Sensores basados en nanotubos de carbón pueden ser grabados mecánicamente.

Los nanotubos de carbón (NTc) presentan una gran propiedad para la detección de gases en el ambiente. Sin emabargo, los métodos utilizados típicamente para construir sensores basados en nanotubos de carbono son peligrosos y no son adecuados para producción a gran escala.

Un nuevo método ha sido creado por investigadores del MIT, en el que sustituye el grafito de un lápiz, por un comprimido de NTc. 

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Nanotechnology in Aerospace Materials

Figure 1. The aerospace industry is under pressure to improve it’s environmental footprint, primarily by making aircraft more efficient. 

The aerospace industry is one of the most important heavy industries in the world. Countless companies rely on the ability to ship products and people around the world with the speed that can only by achieved by air. The aircraft manufacturing market was worth xxx billion in 20xx, and the bulk of this was accounted for by military spending.
Along with this huge economic value, however, comes huge consumption, and one of the largest carbon footprints on the planet relative to the size of the market. For this reason, the major drivers in current aerospace R&D are towards lighter construction materials and more efficient engines – the overall goal being to reduce fuel consumption and carbon emissions associated with air travel and air freight. The significant interest in nanotechnology for the aerospace industry is justified by the potential of nanomaterials and nanoengineering to help the industry achieve this goal.
This article will review some of the nanomaterials which are already being applied in aerospace manufacturing, and the benefits they can provide.

Nanostructured Metals

Bulk metals with some nanoscale structure are already widely used in aircraft manufacturing. It is now well known that nanostructured metals – exhibit considerably improved properties compared to their counterparts with microscale or larger grain structure.
This is particularly noticeable for properties which are crucial for materials used in aircraft – primarily yield strength, tensile strength and corrosion resistance, coupled with low density which helps keep the total weight of the aircraft down.

Figure 2. Bulk nanostructured metals exhibit much better mechanical properties and corrosion resistance than their counterparts with larger crystal structures.

Polymer Nanocomposites

Various nanomaterials have been used as filler materials to enhance the properties of structural and non-structural polymers used in aircraft construction. The most commonly used nanomaterials include nanoclays, carbon nanotubes, nanofibres, and graphene.
Carbon nanotubes in particular have been shown to give excellent advantages when used as fillers in various polymers, due to their exceptional stiffness, toughness, and unique electrical properties.
Nanocomposites typically have superb weight-to-strength ratios, and enhanced resilience to vibration and fire, making them ideal for use in the aviation industry. The properties of the nanofillers, like the conductivity of nanotubes, for example, can create interesting opportunities for multifunctional materials.
The properties of polymers enhanced by nanomaterial fillers are so well-tuned to the requirements of aircraft manufacturers, that they are actually being used to replace some of the metals used in the airframes. This obviously brings along huge weight savings, and often cost savings as well.

Tribological and Anti-Corrosion Coatings

Another major trend in the materials used in aircraft is towards nanocoatings to enhance the durability of metals. In particular, magnesium alloys, which are far lighter than steel or aluminium, are prone to corrosion, due to the high chemical reactivity of magnesium. Coatings can help prevent corrosion, but the type typically used contain chromium complexes which are a highly toxic pollutant.
Materials used for these novel anti-corrosion nanocoatings include silicon and boron oxides, and cobalt-phosphorous nanocrystals.
Nanocoatings are also now being used on turbine blades and other mechanical components which have to withstand high temperatures and friction wear. Tribological coatings can drastically lower the friction coefficient and improve resistance to wear – this greatly improves the efficiency of the engines.
Many nanostructured and nanoscale coating materials have been suggested as possible friction modifying agents, such as carbides, nitrides, metals, and various ceramics.

Figure 3. The defense sector drives a lot of the innovation in many industries, and aerospace is no exception. High-performance military aircraft require exceptional materials, which will eventually find their way into commercial vehicles. 

This is just a brief overview of some of the nanomaterials being used in aerospace. The drive for lighter and more efficient air vehicles has led to the rapid adoption of nanotechnology in aerospace manufacturing.
The main roadblock, as with many industries looking to adopt nanotechnology, is caused by uncertainty over the environmental and health and safety implications of these materials. Whilst nanomaterials can often be less toxic than the current materials used, the effects of long-term exposure to these novel materials are still uncertain.
The potential of nanotechnology in the aerospace industry cannot be denied, however. Outside of airframe and component materials, nanotechnology applications have been found in lubricants, fuel, adhesives and many other areas.
Nanotechnology is also helping engineers to create vehicles with the necessary properties to endure the harsh conditions of space.

Estrategia de búsqueda

Nanoestructuras de carbón bidimensionales

Nanoestructures in title (TI) AND Carbon in all text (TX)

Nanotecnología médica

Nanotechnology in title (TI) AND medicine in title (TI)

Dispositivos electrónicos basados en grafeno

Graphene in title (TI) AND Transistor in all text (TX) AND Naumis in author (AU)

 

Dispositivos electrónicos basados en grafeno

Debido a sus propiedades físicas y conductivas, el grafeno es un posible material para la fabricación de nuevos dispositivos electrónicos, como transistores. Un modelo de fabricación para un transistor de efecto de campo (FET) emplea nano-listones de diferentes anchos. La diferencia de ancho en los listones produce que el grafeno  se comporte como conductor o resistor. En la figura se muestra el diagrama del modelo FET, dónde se muestran dos listones con anchos diferentes W1 y W2. Ambos listones de grafeno en los extremos, correspondientes a W1 se comportan como metal, es decir no presentan resistencia al flujo de corriente eléctrica. La sección central corresponde a un listón de grafeno con W2, que secomporta como semiconductor. Al aplicar un voltaje en dirección V, la propiedad de semiconductor de la sección L cambia a conductor, lo que resulta en un flujo de corriente en dirección Vx.

Naumis, G. G., Terrones, M. M., Terrones, H. H., & Gaggero-Sager, L. M. (2009). Design of graphene electronic devices using nanoribbons of different widths. Applied Physics Letters95(18), 182104. doi:10.1063/1.3257731

Nanotecnología médica

La aplicación de la nanotecnología en el campo de la medicna une dos campos interdisciplinarios con un potencial social y económico sin precedentes.  La necesidad por nuevos medicamentos ha llevado a la medicina a incursionar a la investigación en nanoescala. Una ventaja presentada por la nanoescala es la inhercia hacia los sistemas biológicos.  Investigaciones en la nanotecnología han brindado a la medicina aplicaciones como los biomarcadores, diagnósticos moleculares, administración de fármacos, diagnósticos, biosensores, y regeneración de tejido, mediante el uso de materiales como fulerenos, nanotubos de carbon, puntos cuánticos, dendrímeros, liposomas y nanopartículas magnéticas

 

Basavaraj, K. H. (2012). Nanotechnology in Medicine and Relevance to Dermatology: Present Concepts. Indian Journal Of Dermatology57(3), 169-174. doi:10.4103/0019-5154.96186

Nanoestructuras de carbon bidimensionales

Desde su descubrimiento, el grafeno se ha convertido en tema principal de estudio científico, en cuanto a investigación de materiales y propiedades físicas. Los átomos de carboo cuentan con la propiedad de poder tener orbitales s y p hibridizados. El carbon con orbitales sp2 y sp3 son capaces de formar enlace hacia tres y cuatro vecinos carbones, respectivamente. Este tipo de enlaces entre los orbitales sp de los carbones dan forma a las estructuras del diamante y del grafeno. El grafeno es un alótropo de carbón, el cual tiene una estructura bidimensional 2D (capa monoatómica de carbón) en forma de panal. En diferencia a otras estructuras cristalinas 2D, el grafeno tiende a presentar gran estabilidad ante el aumento de temperaturas, mediante el cambio de estructura a nanotubos, fulerenos, y capas de grafito. Por otra parte, dicho material bidimensional ha sido tema de multiples publicaciones, debido a sus propiedades mecánicas (alta resistencia y flexibilidad), propiedades conductivas, propiedades ópticas y térmicas. Dichas propiedades hacen que el grafeno sea un serio candidato para aplicaciones el dispositivos electrónicos, filmes conductivos transparentes, dispositivos mecánicos (NEMs, MEMs) y sensores químicos.

Wu, Y. H., Yu, T. T., & Shen, Z. X. (2010). Two-dimensional carbon nanostructures: Fundamental properties, synthesis, characterization, and potential applications. Journal Of Applied Physics, 108(7), 071301. doi:10.1063/1.3460809

Nanostructures and Nanomaterials

Esta es la 2 ª edición de  “Nanoestructuras y nanomateriales“, escrito por Cao Guozhong y publicado por Imperial College Pres, en 2004. No sólo se centra en la síntesis y fabricación de nanoestructuras y nanomateriales, sino que también incluye las propiedades y aplicaciones éstos. Proporciona una cobertura completa de los fundamentos y técnicas de procesamiento con respecto a la síntesis, caracterización, propiedades y aplicaciones de nanoestructuras y nanomateriales. Ambos, procesos químicos y técnicas litográficas se presentan en una forma sistemática y coherente para la síntesis y la fabricación de 0-D, 1-D y 2-D nanoestructuras. Así como, los nanomateriales especiales, tales como nanotubos de carbono y óxidos mesoporosos ordenados. El libro servirá como una introducción general a los nanomateriales y la nanotecnología con fines didácticos y auto-estudio.

Enlace al libro

Richard Feynman

Richard Phillips Feynman (Nueva York, Estados Unidos, 11 de mayo de 1918 – Los Ángeles, California, Estados Unidos, 15 de febrero de 1988) fue un físico estadounidense, considerado uno de los más importantes de su país en el siglo XX.

Recibió numerosos premios, entre ellos el Premio Albert Einstein (Princeton, 1954), el Premio Lawrence (1962), y el premio Nobel de Física de 1965. Fue también miembro de la Sociedad Norteamericana de Física, de la Asociación Norteamericana para el Avance de la Ciencia, la National Academy of Sciences, y fue elegido como miembro extranjero de la Royal Society en 1965. Feynman es considerado también una de las figuras pioneras de la nanotecnología, y una de las primeras personas en proponer la realización futura de las computadoras cuánticas. Feynman es considerado también una de las figuras pioneras de la nanotecnología, y una de las primeras personas en proponer la realización futura de las computadoras cuánticas.

Wood-based Nanomaterial Stronger than Kevlar

Este verano, el Laboratorio de Productos Forestales, en EU. inauguró una planta piloto de $ 1,7 millones  de dólares en Madison, Wisconsin, para desarrollar nanomateriales a base de madera a una escala sin precedentes. Los nanocristales de celulosa de base forestal que esta planta produce, no sólo presentan bajo peso y  transparencia, sino también son más fuertes que el Kevlar. Los investigadores están desarrollando esta tecnología para aplicaciones iniciales, como compuestos para parabrisas y vidrio reforzado.

Según el Laboratorio de Productos Forestales, ya que estos productos maduren y entren en el mercado, “el consumo de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero se reducirán, la fabricación en las zonas rurales se incrementará, y muchos de los nuevos empleos bien remunerados serán creados.”  Esta rama de materiales renovables sugieren resultados prometedores con propiedades impresionantes. Recientemente éste laboratorio tuvo una aproximación con los Laboratorios de Investigación del Ejército para producir composites ópticamente claros, con el objetivo de reducir apróximadamente 20 Kgs en los equipos de piloto.