Presentacin de PowerPoint

POLIMEROS AVANZADOSInstituto Tecnolgico de Tijuana

Materiales Avanzados

1.1 POLMEROS DE ALTO DESEMPEOLas ms recientes lneas de investigacin estn encaminadas a sustituir los polmeros derivados del petrleo por otros que estn basados en recursos renovables y materiales biolgicos, como por ejemplo los residuos que se obtienen de la agricultura".

Son polmeros con propiedadesdiferentes a las que normalmente asociamos con este tipo de material, tales como propiedades mecnicas, trmicas, dielctricas y etc. Son excelentes, mucho mejores que propiedades de polmeros de alto consumo. Estos polmeros son mas caros y de uso especifico, como en reas aeroespaciales, microelectrnicas, industria elctrica., entre otras.

Ejemplo de propiedades de polmeros de alto desempeo:Mayor Resistencia ( a impacto, compresin, flexin, etc.)Elongacin Dureza.

Polmeros de alto desempeoNuevos polmeros a base del aceite de soyaHidrogelesPolmeros para convertir energa solar en elctricaMembradas de purificacin de gas naturalPolmeros nuevos a base del acido ctrico para usos agrcolas

Nuevos polmeros a base del aceite de soyaLos cientficos usando un proceso de dos pasos (polimerizacin por apertura de anillo e hidrolisis) crearon un polmero de hidrogel que es blando y hmedo pero duradero, que se expande y contraer en reaccin a cambios en la temperatura y niveles de acidez.

Productos para el cabello, vendajes de heridas y encapsulacin de medicamentos, etc.

Polmeros a base de cidos ctricosEl Ing. Justin Barone descubri que las molculas que contienen hidrgeno y oxgeno, tales como glicerol, sorbitol o polietileno glicol, reaccionaron con el cido ctrico para producir polmeros conteniendo grupos de cidos ctricos. Las materias formadas son polisteres biodegradables.

Estudios adicionales mostraron que la viscosidad de la materia puede variar de la consistencia de pintura a un producto semejante al vidrio y que se disuelve lentamente, dependiendo de cmo ocurre la reaccin qumica.Los nuevos polmeros biodegradables podran proveer al sector de biodiesel un nuevo uso para glicerol, el cual actualmente es desechado despus de la produccin del biodiesel.

El glicerol, el cual es un subproducto del combustible biodiesel, puede ser combinado qumicamente con un producto agrcola llamado cido ctrico para producir polmeros biodegradables que pueden ser usados en el embalaje de frutas y verduras y otros productos.

HidrogelesLos cristales Acua-gel son un hidrogel que absorbe agua cientos de veces su peso y la proporciona paulatinamente a las races de todo tipo de plantas.

Mejora las caractersticas del suelo (retencin y disponibilidad de agua aireacin y des compactacin)

Reduce hasta en 50% el uso de agua.

Aplicacin en agricultura, invernaderos y viveros.

Membranas de purificacin de gas naturalPlstico conformado con poros especiales, como una esponja que absorbe solo algunos productos qumicos, permite que pase el dixido de carbono y otras pequeas molculas, mientras que no permite que el metano del gas natural pase a travs de el.

Se denomina TR (thermally rearranged), que significa trmicamente reordenado.

Trabaja a travs de sus poros cuatro veces mejor que las membranas de separacin de dixido de carbono convencionales1.2 BIOPOLMEROS Y POLMEROS VERDES

BIOPOLIMEROSBiomaterial: cualquier sustancia o combinacin de sustancias de origen natural o sinttico. Diseadas para actuar interracialmente con sistemas biolgicos con el fin de evaluar, tratar, aumentar o sustituir algn tejido, rgano o funcin del organismo humano.

Pueden ser:Naturales: materiales complejos, heterogneos y difcilmente caracterizables y procesables.Sintticos: pueden ser metales, cermicas o polmeros.Son producidos a base de almidn, celulosa o bacterias.Biopolimeros mas usados El cido Polilctico (PLA)Polmero natural, es un almidn, un gran hidrato de carbono que las plantas sintetizan durante la fotosntesis.

Los cereales como el maz y trigo contienen gran cantidad de almidn y son la fuente principal para la produccin de PLA. Los bioplsticosproducidos a partir de este polmero tienen la caracterstica de una resina que puede inyectarse, extruirse y termoformarse.

Biopolimeros mas usados Lospolihidroxialcanoatos,conocidos como PHA, son producidos generalmente por bacterias Gramnegativas, aunque existen bacterias Gram positivas que son productoras en menor escala.

En la actualidad se conocen aproximadamente 150 tipos diferentes de polihidroxialcanoatos. En generallos PHA son insolubles en agua, biodegradables, no txicos, por lo cual uno de los principalesbeneficios que se obtienen de la aplicacin de los PHA, es el ambiental.

Biopolimeros mas usados La Policaprolactona(PCL) es otro polmero biodegradable, deorigen fsil.Su punto defusin se halla alrededor de 60C y presenta una temperatura de transicin vtrea de aproximadamente60C. El PCL puede obtenerse mediante la polimerizacin de anillo abierto de -caprolactona, usando un catalizador como el octanato de estao.

Elpolmero esusado frecuentemente como aditivo de resinas para mejorar sus propiedades, por ejemplo resistencia al impacto. Su compatibilidad con muchos otros materiales permite utilizarlo en mezclas con almidn para disminuir costes y mejorar la biodegradacin, o como aditivo del PVC.

Losbiomateriales polimricos, se pueden clasificar segn el tiempo que deben mantener su funcionalidad cuando se aplican como implantes quirrgicos

En elprimer grupose incluyen todos aquellos implantes que deben tener un carcter permanente, como son los sistemas o dispositivos utilizados para sustituir parcial o totalmente a tejidos u rganos destruidos como consecuencia de una enfermedad o trauma.

Biomateriales Polimricos16En elsegundo grupo, se incluyen los biomateriales degradables de aplicacin temporal, es decir, aquellos que deben mantener una funcionalidad adecuada durante un periodo de tiempo limitado, ya que el organismo humano puede desarrollar mecanismos de curacin y regeneracin tisular para reparar la zona o el tejido afectado.

17Aplicaciones de los biomateriales Esta rea est cubierta por los termoplsticos y termoestables convencionales que se pueden encontrar en diversas aplicaciones de la vida diaria. Se refiere a los materiales con los que se elaboran inyectadoras, bolsas para suero o sangre, mangueras, adhesivos, pinzas, cintas elsticas, hilos de sutura, EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUIRRGICOS:

18 Los materiales utilizados en estas aplicaciones deben ser materiales diseados para mantener sus propiedades en largos perodos de tiempo, por lo que se necesita que sean inertes, y debido a que su aplicacin es dentro del organismo, deben ser biocompatibles, atxicos para disminuir el posible rechazo.APLICACIONES PERMANENTES DENTRO DEL ORGANISMO:

19Las aplicaciones ms importantes son las prtesis o implantesortopdicos, elementos de fijacin como cementos seos, membranas y componentes de rganos artificiales, entre otros.

Aplicaciones ortopdicas en los biopolimeros20El caso deprtesis vasculares, al ser un implante expuesto al contacto con la sangre, la propiedad fundamental requerida es que el material no provoque coagulacin.

21El grupo de mayor uso de biomateriales lo forman los materiales polmeros sintticos; se usan en aplicaciones como suturas, contenedores para usos externos al cuerpo (oxigenadores de sangre, hemodilisis), injertos vasculares, vlvulas de corazn, tubos, conectores, bolsas.

Polmeros verdesPrimer polietileno a partir del etanol derivado de la caa de azcar. Son productos plsticos hechos a partir de materias primas renovables. Surgi en los ltimos 10 aos como una alternativa del plstico convencional.Mismas caractersticas que los plsticos obtenidos del petrleo, con la ventaja de ser reciclable.

Produce mejores resultados que los biodegradables en anlisis de sustentabilidad. Braskem y Dow Chemical-Polmeros verdesSon polmeros usado de forma ecolgica por se degradacin en el ambiente pero sufren de oxidacin, que se da de dos formas:

Oxidacin trmica: por estar expuesto a altas temperaturas.Oxidacin foto catalizada: por estar expuesto a la luz solar.1.3 POLMEROS CONDUCTORES Y FOTONICOS

Combinan las propiedades elctricas de los conductores metlicos con las mltiples ventajas de los plsticos

Polmeros sintticos capaces de conducir la corriente elctrica.

Puede deber su conductividad a propiedades intrnsecas del material o modificaciones.

Se clasifican en:Polmeros intrnsecamente conductoresPolmeros extrnsecamente conductoresConductividad de los PolmerosPara que exista conduccin elctrica es necesaria la existencia de electrones que puedan moverse libremente, sin estar enlazados a los tomos. Para ello, hay que dopar al polmero, lo que significa modificarlo quitndole electrones o insertndole electrones .

Polmeros intrnsecamente conductoresLa conductividad elctrica se origina en la conjugacin extendida de electrones a lo largo de la cadena polimrica.

Los mas comunes son: poliacetileno, politiofeno y poliamilina.

Polmeros extrnsecamente conductoresDeben su conductividad a la inclusin de materiales conductores tales como metales, grafito o complejos de transferencia de carga en la matriz polimerica.

Mtodos de sntesis mas habituales de polmeros conductoresSntesis directa catalizadaOxidacin qumica del monmeroOxidacin electroqumicaOxidacin en plasmaA partir de polmeros precursoresSntesis directa catalizadaLa pared interna de un recipiente de vidrio se cubre de un catalizador de Ziegler-Natta (aluminios alqulicos con haluros de titanio), y al hacer pasar una corriente de acetileno se obtiene una pelcula brillante y plateada de poliacetileno, debido al exceso de catalizador.

Oxidacin qumica del monmeroEn una disolucin monomrica se aade un oxidante cuyo potencial corresponda al potencial de oxidacin del monmero.Oxidacin electroqumicaParecido a la oxidacin qumica, pero mediante un proceso heterogneo, teniendo lugar sobre la de un electrodo.

W.E.: Electrodo de trabajo, sobre el cual se deposita el polmero conductor, en este caso polipirrol. C.E.: Contra electrodosR.E.: Electrodo de Referencia, de Ag/AgCl

La solucin contiene un solvente (acetonitrilo), el monmero (pirrol) y el dopante (perclorato de Litio)Oxidacin en plasmaLa generacin de un plasma inicia la polimerizacin en la superficie sobre la que se proyecta.

Polmeros precursoresSe utiliza un polmero precursor, generalmente soluble, que es aplicado sobre la superficie deseada.

Por calentamiento se descompone dando una molcula gaseosa y un polmero conductor insoluble.CONDUCTIVIDAD EN POLIMEROSLos polmeros pueden ser dopados* mediante la adicin de pequeas cantidades de ciertos tomos que modifican sus propiedades fsicas.

Al dopar por 1era vez al poliacetileno con vapor de yodo, se logro aumentar su conductividad mil millones de veces. Desde entonces se ha podido emplear este metodo en diversos polimeros.La conductividad en los polmeros conductores sigue un proceso complejo que depende de la preparacin y dopado.

* Dopado es el proceso intencional de agregar impurezas a un semiconductor puro con el fin de cambiar sus propiedades elctricas.Existen dos tipos de bandas que determinan la conduccin elctrica en un material:

Banda de valencia: banda con mayor grado de ocupacin.Banda de conduccin: banda superior.

El movimiento de electrones solo sucede entre bandas parcialmente llenas.

La conduccin de electricidad no puede llevarse a cabo en bandas llenas ni vacas. Como el caso de los aislantes.

Los polmeros conductores difieren de los polmeros aislantes debido a la presencia de agentes dopantes que modifican la cantidad de electrones en las bandas.Mediante el proceso de dopaje, la carga agregada al polmero (o extrada) produce un cambio en la posicin de los enlaces de los tomos, dando como resultado la aparicin de islas de carga que pueden ser de 3 tipos:

SolitonesPolarones (radical catinico)Bipolarones (par de polarones con spin opuesto)Mtodo dopado electroqumicoLos polmeros conductores pueden oxidarse o reducirse a partir de un estado neutro de polmero introduciendo a iones negativos, positivos o fotones. Cuando se tienen altos niveles de dopado en las cadenas polimricas, las islas se empiezan a solapar, dando como resultado bandas semillenas, a travs de las cuales los electrones pueden fluir libremente.

El polmero se convierte as en conductor de electricidad.En los polmeros conductores se puede obtener dopado hasta del 44%ClasificacinPoliarilenos o poliaromaticos: presentan buena estabilidad termina y conductividad elctrica; como son: polifenileno, poliazuleno y polivinileno.

Poliheterociclicos: polmeros orgnicos conductores.

Polipirrol y derivados: fcil preparacin y buena estabilidad qumica y trmica y alta conductividad.Politiofeno y derivados: alta estabilidad qumica y electroqumica tanto en estado dopado y desdopado.

Polianilina: polmero orgnico electro activo con buena estabilidad, mtodo de obtencin sencillo y barato, estabilidad trmica y ambiental, presenta inconveniente debido a su baja solubilidad y en los disolventes normalmente utilizados en la industria y es inestable a las temperaturas de procesado.Principales aplicacionesBaterasAplicaciones BiomdicasMsculos artificialesNervios artificialesSensoresVentanas inteligentesFiltros pticos

Polmeros fotonicosFunciona con corrientes de partculas luminosas llamadas fotones, es decir, con luz.

Presentan propiedades pticas, varan con la intensidad de luz y tienen una variedad de usos tales como:lentes de sol con fotorespuesta procesamiento ptico almacenamiento de datos de computadora.

Gran potencial en aplicaciones, como, biosensores, telecomunicaciones, interconexiones pticas, almacenamientos de datos, procesado ptico, modulacin electro ptica, etc.

Baratos, estabilidad trmica, flexibilidad estructural, facilidad de procesado, buena adhesin sobre un gran numero de substratos y permiten un buen control del ndice de refraccin.

Fibras fotnicas de plsticoEstas fibras tienen un gran potencial de mercado en las redes de telecomunicaciones:

Sustituir las conexiones de los usuarios finales, un rea todava dominada por la tecnologa de cables de cobre que se transforma en un obstculo para el aumento de la velocidad de transmisin

LCP POLMERO DE CRISTAL LQUIDOEl LCP es un material sinttico con estabilidad dimensional a altas temperaturas y con resistencia qumica contra cidos dbiles y soluciones alcalinas.

Caractersticas principales del lcpTemperatura de uso continuo hasta 240 C y de perodos cortos hasta 300 C.Retardo a la llama inherente.Muy buena resistencia qumica y a la oxidacinMuy alta resistencia a la tensin y muy alto mdulo de elasticidad en la direccin de flujo.Alta resistencia al impactoMuy bajo coeficiente lineal de expansin trmica (comparable con los de acero y cermicos)Muy baja viscosidadMoldeo por inyeccin Muy baja absorcin de aguaAplicaciones del lcpFabricacin de:Componentes elctricos y electrnicos.Conectores de fibra ptica.Dispositivos de telecomunicacin.Aparatos de diagnosis mdica.Industria del automvil.Tecnologa aeronaval y espacial

1.4 POLIMEROS AUTOORGANIZABLES Y FOTONICOS

POLIMEROS AUTOORGANIZABLESLos cristales lquidos son sistemas auto organizables.

No pasan directamente del estado cristalino al fundido isotrpico, al calentar, sino que forman mesofases que combinan el orden del cristal perfecto con la movilidad del lquido.

Su base molecular es casi siempre sencilla: forman molculas anisotropicas o anlicas con una geometra rgida (unidad mesogenica) unida a otra parte flexible (espaciador), que empaquetan en bloques con propiedades anisotropicas.La orientacin paralela de su eje molecular longitudinal es comn a todas las mesofases.

Dos clases principales pueden distinguirse: Neumticos (con sus centros moleculares distribuidos isotrpicamente).

Esmcticos (centros moleculares organizados en planos).La disposicin espacial de planos neumticos apilados en una superestructura helicoidal, caracterizada por una quiralidad preferente, se conoce como mesofase colesterica.

Los colestericos reflejan la luz incidente y cuando su paso de helice es comparable a la longitud de onda de la luz visible, exhiben colores brillantes tropicos.El desarrollo de los cristales lquidos polimricos sigui al de los monomericos y comenz con polmeros cuya cadena principal, como un todo, actuaba como mesogeno, tanto preparados a partir de solucin (liotropicos) como a partir del fundido (termotropicos).

Posteriormente, las unidades mesogenicas se introdujeron bien colgadas de la cadena principal a traves de un espaciador flexible (de cadena lateral) o unidas a lo largo de la cadena principal por un espaciador alifatico flexible (de cadena principal).POLIMEROS FOTONICOSSon polmeros con propiedades pticas no-lineales, esto es, que sus propiedades pticas varan con la intensidad de la luz (el vidrio en contraste es lineal es sus propiedades pticas)Tienen una variedad de usos tales como lentes de sol con foto respuesta y procesamiento ptico y almacenamiento de datos de computadora (como en un CD-Rom y otros dispositivos). Polmeros con estructuras extendidas de electrones exhiben propiedades pticas no lineales cuando los electrones son pticamente excitados.

Los materiales fotnicos incluyen 6F-poliamidas y 4-metoxi-4-nitrostilbeno conectados en fracciones mediante un espaciador de seis carbones. Los polmeros usados en discos pticos de almacenamiento de datos deben tener una elevada transparencia, cero dispersin, baja absorcin del agua y permeabilidad, baja birrefringencia, bajos esfuerzos, estabilidad trmica, tenaz y de superficie dura; caractersticas que deben ser moldeables con elevada exactitud hasta un rendimiento de procesamiento rpidLos policarbonatos y las poliefinas amorfas transparentes tienen buenas propiedades pticas, fcil moldeo y baja absorcin de agua. Los experimentos llevados a cabo por el Consejo Superior de Investigaciones Cientcas (CSIC) en la industria microelectrnica, han culminado con las siguiente invencin: Dispositivo electroluminiscente y procedimiento de fabricacin del mismo.Recientemente, la combinacin de sistemas fotnicos y plasmnicos se ha demostrado como un medio para obtener altas intensidades de campo electromagntico en regiones espaciales con dimensiones inferiores a la longitud de onda. En estos sistemas las prdidas asociadas con los plasmones se evitan y las aplicaciones como guas de onda han sido presentadas.1.5 FULERENOS, NANOTUBOS, NANOALAMBRES Y NANOCAPSULASFulerenos En el ao 1996,Robert F. Curl, Harold W. Kroto y Richard E. Smalleyrecibieron el Premio Nobel por su descubrimiento de losfulerenos, unaforma alotrpica del carbono, que se sumaba a otras ya conocidas como carbono, diamante y grafeno.La molcula defulerenoms caracterstica y conocida es la deC60, es decir, la que est formada por 60 tomos de carbono (tambin recibe el complicado nombre de Buckminsterfulereno o el ms sencillo de Buckyball). Se trata de una estructura de elevada regularidad que presenta 32 caras, 20 de ellas con forma hexagonal y 12 con forma pentagonal, distribuidos de forma tal que ningn pentgono comparte un lado con otro pentgono.

El hecho de que estn huecos hace que se puedan rellenar con distintos tomos o compuestos que les confieren propiedades, es decir, esencialmente parece que losfulerenosfuncionan, digamos, como cpsulas. Si al fulereno le enjaulamos lantano, obtenemos un superconductor.

Si, por ejemplo, fijamos en su interior antibiticos especficos tal vez podamos atacar bacterias resistentes, o dirigir terapias de forma concreta a clulas cancergenas, como el melanoma.

Nanotubos Qu son los nanotubos de carbono?Los nanotubos de carbono son una forma alotrpica del carbono, como el diamante, el grafito o los fulerenos; estn constituidos por redes hexagonales de carbono curvadas y cerradas, formando tubos de carbono nanomtricos.

Son sistemas ligeros, huecos y porosos que tienen alta resistencia mecnica, y por tanto interesantes para el reforzamiento estructural de materiales y la formacin de materiales compuestos de bajo peso, alta resistencia a la traccin y enorme elasticidad.

Los nanotubos tienen un dimetro de unos nanmetros y, sin embargo, su longitud puede alcanzar hasta un milmetro, por lo que dispone de una relacin longitud-radio tremendamente alta y hasta ahora sin precedente. Los nanotubos de carbono son las fibras ms fuertes que se conocen. Un solo nanotubo perfecto es de 10 a 100 veces ms fuerte que el acero por peso de unidad y poseen propiedades elctricas muy interesantes, conduciendo la corriente elctrica cientos de veces ms eficazmente que los tradicionales cables de cobre.

Existen dos formas en las que se encuentran los nanotubos de carbono, las cuales son nanotubos de pared simple (NTCPS) y nanotubos de pared mltiple (NTCPM).

Conceptualmente, un NTCPS puede formarse por enrollamiento de una hoja de grafeno (estructura hexagonal) en forma cilndrica, y un NTCPM est compuesto por cilindros concntricos de grafeno con un espacio de intercapas de 0.34 nm.

Principales mtodos de elaboracin

Ablacin laser.-Es un proceso que consiste en vaporizar un blanco de grafito mediante la radiacin de un pulso lser, en un reactor de alta temperatura y en presencia de un gas inerte. Los nanotubos se forman cuando el grafito vaporizado entra en contacto con la superficie fra, condensando sobre las paredes del reactor. Este procedimiento suele presentar un rendimiento tpico del 70% en peso y produce nanotubos monocapa con un dimetro que puede controlarse variando la temperatura en el interior del reactor.

Descarga de arco.-Es un tipo de descarga elctrica continua que genera luz y calor muy intensos. Se produce entre dos electrodos enfrentados dentro de una atmsfera de gas inerte a baja presin.

Por los electrodos de grafito se hace pasar una corriente intensa, (cientos de amperios) la cual sublima los tomos de carbono de la superficie de los electrodos, formando un plasma alrededor de estos. El rendimiento tpico, usando esta tcnica, es del orden del 30% en peso y los productos obtenidos son nanotubos monocapa y multicapa de una longitud tpica de unas 50 micras.

Deposicin qumica de vapor (DQV).-Normalmente, se prepara un sustrato con una capa de metal, como el nquel, cobalto, oro o una combinacin de estos. Los dimetros de los nanotubos que van a formarse por crecimiento controlado estn relacionados con el tamao de las partculas de metal. Para iniciar el crecimiento de nanotubos se mezclan dos gases en el reactor. Un gas de proceso (tal como amoniaco, nitrgeno, hidrgeno, etc.) y otro gas que se usa como fuente de carbono (tal como acetileno, etileno, etanol, metano, etc.).

Los nanotubos crecen en el lado del catalizador de metal. El gas que contiene carbono se rompe sobre la superficie de las partculas catalticas, y el carbono es transportado a los lmites de la partcula, donde se forman los nanotubos. Este mecanismo est todava en fase de estudio y discusin. La DQV es una tcnica muy frecuente para la produccin comercial de nanotubos de carbono. De las diferentes tcnicas de obtencin de nanotubos, la DQV es la nica capaz de lograr un crecimiento directamente sobre un sustrato determinado.Propiedades de los nanotubos de carbono

Propiedades electrnicas: Los nanotubos se caracterizan por presentar una gran complejidadelectrnica, si tenemos en cuenta las reglascunticaque rigen la conductividad elctricacon el tamao y la geometra de stos.

Estas estructuras pueden comportarse, desde un punto de vista elctrico, en un amplio margen de formas, comenzando por el comportamientosemiconductorhasta presentar, en algunos casos, superconductividad.

Propiedades mecnicas: La estabilidad y robustez de los enlaces entre los tomos de carbono, del tiposp2, les proporciona la capacidad de ser lafibrams resistente que se puede fabricar hoy da. Por otro lado, frente a esfuerzos dedeformacin muy intensos son capaces de deformarse notablemente y de mantenerse en un rgimen elstico.

Propiedades trmicas: Son enormemente estables trmicamente, siendo an estables a 2.800C en elvacioy a 750C en el aire (mientras que los alambres metlicos en microchip se funden entre 600 y 1.000C). Las propiedades de los nanotubos pueden modificarse encapsulando metales en su interior, o incluso gases.

Aplicaciones El objetivo de este trabajo son las aplicaciones de los nanotubos en electroqumica; no obstante; es necesario mencionar que se aplican en una gran variedad de campos, como la electrnica para desarrollar transistores y memorias informticas; se utilizan tambin ampliamente en medicina, en la industria automotriz, en la industria aeroespacial, en los deportes, etc.

Desde su descubrimiento, las propiedades electrnicas propias de estas estructuras han atrado mucha atencin. Tienen un amplio uso como electrodos, ya que tienen la capacidad de promover la transferencia de electrones.

NanoalambresLos nanoalambres son fibras cristalinas del una milsima del grosor de un cabello humano, y por sus propiedades inherentes, se espera que posibiliten nuevas arquitecturas de detectores de luz para aplicaciones de: sensores, creacin de imgenes, almacenamiento de memoria, intrachips pticosde comunicaciones y otras aplicaciones a nivel nanoescala.Los ingenieros de UCSD muestran porque las reas de superficie grande, poco volumen y ondas cortas de nanoalambres, los hacen fotodetectores extremadamente sensibles, mucho ms que fotodetectores ms grandes de los mismos materiales.

Para que los nanoalambres funciones como fotodetectores, fotones de luz con suficiente energa deben impactar su superficie de tal manera que desplacen electrones de su hoyo cargados positivamente. Estos electrones deben permanecer libres de hoyos lo suficientemente para desplazarse por los nanoalambres y generar una corriente elctrica bajo los efectos de un campo elctrico aplicado --una seal segura de que se ha detectado una seal de luz. Nanocpsulas

Son polvos, o bien partculas, que estn constituidas por un ncleo y un material de pared que envuelve el ncleo, donde el ncleo es un producto slido, lquido o gaseoso, que est envuelto por el material de pared slido, por regla general polmero

La mayoraplicacinde lasnanocpsulasest sin duda en el campo de la medicina, ya sea para combatir enfermedades oayudarcon la liberacin de frmacos en puntos especficos dentro delcuerpo humano.

Adems el desarrollo de lasnanocpsulasse enfoca en intervenir las mismas para que se acumulen en un punto deseado, la principal va paralograreste objetivo es posiblemente modificar las propiedades fsico-qumicas de lasnanocpsulas. Lainvestigacinacerca delasnanocpsulasaspira solucionar los problemasque aparecen, como son los efectos secundarios de los frmacos adems de complicaciones en el tratamiento de la enfermedad.

1.6 MAQUINAS MOLECULARES

DefinicinMquinas MolecularesPodemos definir mquina molecular como un sistema molecular en el cual el movimiento de un componente del sistema es controlado, con respecto al resto, provocado por un estimulo externo, y que permite el desarrollo de una funcin especfica.

Los sistemas moleculares que son capaces de cambiar unproducto qumicooproceso mecnicofuera deequilibrio, por definicin, estos tipos de sistemas son ejemplos de mquinas molecularesLas mquinas moleculares pueden dividirse en dos grandes categoras: las biolgicas y las sintticas.

BIOLGICAS:Aquellos sistemas moleculares que han sido creados mediante el proceso evolutivo de los seres vivos.El ribosoma movindose a lo largo del ARN mensajero.La ARN-polimerasa movindose a lo largo del ADN.

SINTTICAS:Son aquellas generadas por el hombre, conforme a evolucionado la tecnologa y se realizan descubrimientos cientficos, se han ideado diversas maquinas moleculares

Existen varias mquinas moleculares generadas en el laboratorio:Losmotores molecularesson capaces de rotar unidireccionalmente.Laslanzaderas molecularespueden expeler fluidos cuando rotan.Uninterruptor molecularpuede permanecer en estados diferentes de forma reversible en respuesta a estmulos.Laspinzas molecularesson molculas capaces de plegar otros elementos. Existenmquinas de ADNgeneradas a tal fin.

Ejemplos de mquinas Mquinas MolecularesmolecularesHay dos importantes tipos de mquinas moleculares:

Interruptores moleculares

Motores moleculares

Mquinas MolecularesUn interruptor molecular es una molcula que puede ser revertida entre dos o ms estados estables. Las molculas pueden ser cambiadas entre los estados en respuesta a cambios en, por ejemplo, la luz, la temperatura, o una corriente elctrica, entre otros.

AplicacinLos recientes avances ennanotecnologay el descubrimiento depolmerosconductores y semiconductores, han permitido avances espectaculares en la materia.

Son de inters en el campo de la nanotecnologa para su aplicacin en ordenadores moleculares. Tambin importantes en biologa porque muchas funciones biolgicas estn basadas en ellos, por ejemplo, la regulacin alostrica (la regulacin de una enzima u otra protena) y la visin.

Los motores moleculares son motores en los que los movimientos individuales de unas pocas molculas son responsables de la conversin de una forma de energa (principalmente qumica) en trabajo. En la naturaleza, estn en el origen de todos los movimientos de los seres vivos.

Componentes importantes de eventuales nanomquinas.

Objetivos de mquinas moleculares generadas por el hombre.Obtener sistemas en los que el movimiento submolecular pueda ser controlado a voluntad.

En los que ese movimiento se pueda emplear para hacer algo potencialmente til.

Caractersticas de una mquina molecularEl tipo de energa suministrada para hacerla trabajar, la naturaleza de los movimientos de sus componentes, el modo en que su funcionamiento puede ser monitorizado y controlado,La capacidad para hacer que repita su funcionamiento de una forma cclica, La escala de tiempos necesaria para realizar un ciclo completo de movimientos, yEl propsito de este funcionamiento.

Mquinas MolecularesAn queda mucho por hacer antes que las maquinas moleculares artificiales o sintticas puedan ser consideradas verdaderamente tiles. En concreto, es necesario continuar trasladando las extraordinarias propiedades que ya han mostrado en el laboratorio, a medios con mayor aplicacin tecnolgica.

Debemos continuar inspirndonos de las maquinas moleculares que nos encontramos en la naturaleza; ya que la fsica de esto es esencialmente distinto a todo.ReferenciasMquina molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_molecular

Mquinas Moleculareshttp://www.fis.unam.mx/~max/Spanish/spanish_003.htm

NANOQUMICA Y NANOTECNOLOGA: NUEVOS MATERIALES, POLMEROS Y MQUINAS MOLECULARES http://www.encuentrosmultidisciplinares.org/Revistan%C2%BA12/Tom%C3%A1s%20Torres%20Cebada.pdf

http://www.uji.es/bin/ocit/grups/13806002.pdf

Dialnet-MaquinasMolecularesArtificiales-2082835