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- Andrés Cuenca Farías
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2 APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA NANOTECNOLOGÍA QUÉ PUEDE APORTAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA? EJEMPLOS PRÁCTICOS
3 QUÉ PUEDE APORTAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA? EJEMPLOS PRÁCTICOS CONTENIDOS DE LA PRESENTACIÓN
4 DEFINICIÓN DE NANOTECNOLOGÍA I + D + I NANOCIENCIA NANOTECNOLOGÍA NANOINDUSTRIA
5 CORRIENTES DE INVESTIGACIÓN Nanopartículas Nanotubos Materiales nanoporosos Fulerenos NANOMATERIALES Puntos quánticos Materiales nanoestructurados Nanofibras Nanocápsulas Nanohilos Dendrímeros
6 CORRIENTES DE INVESTIGACIÓN MINIATURIZACIÓN Fabricación de estructuras y dispositivos cada vez más pequeños NUEVAS ESTRUCTURAS NANOMÉTRICAS Manipulación de átomos y/o moléculas para crear estructuras nuevas más complejas
7 MÉTODOS COMERCIALES DE FABRICACIÓN NANOPARTÍCULAS Química coloidal Procesos químicos en húmedo Métodos hidrotérmicos Sol-gel Procesos de precipitación Procesos mecánicos Molienda Fresado Técnicas de aleación mecánica
8 MÉTODOS COMERCIALES DE FABRICACIÓN NANOPARTÍCULAS Procesos de formación in-situ Litografía PVD / CVD Recubrimientos por spray Síntesis en fase gas Pirólisis Electroexplosión Ablación láser Evaporación a alta temperatura Técnicas de síntesis por plasma
9 PRINCIPALES MERCADOS DE LA NANOTECNOLOGÍA MÉDICO / FARMACÉUTICO QUÍMICO / MATERIALES AVANZADOS TIC ENERGÍA AUTOMOCIÓN AEROESPACIAL TEXTIL AGRÍCOLA
10 PRINCIPALES MERCADOS DE LA NANOTECNOLOGÍA Segmentación industrial estimada para el año 2015 (Fuente: U.S. National Science Foundation)
11 VENTAJAS Y LIMITACIONES VENTAJAS LIMITACIONES Nuevos materiales con propiedades únicas muy especiales Dominan efectos cuánticos Aumento relación superficie / volumen Modificación propiedades ópticas, magnéticas, térmicas, mecánicas y eléctricas Mayor reactividad química Determinación de los posibles costes para la salud y el medio ambiente y necesidad de nueva normativa específica (protocolos de riesgo) Gran cantidad de aplicaciones en fase de I+D
12 PRINCIPALES ÁREAS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL NANOBIOTECNOLOGÍA Difusión de medicamentos Diagnosis Implantes Nuevos medicamentos Ingeniería de tejidos NANOMATERIALES Bienes de consumo Aeroespacial / Defensa Textil Energía INTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA Dimensión crítica Determinación de grosor Análisis químico Control de calidad Cosméticos Empaquetamiento Construcción Catálisis NANOELECTRÓNICA Automoción Fotónica Almacenamiento de datos Pantallas Células solares Computación cuántica SENSORES Y ACTUADORES Monitorización de la contaminación Dispositivos médicos Electrónica de consumo Vehículos
13 NANOBIOTECNOLOGÍA Obtención de nuevos medicamentos Producción de proteínas recombinantes e ingeniería metabólica de microorganismos Nanopartículas para terapia y diagnosis médica Difusión de medicamentos mediante nanotecnología de SCF
14 Manipulación de fluidos a escala micro y nanométrica NANOBIOTECNOLOGÍA Diagnosis molecular Nuevos medicamentos y liberación controlada de fármacos Biosensores Diagnosis, chips de DNA y sensores de proteínas
15 NANOMATERIALES Composites de matriz cerámica autorreparable Nanoarcillas de caolín (composites) Nanotubos de halloysite (cosméticos, pesticidas, fármacos) Nanomateriales en general Nanopartículas de diamante Nano-Al 2 O 3 Nano-Cu
16 Nanopartículas cerámicas NANOMATERIALES Nanorrecubrimientos de sílice Nanoarcillas Nanotubos de carbono
17 NANOMATERIALES Raquetas de tenis más flexibles y resistentes gracias a CNT s Productos cosméticos más eficaces y protectores (cremas antiarrugas basadas en nanocápsulas de polímeros activos, cremas solares con nanopartículas de TiO 2 anti-uva) Vestimenta resistente al arrugado (nanorrecubrimientos)
18 Textiles autolimpiantes (Efecto Loto) NANOMATERIALES Textiles transpirables repelentes al agua Obtención de nanofibras por electrohilatura Textiles con memoria de forma Nanofibras para filtros industriales Textiles antiolor / antimicrobianos
19 Microscopía AFM / SPM INTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA MS Modeling (Software de modelización/simulación de nanotecnología) Instrumentación en genaral (XPS, UPS, ISS, AES, SAM, HREELS, LEED) Zetasizer Nano Tamaño de partícula Potencial ζ Peso molecular Nano-Luminograph T g nanocapas Estructura superficial Reflectómetro EUV Absolute Sedimentation Gauge Estabilidad de soluciones de NP s
20 NANOELECTRÓNICA Esquema de dispositivo de memoria no-volátil FinFlashes Procesado y fabricación de NP s magnéticas SENSORES Y ACTUADORES Sensores para la industria del vino, agroalimentaria y medioambiente
21 NANOBIOTECNOLOGÍA Complejo dendrímero uniéndose a receptores celulares de folato (Michigan Center for Biologic Nanotechnology) Gliconanopartículas fluorescentes o magnéticas para su aplicación como marcador celular (grupos sanguíneos a través de la saliva) o como terapia antiadhesiva en metástasis (CSIC) Biosensor capaz de detectar residuos de hormonas anabolizantes ilegales (CSIC-ICFO ) Chip de DNA molecular (Humboldt University of Berlin PlasmaChem GmbH)
22 NANOMATERIALES Lana Merino teñida con nanopartículas de oro (Victoria University of Wellington) Nanopartículas de diferentes tamaños suspendidas en solución (Frankel, MIT -National Science Foundation Report, Societal Implications of Nanotechnology March 2001 Fulerenos funcionalizados (Institute of Nanotechnology) Nuevas aplicaciones industriales del dióxido de titanio Dendrímeros funcionalizados (ICMA, Unizar)
23 INTRUMENTACIÓN Y METROLOGÍA Funcionalización de puntas AFM (SCT-UB) Combinación de diversos instrumentos (Ejemplo: AFM + FM, Asylum Research) SENSORES Y ACTUADORES Tratamiento con caracterización in-situ (Ejemplo: LP-Plasma + Análisis XPS, CSIC) Nanohilos que emiten luz UV para sensores y biosensores, puntas SPM, cirugía láser o electrónica (NIST)
24 NANOELECTRÓNICA Membrana de grafeno monoatómica para tamices moleculares, interruptores ultrarrápidos, imagen molecular (Manchester University, UK Institute of Microelectronics Technology, Russia Max Planck Institute, Germany) Crecimiento de CNT s sobre lugares predefinidos de wafers de silicio para microelectrónica (Infineon Technologies) Refrigerador termoeléctrico de película delgada, TFTEC (Intel Corporation) Interruptor molecular (Columbia University, Arizona State University; USA) Mayor eficíencia de células solares de TiO 2 incorporando CNT s (University of Notre Dame, USA)
25 GENERALES Mejor conocimiento de la naturaleza Avances científicos y en la educación Nuevos procesos / productos industriales Mejoras económicas Progresos en la salud Avances en gestión ambiental y sostenibilidad PARTICULARES Procesos productivos a escala nanométrica Nanomateriales (nuevas propiedades imposibles de conseguir macro o microscópicamente) Electrónica (semiconductores y circuitos integrados) Medicina (mejoras importantes en diagnosis y tratamiento médico) Farmacéutica (nuevos fármacos) Plantas químicas (catalizadores nanoestructurados, nuevos productos) Transporte (nanomateriales, nanoelectrónica, aeroespacial) Sostenibilidad nuevos filtros) (mayor eficiencia en conversión de energía solar,
26 ES ÚTIL APLICAR LA NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA? Sí, se pueden fabricar nuevos productos de alto valor añadido que permitan aumentar la competitividad de una empresa y su diversificación en el mercado. ES NECESARIO? Depende del sector de aplicación, pero potencialmente es una de las oportunidades de negocio más interesantes. ES POSIBLE? Sí, en gran cantidad de aplicaciones. QUÉ SE REQUIERE? Know-how, actividades de vigilancia tecnológica y, por supuesto, ser emprendedor.
27 GRACIAS POR SU ATENCIÓN
28 Passeig 22 de Juliol, Terrassa (Barcelona) Tel Fax Llorenç Bautista lbautista@leitat.org
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