofiltracion Nano-códigos de barras Etc.

53 Instrumentos a 4 años 4 PAEs ( $us. c/u en equipamiento) PME1: Facilidad Instrumental de Caracterización de Nanopartículas y Superficies Nanoestructuradas del Polo Buenos Aires PME2: Sensado y estructuración en la Nanoescala PME3: Primer Laboratorio Argentino de Espectroscopia por Absorción de Rayos X. PME4: Microscopia, espectroscopia y Nanomanipulacion 2 PID con Empresas (hasta $us c/u) Escuela de Posgrado en Nanociencia y Nanotecnología (IP-PRH) PIDRI (Reinserción o relocalización de investigadores) aprox. 12 PFDT (60 becarios doctorales en los proximos cuatro años) (Maestria en Nanociencia y Nanotecnologia)

54 La historia recien comienza Muchas gracias