Moungi G.Bawendi, Louis E. Brus, Aleksey I.Yekimov han obtenido el Premio Nobel de Química por sus trabajos basados en la demostración de las enormes capacidades y alternativas que ofrece el mundo de las nanopartículas. Un importante refuerzo que válida una vez más las tecnologías del mundo de las nanopartículas.

“Cuando la materia empieza a medirse en nanopartículas, se identifican fenómenos sorprendentes como los ”quantum effects” de propiedades totalmente diferentes a los elementos en su forma NO-Nano.“

“Para entender la magnitud de este descubrimiento, puedes imaginar que la tabla periódica de repente ganó una tercera dimensión. Las propiedades de un elemento no solo se ven afectadas por el número de capas de electrones y cuántos electrones hay en la capa exterior, pero, a nivel nano, el tamaño también importa.” Fuente : Real Academia de las Ciencias Suecas

Basado en los “quantum dots” cristales que guardan una relación de tamaño con los cristales standard equivalentes a la relación de tamaño de una pelota de fútbol y la tierra. De hecho, un nanómetro comparado con un metro es como comparar una manzana con nuestro planeta.

Durante muchos años los fenómenos “quantum” en el mundo nano tecnológico eran una predicción. Ahora son una realidad

Nuestro reconocimiento a los galardonados de 2023  y a sus predecesores que también ganaron el premio Nobel de Química en 2014 y 2016, por haber hecho práctica la fundamental promesa de las nanopartículas en una multiplicidad de ámbitos y nuestras más avanzadas nanotecnologías comprometidas con la salud y el medioambiente.

¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGÍA? ORÍGENES

“Hay mucho espacio en el fondo: una invitación para entrar en un nuevo campo de la física” fue una conferencia pronunciada por el físico Richard Feynman, Premio Nobel Física 1965 ,en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Física celebrada en Caltech el 29 de diciembre de 1959. Feynman consideraba la posibilidad de manipular directamente átomos individuales como una forma de química sintética más sólida que las utilizadas hasta entonces.

“No me asusta considerar la pregunta final de si, próximamente, en el futuro, podremos colocar los átomos como queramos: ¡los verdaderos átomos, aquellos que están al fondo! Y ¿cuáles serían las propiedades de los materiales si pudiéramos verdaderamente colocarlos como quisiéramos? No puedo saber exactamente qué pasaría, pero no tengo la menor duda de que si llegáramos a controlar la colocación de objetos a una pequeña escala, tendríamos acceso a un amplio rango de propiedades que los materiales pueden presentar y podríamos hacer una gran cantidad de cosas.”

Richard Feynman

Fue en 1974 cuando N.Taniguchi, Tokyo University,  acuñó por primera vez el término nanotecnología como el siguiente descubrimiento tecnológico que nos daría la oportunidad de separar, consolidar y deformar materiales, átomo a átomo o molécula a molécula.

La nanotecnología es un campo en rápida expansión. Los científicos están descubriendo que los átomos y las moléculas se comportan de manera diferente en la nano escala, y tanto los científicos como los ingenieros están teniendo gran éxito al fabricar materiales en la nano escala para aprovechar propiedades mejoradas (mayor resistencia, menor peso, mayor conductividad eléctrica y reactividad química) en comparación con sus equivalentes a mayor escala.

LA ESCALA EN LA QUE LOS EFECTOS CUÁNTICOS DOMINAN

En el nivel nano escala los materiales adquieren propiedades cuánticas, pero también cambian los efectos de su superficie, el volumen o los efectos de sus bordes.

Cuando se crean partículas con dimensiones de aproximadamente 1 a 100 nanómetros, las propiedades de los materiales pueden cambiar significativamente con respecto a las de escalas mayores. Esta es la escala de tamaño donde los efectos cuánticos pueden regir el comportamiento y las propiedades de las partículas. Un resultado fascinante y poderoso de los efectos cuánticos de la nano escala es el concepto de “ajustabilidad” de las propiedades. Es decir, al cambiar el tamaño de la partícula, un científico puede literalmente ajustar una propiedad material de interés. A nano escala, propiedades como el punto de fusión, la fluorescencia, la conductividad eléctrica, la permeabilidad magnética y la reactividad química pueden cambiar en función del tamaño de la partícula. Fuente (US GOV.  Nanotechnology Initiative).

¿CÓMO ES QUE ALGO TAN PEQUEÑO TIENE UNA RELACIÓN ÁREA-VOLUMEN TAN GRANDE?

Es la escala en la que el comportamiento de la superficie juega un papel más importante. Los materiales a nano escala tienen una relación superficie-volumen mucho mayor que los materiales a escala standard. A medida que aumenta la superficie por volumen, los materiales pueden volverse más reactivos y/o eficientes.

Un simple experimento mental muestra por qué las nanopartículas tienen áreas superficiales extraordinariamente altas. Un cubo sólido de un material de 1 cm de lado tiene 6 centímetros cuadrados de superficie, aproximadamente igual a un lado de media barra de chicle. Pero si ese volumen de 1 centímetro cúbico se llenara con cubos de 1 mm de lado, serían 1.000 cubos de tamaño milimétrico (10 x 10 x 10), cada uno de los cuales tiene una superficie de 6 milímetros cuadrados, para una superficie total de 60 centímetros cuadrados, un poco más grande que una tarjeta de crédito. Cuando un centímetro cúbico se llena con cubos del tamaño de un micrómetro (un billón de ellos), cada uno con una superficie de 6 micrómetros cuadrados, la superficie total asciende a 6 metros cuadrados, o algo parecido al   tamaño de una cama de matrimonio. Y cuando ese centímetro cúbico de volumen se llena con cubos de 1 nanómetro (1021 de ellos, cada uno con un área de 6 nanómetros cuadrados), su superficie total llega a 6.000 metros cuadrados. En otras palabras, ¡un solo centímetro cúbico de nanopartículas cúbicas tiene una superficie total que es incluso mayor que el área de un campo de fútbol!

Fuente NNI:

“Menos es más…”

NANOTECNOLOGÍA EN NUESTRA VIDA DIARIA

Especialmente desde el inicio del Siglo XXI la nanotecnología está presente en nuestras vidas en:

• Las cremas de protección solar y barras de labios suelen llevar nanopartículas de MOM y ZnO para proteger más intensamente la piel de los rayos UVA.
• Muchos dentífricos para ensalzar el brillo dental.
• En medicina para identificar tejidos cancerígenos.
• Computadoras más pequeñas, rápidas y con más memoria.
• Equipos médicos para test «in real-time»
• Equipos médicos con nano sensores.
• En la cura de tumores cancerígenos con nanopartículas
• En el desarrollo de eficiencia energética en los vehículos y en resistencia a la corrosión
• En tejidos antimanchas, hidrofóbicos e ignífugos.
• En purificación de agua
• En purificación del aire
• En equipos deportivos más resistentes y ligeros
• En mejores equipos de vigilancia y seguridad
• En los catalizadores de los automóviles para contaminar menos.
• En materiales auto desinfectantes
• Pantallas flexibles
• Chips más rápidos y pequeños.
• Paneles solares más eficientes.
• Baterías más ligeras y rápidas de cargar.