INTRODUCCI

ÓN

Cuando se habla de la Nanotecnología, pensamos en nano-chips

o en aparatos ultra-pequeños que están siendo desarrollados

por científicos para la medicina, la lucha contra el cáncer,

la bioquímica, la física, etc. Sin embargo, el sector de la

construcción empieza a entrar en el mundo de los avances

tecnológicos, y se están empezando a investigar formas en las

que la nanotecnología puede aportar mejoras a la construcción

de carreteras, puentes y edificios. La aplicación de la

nanotecnología en las carreteras y la construcción podría

hacer posible identificar y reparar de forma automática, sin

intervención humana, brechas y agujeros en el asfalto o en el

hormigón, y fabricar señales de tráfico que se limpian a sí

mismas; de igual manera ya se utiliza la nanotecnología para

fabricar acero y hormigones más fuertes. También para la

seguridad vial. Por ejemplo en algunos sitios de los Estados

Unidos se han colocado nano sensores para vigilar el estado

de sus puentes y detectar cualquier anomalía o riesgo.

3

OBJETIVOS

Identificar las múltiples aplicaciones que tendrá la

nanotecnología en el acero y en la construcción.

Elaborar un informe técnico para dar a conocer de forma

clara y sencilla las características principales de la

nanotecnología y como esta influirá en los aceros.

Conocer el amplio espectro de aplicación que podría

tener esta nueva tecnología en la construcción.

4

Desarrollar una disciplina y orden respecto a la

elaboración de un informe de este tipo, ya que el día de

mañana, como profesionales del área, será común hacerlo.

Generar unidad en el equipo en pos del desarrollo del

trabajo, considerando los pormenores ocurridos en

trabajos anteriores, que nos permitan aprender de

ellos, para así, agilizar el desarrollo de este el

trabajo.

Aprehender de manera práctica el tema, para así en la

presentación tener un mejor manejo de contenido a nivel

grupal.

5

6

NANO TECNOLOGIA EN ELACERO

PROPIEDADESESPECIALES

MÁS PEQUEÑOS

MÁS LIGEROS

MÁS DUROS

MÁS RESISTENTES

MÁS DURADEROS

NUEVOSDESCUBRIMIENTO

GRAFENO

GRAFANO

NANO TUBOSDE

CARBONO

FISICA CUANTICA

APLICACIONES

CONSTRUCCION

NUEVOS MATERIALES MAS LIGEROS

OPTICASGAFAS Y LENTES

NUEVOS SENSORES EN MEDICINA

ANTECEDENTES HISTORICOS

En la década del 40 Von Neuman estudia la posibilidad de

crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de

reducir costes.

El físico británico Richard Feynman (fig.1) impartió el 29 de

diciembre de 1959 la conferencia titulada,” Hay mucho espacio

en el fondo” en un congreso de la Sociedad Americana de

Física en el Instituto de Tecnología de California, Caltech;

este discurso es con frecuencia señalado como fuente de

inspiración para el campo de la nanotecnología. Feynman

describió un proceso por medio del cual podríamos desarrollar

la habilidad para manipular átomos y moléculas individuales,

empleando herramientas de precisión para construir y operar a

su vez otro conjunto de herramientas de menores proporciones,

y así sucesivamente hasta alcanzar la nanoescala. En el

proceso de hacerlo, Feynman observo que surgirían problemas

asociados con el escalamiento de fuerzas físicas: la gravedad

se haría menos importante y significativa, mientras que

fuerzas de tensión superficial o fuerzas de Van der Waals

adquirirían gran importancia. Después de la muerte de

Feynman,

El científico japonés Norio Taniguchi de la Universidad de

Ciencia de Tokio empleó por vez primera el término “nano-

7

tecnología” en una conferencia en 1974, para describir los

procesos de producción de depósitos de capa delgada y de

devastado por rayo iónico en semiconductores, con un control

dimensional en el orden de nanómetros. Su definición era, “La

nano-tecnología consiste principalmente en el procesado,

separación, consolidación y deformación de materiales átomo

por átomo, molécula por molécula.

El surgimiento de la nanotecnología en la década de 1980 fue

causado por la convergencia de varios avances e invenciones

experimentales tales como el microscopio de efecto túnel

(Fig.-3) en 1981 y el descubrimiento del fullereno (fig.-4)

en 1985, así como la formulación y popularización del marco

conceptual sobre las metas de la nanotecnología que iniciaron

con la publicación en 1986 del libro Motores de la Creación:

La era de la Nanotecnología. El campo de la nanotecnología es

de creciente interés público y ha sido controversial, en

particular a inicios del siglo XXI, cuando debates entre

prominentes personajes del área tuvieron lugar, en particular

sobre sus implicaciones potenciales, así como la factibilidad

de las predicciones hechas por los partidarios de la

nanotecnología molecular. En la primera década del siglo XXI,

hemos presenciado los inicios de la comercialización de la

nanotecnología, aunque en la mayoría de los casos limitada a

aplicaciones de gran volumen más que en las aplicaciones

disruptivas y revolucionarias que se han propuesto para el

campo.

8

Después de la muerte de Feynman, académicos estudiando el

desarrollo histórico de la nanotecnología concluyeron que su

papel catalizador en la investigación en nanotecnología fue

más bien limitado, basado en comentarios de muchas de las

personas activas en el naciente campo entre 1980 y 1990.

Chris Toumey, un antropologo cultural de la Universidad de

Carolina del Sur, encontró que la versión impresa de la

conferencia de Feynman tuvo poca influencia en los siguientes

veinte años después de su publicación, medido a través del

número de citas en la literatura científica y que no tuvo

influencia mayor en las décadas posteriores a la invención

del microscopio de efecto tunel, en 1981. Por consecuencia,

el interés en la conferencia “Hay mucho espacio en el fondo”

en la literatura científica se han incrementado

significativamente a partir de inicios de la década de 1990.

Esto puede ser una consecuencia de que el término

“nanotecnología” se fue popularizando poco antes de esta

fecha debido al uso del mismo en el libro de 1986 de K. Eric

Drexler, (fig-5) Motores de la Creación, el cual incorporó el

concepto de Feynman de mil millones de pequeñas fábricas e

incorporó la idea que podrían construir más copias de si

mismas vía un control automatizado, sin la participación de

un operador humano; en la portada de un artículo titulado

“Nanotecnología”,publicado poco después ese año en la revista

de orientación científica de amplia circulación, OMNI. El

análisis de Toumey incluyó comentarios de distinguidos

9

miembros de la comunidad científica en nanotecnología que

dijeron que Hay mucho espacio en el fondo no influenció sus

trabajos iniciales, y que de hecho la mayoría de ellos ni

siquiera lo habían leído a la fecha. Estos y otros

desarrollos dieron origen al redescubrimiento histórico del

discurso de Feynman “Mucho espacio en el fondo”, que dio en

diciembre de 1959, a lo que además se sumó el carisma y

genialidad de Richard Feynman. La importancia de Feynman como

un ganador del Premio Nobel y como una figura icónica de la

ciencia del siglo XX seguramente ayudó a los defensores de la

nanotecnología y proveyó de un invaluable vínculo intelectual

con el pasado. Eric Drexler desarrolló y popularizó el

concepto de nanotecnología e inició el campo de la

nanotecnología molecular.

En 1980, Drexler descubrió el provocador discurso de Feynman

de 1959” Hay mucho espacio en el fondo” mientras preparaba su

primer artículo científico en el tema “Molecular Engineering:

An approach to the development of general capabilities for

molecular manipulation”, publicado en la revista Proceedings

of the National Academy of Sciences in 1981.

La nanotecnología y la nanociencia tuvieron un notable empuje

a inicios de la década de 1980 con dos importantes

desarrollos: el inicio de la ciencia de cúmulos (clusters) y

la invención del microscopio de efecto tunel (STM, por sus

siglas en inglés).El microscopio de efecto túnel, un

instrumento para “visualizar” superficies a nivel atómico,

10

fue desarrollado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en

el Laboratorio de Investigación de IBM Zurich, razón por la

cual fueron reconocidos con el Premio Nobel de Física en

1986.

El primer microscopio de fuerza atómica disponible

comercialmente fue introducido al mercado en 1989.

El investigador de IBM, Don Eigler (fig-6) fue el primero en

manipular átomos usando un microscopio de efecto túnel en

1989. Empleando 35 átomos de Xenon escribió las letras del

logotipo de IBM. El compartió el Premio Kavli en Nanociencia

por este trabajo El término "nanotecnología" (el cuál es

idéntico al nano-tecnología) de Taniguchi, fue aplicado de

manera independiente por Drexler en su libro de 1986 Motores

de la Creación: la próxima Era de la Nanotecnología, en el

que proponía la idea de un “ensamblador” en nanoescala que

sería capaz de construir una copia de sí mismo, así como

otros objetos de complejidad diversa. También propuso por vez

primera el término “plaga gris” para describir lo que podría

ocurrir si una máquina hipotética auto-replicante, capaz de

operar independientemente, fuera construida y liberada en el

ambiente. La vision particular sobre la nanotecnología de

Drexler se conoce como Nanotecnología Molecular o manufactura

molecular. En la década de 1980 la idea de que la

nanotecnología era un área dominada por el determinismo, más

que por la estocástica, basada en el manejo de átomos y

moléculas individuales, fue conceptualmente explorada a

11

profundidad por K. Eric Drexler, quien promovió la

importancia tecnológica que los fenómenos y dispositivos en

la nano-escala podrían tener a través de conferencias y un

par de libros muy populares. En su disertación doctoral

realizada en 1991 en el MIT Media Lab, donde obtuvo el primer

grado doctoral en el área de Nanotecnología Molecular,

Molecular Machinery and Manufacturing with Applications to

Computation, y que se publicó con el título Nanosystems:

Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation, que

recibió el premio de la Association of American Publishers al

Mejor Libro de Ciencias Computacionales de 1992. Drexler

fundó el Foresight Institute en 1986 con la misión de

Prepararnos para la nanotecnología. Drexler ya no es más un

miembro del Instituto Foresight.

En 1991se caracteriza e identifica la estructura de los

nanotubos de carbono (fig-7)

En 1998 Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nano

lápiz que se puede utilizar para escribir

Según la Fundación Nacional de la Ciencia de los Estados

Unidos, la nanotecnología y sus productos tienen un mercado

actual de 2.6 billones de dólares, cifra 10 veces mayor a la

del mercado actual de la biotecnología.

Hoy, en el mundo existen cerca de 40 laboratorios donde se

están llevando a cabo varias investigaciones sobre la

materia. Cerca de 300 empresas utilizan el término “nano” en

12

sus productos, y algunas empresas de renombre como IBM y

Hewlett-Packard, Nec e Intel, invierten grandes cantidades de

dinero en el proceso investigativo. De igual forma, la

academia se ha venido interesando por el tema, y

universidades en diferentes países han asumido el liderazgo

en su investigación.

NANOTECNOLOGIA

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para

definir las ciencias y técnicas que se aplican a un nivel de

nanoescala, esto es unas medidas que permiten trabajar y

manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Es decir,

nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y

máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de

átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades

totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la

nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas

novedosos y poco costosos con propiedades únicas

NANOMATERIALES

13

Los nanomateriales son materiales con propiedades

morfológicas más pequeñas que un micrómetro en al menos una

dimensión. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el

tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores

restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica

situaría la nanoescala entre la microescala (1 micrómetro) y

la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros).Se

pueden subdividir en: nanopartículas, nanocapas

nanocompuestos.

El enfoque de los nanomateriales es una aproximación desde

abajo hacia arriba a las estructuras y efectos funcionales de

forma que la construcción de bloques de materiales son

diseñados y ensamblados de forma controlada.

Existen tres categorías básicas de nanomateriales desde el

punto de vista comercial y desarrollo: óxidos metálicos,

nanoarcillas y nanotubos de carbono. Los que más han avanzado

desde el punto de vista comercial son las nanopartículas de

óxido metálico.

TIPOS DE

NANOMATERIALES

La Agencia del Medio Ambiente (EPA) de EUA ha clasificado los

nanomateriales actuales en cuatro tipos, a saber:

14

BASADOS EN CARBONO

Estos nanomateriales están compuestos mayoritariamente por

carbono y suelen adoptar formas como esferas huecas,

elipsoides o tubos. Los nanomateriales de carbono con forma

elipsoidal o esférica se conocen como fullerenos, mientras

que los cilíndricos reciben el nombre de nanotubos. Estas

partículas tienen muchas aplicaciones posibles, incluido el

desarrollo de recubrimientos y películas mejoradas,

materiales más ligeros y resistentes y diversas aplicaciones

en el campo de la electrónica.

BASADOS EN METALES

Estos nanomateriales incluyen puntos cuánticos,

nanopartículas de oro y plata y óxidos metálicos como el

dióxido de titanio.

DENDRIMEROS

Estos nanomateriales son polímeros de tamaño nanométrico

construidos a partir de unidades ramificadas. La superficie

de un dendrímero tiene numerosos extremos de cadena, que se

pueden adaptar para desempeñar funciones químicas

específicas. Esta propiedad se podría utilizar también para

la catálisis. Además, debido a que los dendrímeros

15

tridimensionales contienen cavidades interiores en las que se

pueden introducir otras moléculas, pueden ser útiles para la

administración de fármacos.

COMPUESTOS

Los compuestos combinan las nanopartículas con otras

nanopartículas o con materiales de mayor tamaño. Las

nanopartículas, como arcilla a nanoescala, ya se están

añadiendo a numerosos productos, desde piezas de automóviles

a materiales de empaquetado, para mejorar sus propiedades

mecánicas, térmicas, protectoras, etc.

16

APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGIA EN EL

ACERO

A lo largo de los últimos años, se ha venido dedicando un

mayor esfuerzo a la mejora del acero a través de la

aplicación de la nanotecnología en los procesos productos

siderúrgicos. En este sentido, y de modo paralelo a la

intensa labor desarrollada a nivel mundial en esta área,

numerosos centros nacionales se implican cada día con mayor

intensidad en el desarrollo de nuevas tecnologías que puedan

ofrecer importantes avances en el campo de los materiales

metálicos .La modificación microestructural de un acero

convencional para la mejora de sus propiedades mecánicas,

junto con la capacidad de optimizarlo a través de nuevos

recubrimientos inteligentes, y el desarrollo de nuevas

técnicas que buscan la obtención de cordones

nanoestructurados, son algunos de los procesos estratégicos

17

que la aplicación de la nanotecnología permite desarrollar de

modo innovador con resultados superiores a los obtenidos

cuando se trabaja a mayor escala .

TRATAMIENTO DE SUPERFICIES METALICAS SOMETIDAS A DESGASTE

Las piezas metálicas sometidas a fricción, como herramientas

de corte, fresado, conformado, rodamientos o engranajes,

entre otras, sufren continuos procesos de desgaste y

corrosión que limitan su vida útil. El empleo de tratamientos

para proteger las super cies expuestas a desgaste constituyefi

una alternativa apropiada para mejorar el rendimiento y

aumentar la duración de estas piezas. Entre los tratamientos

de super cies que se pueden utilizar guran el bombardeo confi fi

haces de iones y la preparación de recubrimientos mediante

láminas delgadas o multicapas.

En el caso de los tratamientos por haces de iones, la pieza a

tratar es introducida en una cámara de alto vacío donde es

bombardeada con iones. La energía, el ujo y el tipo de ionfl

se seleccionan adecuadamente para modi car la composición,fi

estructura y morfología de las capas más super ciales de lafi

pieza. De este modo, se puede aumentar la dureza de la

super cie y mejorar la resistencia al desgaste y, en algunosfi

casos, a la corrosión. Entre las ventajas de este tipo de

técnica gura el hecho de que el tratamiento de la pieza sefi

lleva a cabo sin que la misma sufra calentamientos

18

importantes, normalmente inferiores a 150 ºC, e incluso es

posible efectuarlo a temperatura ambiente controlando las

dosis de implantación.

El empleo de recubrimientos consiste en depositar sobre la

super cie a proteger una na capa de material de elevadafi fi

dureza y/o bajo coe ciente de fricción que aumente lafi

resistencia al desgaste de la pieza. Al reducir el coe cientefi

de fricción, las temperaturas de trabajo se reducen y con

ello se limitan los procesos de oxidación y corrosión,

especialmente en procesos de mecanizado de alta velocidad.

Los materiales típicamente empleados son carburos y nitruros

de metales de transición, como TiN, TiCN, CrN, ZrN, y sus

aleaciones con aluminio, AlTiN, AlCrN, y se pueden combinar

en multicapas cuya periodicidad sea del orden de decenas de

nanómetros y con grosores totales del orden de las micras.

Además, los recubrimientos pueden mejorar sus propiedades

mecánicas si se preparan mezclas de fases de cristales de

tamaño nanométrico, por ejemplo TiN+a-SiN. También es posible

preparar capas funcionarizadas, cuya composición varía

gradualmente en profundidad (capas gradiente), de manera que

se pueda optimizar tanto el comporta- miento mecánico de la

super cie, por ejemplo con una lámina de TiN, como lafi

adherencia del recubrimiento a la pieza metálica, por ejemplo

con una capa de WC, utilizando una lámina intermedia de

transición de TiC.

19

Entre las aplicaciones típicas, guran los tratamientos defi

super cies de cuchillas de corte y mecanizado, engranajes yfi

rodamientos, matrices para conformado de chapa, o moldes de

inyección de plástico. Otras aplicaciones consisten en la

funcionalización super cial de prótesis de cadera y rodillafi

para mejorar su resistencia al desgaste, la preparación de

recubrimientos de baja fricción sobre la super cie de discosfi

duros magnéticos para reducir la altura de vuelo de la cabeza

lectora y aumentar la densidad de almacenamiento de

información, el crecimiento de capas decorativas,

antirre ectantes, de barrera térmica, etc.fl

MATERIALES ANTIFRICCION

Los materiales necesarios para los sistemas de contactos

antifricción dependen en gran medida, por un lado, de la

tendencia y la velocidad en el desarrollo tecnológico y, por

otro, de las políticas medioambientales. Esta última demanda

la disminución del consumo energético y las emisiones

contaminantes, de forma que los materiales del futuro han de

ser ligeros y auto lubricados, pero con baja resistencia a la

fricción y sin desgaste.

El gra to, por su estructura cristalina, tiene excelentesfi

propiedades auto lubricantes. Incluso en seco, el coe cientefi

de fricción entre un material de carbono/gra to y lafi

contracara de rozamiento es comparativamente bajo, por lo que

20

el deslizamiento entre sus caras es satisfactorio. Además

posee una alta estabilidad a altas temperaturas y es inerte a

gran cantidad de agentes químicos.

Los cojinetes y las juntas hidráulicas de las bombas de agua

para co- ches que actualmente se fabrican mediante gra to defi

grano no convencionales presentan serias limitaciones,fi

tanto tecnológicas como económicas. Así, las mejores

prestaciones de los materiales de gra to se consiguen en lafi

actualidad mediante in ltración de metales o sales con lafi

problemática que ello conlleva desde el punto de vista de la

legislación ambiental y laboral.

Mediante el uso de materiales de carbono nanoestructurado se

pueden conseguir componentes autos lubricados que no

presenten desgaste durante toda la vida de servicio del

equipo y que exhiban mejores rendimientos mecánicos que los

materiales tradicionalmente utilizados. Es posible, de este

modo, aumentar la carga admisible por super cie hasta en unfi

50%, gracias al incremento que en la resistencia mecánica,

dureza y tenacidad del componente. Por otro lado el aumento

en las prestaciones mecánicas permite la reducción del tamaño

de los componentes con la consiguiente reducción de costes

MATERIALES CON ALTA DUREZA PARA HERRAMIENTAS DE CORTE21

El origen de los compuestos cerámicos-metálicos (cermets) se

puede situar entorno a 1923, fecha en la que se patenta el

proceso de sinterización del compuesto formado por carburo de

wolframio con cobalto (WC-Co), un componente cerámico duro y

una fase aglutinante que con ere tenacidad al material. Estefi

compuesto de metal soldado a los granos de WC, duro,

resistente al desgaste y con una tenacidad considerable fue

el punto de partida de la industria de las herramientas de

corte a base de metales duros.

El diamante es la sustancia más dura conocida, es por ello

irremplazable como material en las herramientas de corte. Sin

embargo, posee una importante desventaja y es su reactividad

con el hierro, titanio y silicio, lo cual lo hace inservible

para ser utilizado, por ejemplo, en el mecanizado de acero.

La síntesis de materiales intrínsecamente duros requiere de

condiciones extremas tanto de temperatura como de presión, es

por ello por lo que los esfuerzos se han volcado en el

desarrollo de nuevos compuestos súper duros (superior a

20GPa) basados en nano partículas metálicas dispersas sobre

matrices cerámicas de alta dureza.

Requisitos: Alta dureza incluso a elevadas temperaturas

Materiales químicamente inertes

Se ha comprobado que en el caso de materiales nano

estructurados cerámica-metal, las interfaces oxido/Metal son

22

más rígidas que las interfaces convencionales óxido/metal.

Este hecho es debido a que durante la sintetización del

compacto se produce un crecimiento epitaxia de las nano

partículas metálicas sobre aquellos planos cristalográ cosfi

del óxido más favorables desde el punto de vista energético.

Como consecuencia de este fenómeno, se produce una mejora

sustancial de la tenacidad del compacto si se compara con los

valores de tenacidad alcanzados en compactos micrométricos.

Por otro lado la dureza de los materiales metálicos aumenta

al disminuir el tamaño de grano debido al aumento de los

bordes de grano y con ello la cantidad de bordes de grano,

los cuales impiden el movimiento de las dislocaciones

incrementando la resistencia del metal. Esta relación entre

el tamaño de grano y el esfuerzo de uencia vienefl

determinado por la ley de Hall-Petch y explica la gran dureza

que presentan las nano partículas metálicas frente a sus

homogéneas micrométricas. Esto junto con la alta dureza que

presentan matrices cerámicas tales como la espinela o la

alúmina hacen que como resultado se puedan obtener compuestos

cerámico/nano metal de dureza muy superior a la de los

correspondientes micro articulados.

23

CONSIDERACIONES

MATERIALES QUE REEMPLAZARAN AL ACERO

GRAFENO

El carbono es uno de los elementos químicos más importantes

en la naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos y,

según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con

24

distintas características. A partir del carbono se consigue

el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas

partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en

láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un

átomo), y en celdas hexagonales. Para que te hagas una idea,

su estructura es similar a la que resulta de dibujar un panal

de abejas en un folio. ¿Por qué en un folio? Porque es una

superficie plana, de dos dimensiones. El grafeno se obtiene a

partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el

grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que

se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina

de los lápices hasta algunos ladrillos. Pese a que el grafeno

se conoce desde la década de 1930, fue abandonado por

considerarlo demasiado inestable. No fue hasta muchos años

después, en 2004, cuando los científicos de origen ruso

Novoselov y Geim consiguieron aislarlo a temperatura

ambiente. Este descubrimiento no fue baladí, pues gracias a

él obtuvieron el Premio Nobel en 2010.

El grafeno es de los materiales más duros y fuertes

existentes, incluso supera la dureza del diamante y es 200

veces más resistente que el acero. Es altamente rígido, de

hecho, tiene un módulo de Young de 1 TPa. Por lo tanto

soporta grandes fuerzas sin apenas deformarse. Se trata de un

material ligero con una densidad de tan sólo 0,77 miligramos

por metro cuadrado (densidad indicada en unidades de

superficie como causa de su estructura laminar). También cabe

25

destacar que soporta grandes fuerzas de flexión, es decir, se

puede doblar sin que se rompa. Para hacerse una idea de la

capacidad de estas propiedades mecánicas, el premio Nobel

hizo una comparación con una hamaca de grafeno de un metro

cuadrado de superficie y un solo átomo de espesor. Esta

hamaca de grafeno podría soportar hasta 4 kg antes de

romperse (equivalente al peso de un gato). En total esta

hamaca pesaría lo mismo que uno de los pelos del bigote del

gato, menos de un miligramo.

AEROGEL DE GRAFENO

El aerogel (fig-8) es un sustancia coloidal similar a un gel,

muy ligero (está compuesto en más de un 90% de aire) a la par

que muy resistente y que se ha utilizado incluso para

capturar y traer de vuelta a la Tierra los “desechos” que

deja tras de sí un cometa en su recorrido por el sistema

solar. Sin embargo, el aerogel de grafeno, es un material aún

más novedoso y sorprendente que el aerogel y que tiene el

record de ser el material más ligero del mundo al poseer una

densidad de tan solo 0,16 mg/cm3. Además, gracias a su

resistencia y a su potente capacidad de absorción, hasta 900

veces su peso, podría tener interesantes usos como en la

recogida de vertidos tóxicos en el mar o la creación de

prótesis y plantillas. Este material que técnicamente es una

solución de nantotubos de carbono congelados en seco y

26

láminas de óxido de grafeno ha sido inventado por científicos

de la Universidad de Zhejiang, en China.

ESPUMA DE METAL O DE ALUMINIO

Otro material cuya principal característica es su

ligereza a la vez que una gran fortaleza. La espuma de

aluminio (fig-9) es un material muy poroso con distribución

aleatoria de los poros que pueden estar abiertos o cerrados.

Los poros pueden llegar a ocupar un volumen del material

entre el 50 y el 90%, lo que le confiere la buscada ligereza.

Aunque lo más frecuente es que la espuma sea de aluminio, se

puede encontrar de otros muchos metales. Existen diversas

formas para producirlo. Uno de los métodos más utilizados es

mediante la adición de un agente espumante, titanio hibrido

molido, al aluminio fundido para dejarlo posteriormente

enfriar.

Por sus características especiales, ligereza, fortaleza,

absorción acústica, control de vibración, flotación, etcétera

es un buen candidato a utilizarlo en industrias como la

automotriz, construcción, ortopédica o aeroespacial.

27

VALOR DE MERCADO

Dada las características de la nanotecnología y su lenta

inserción en el mundo de los materiales, tal es el caso del

acero, nos fue imposible cuantificar económicamente el valor

de mercado que posee este con respecto al acero; sus valores

aún están determinados por estudios científicos, y

estimativos que se hacen en relación a una aplicación

específica. Si bien es cierto que ya se está aplicando

sólidamente en algunos aplicaciones de acero aun no son

posibles de cuantificarlas por lo poco masivo que es aun en

este campo, no así como en la medicina ,electrónica ,

robótica, biología temas que ya están siendo tratados desde

los inicios de la nanotecnología lo que ya les permite tener

un valor estimativo de aplicación.

28

CONCLUSIONES Y FODA

Al culminar este informe, pude apreciar el desarrollo que la

nanotecnología ha obtenido a lo largo del tiempo,

extendiéndose a diversas industrias donde su uso variado y

sus aplicaciones múltiples han provocado una revolución en

cada una de las áreas desarrolladas pero destacando en el

área de la construcción. La nanotecnología facilitará

materiales más ligeros, resistentes, con menor impacto

ambiental e incluso autoadaptables otorgando a nuestra

sociedad construcciones seguras, de alta durabilidad y

resistencia al deterioro, buen comportamiento mecánico, entre

otras.

Como grupo de trabajo la organización y desarrollo de las

actividades designadas ha sido cada vez más confortable, ya

que, nos hemos ayudado de una u otra forma y la comunicación

entre grupo ha ido mejorando.

FODA

29

Fortaleza:

El apoyo de mi familia ha sido incondicional, mi esposo, mi

madre y hermana me incentivaron a iniciar el gran desafío de

ser profesional, cada día me alientan con sus palabras, he

pensado en más de una oportunidad dejar de estudiar por mi

trabajo y tiempo pero al igual que mi familia he tenido el

apoyo de mis compañeros.

Oportunidades:

El conocer gente nueva me ha otorgado nuevos sueños, entender

que sí me propongo en hacer las cosas puedo hacerlas, que a

lo mejor por mis debilidades me costara pero nada es

imposible.

Debilidades

Muchas veces me es difícil interactuar con los demás por

primera vez, lo que ha demostrado ante mis superiores no

mostrar un interés ante las cosas, he intentado en más de una

oportunidad poder revertir esta que considero una de mis

mayores debilidades, ya que, durante mis años de estudio en

enseñanza media y durante mis años de trabajo ha afectado mis

capacidades de poder optar a mejores oportunidades ya sean

laborales o de otra índole.

Amenazas

30

El lugar donde vivo, ya que es una zona rural donde solo el

4% de la población es profesional, donde los medios de

transportes y tecnológicos son escasos y donde las

oportunidades para los que quieren ser profesionales son

mínimas ya que para estudiar carreras profesionales deben

venir a Santiago considerando 4 horas de viaje.

Betzabeth Dalila Balladares Molina.

Podemos concluir que la nanotecnología ha ayudado al acero a

mejorar ostensiblemente sus capacidades tecnológicas para así

utilizar al máximo la capacidad de este. Además debemos tener

en cuenta que en unos años la nanotecnología seguirá

influyendo de manera positiva en el acero y la construcción,

por lo que no debemos extrañarnos por los futuros

dispositivos y elementos tecnológicos aplicados para

disminuir el peso y las dimensiones del acero.

FODA

FORTALEZA

Mi mayor fortaleza según mi consideración, es mi capacidad de

adaptarme a distintos escenarios, aunque estos sean adversos

además tengo una gran capacidad de dialogo y elocuencia para

afrontar problemas, personas y desafíos.

31

OPORTUNIDADES

En cada crisis o gran dificultad, encontramos la oportunidad

de demostrar nuestras fortalezas, y considero que es ahí

donde mejor me desenvuelvo en los momentos de crisis es donde

me gusta tomar las riendas y conciliar posiciones sin

necesidad de imponer ideas, si no que entregando mi aporte al

grupo y así hacerlo más fuerte.

DEBILIDADES

Mi mayor debilidad es que me gusta trabajar con presión, por

lo que siempre termino dejando todo al final y haciendo mi

parte con la soga al cuello, además el exceso de confianza

suele jugarme malas pasadas.

AMENAZAS

La más importante amenaza para mi soy yo mismo, ya que mi

personalidad a veces no es comprendida, y yo tiendo a pensar

que el mundo está en mi contra, eso sumado a malos entendidos

no hace más que ir en desmedro del resultado final.

Pedro Alexis Lagos Mellado.

32

Al terminar este informe ciertamente se adopta la realidad de

que la nano tecnología produce un gran avance y puede ofrecer

múltiples y variadas posibilidades para el desarrollo, y que

además está influyendo mucho en cuanto a las investigaciones

para mejoras en todos los sentidos existentes. . En un futuro

inmediato, podríamos concebir edificios cinco veces más altos

que soportaran cargas cinco veces mayores, cuyas secciones

estructurales fueran más esbeltas, y que ante un sismo no se

fracturaran. Imaginaríamos edificios cuyas paredes y pisos

cambiaran de color conforme la luz del sol cambiara de tono.

Pensaríamos entonces en muros divisorios que fueran

transparentes en el día, y opacos en la noche. Veríamos casas

de dos pisos, fácilmente remolcadas por un pequeño vehículo,

para cambiar de ubicación; en cualquier supermercado se

podrán obtener componentes estructurales, a precios

económicos, suficientemente ligeros para que un niño de

cuatro años los pudiera cargar.

FODA

FORTALEZAS

Considero que es mi capacidad de salir adelante con cualquier

trabajo que realice aunque hayan factores que no dependen de

mí, de igual manera encontrare la forma de responder por

ello; también mi perseverancia y tozudez cuando me propongo

algo y el querer ayudar siempre cuando este en mis

posibilidades.

33

OPORTUNIDADES

Cuento con uno de los pilares más fuertes que puedo tener en

mi vida que son mi señora y mi hija, el otro es mi hermano y

toda la gente que me quiere y creen que esta vez podre sacar

esta carrera adelante; he conocido algunos profesores que

tienen el interés real de querer enseñar y amistades que cada

día se fortalecen más. He podido esta vez compatibilizar de

buena manera los estudios y el trabajo.

DEBILIDADES

Mi poca tolerancia con algunas personas, me logro enojar muy

fácilmente y me decepciono muy rápido en ocasiones ; no

permitirme a veces disfrutar más con mi familia por sacar un

trabajo adelante; no apreciar a veces el real valor de las

personas.

AMENAZAS

Dejarme influenciar por rumores malintencionado y sacar

conclusiones apresuradas; perder la claridad de mis ideas por

momentos de rabia; rodearme de gente y situaciones que no

aportan nada a mi vida y que producen una limitación

psicológica en mis proyecciones personales.

Leonardo Jaime Saldias Irarrázabal.

34

Por este informe se concluye que gracias a la

nanotecnología se ha logrado fabricar aceros y hormigones más

resistentes y ligeros, aportando mejoras en infraestructuras

y edificación. Este tipo de tecnología ha conducido a una

serie de nuevos materiales cuyas propiedades y

características básicas pueden ser pre diseñadas antes de su

creación. La nanotecnología es, sin lugar a dudas, de vital

importancia para la investigación de materiales en el nivel

mundial, por lo que, tanto en el presente como en el futuro,

para la industria de la construcción se convierte en una

tecnología fundamental.

FODA

FORTALEZAS:

Me considero una persona perseverante ya que aunque me cueste

adaptarme muchas veces a las situaciones que se me presentan

siempre busco darle soluciones óptimas para poder siempre

lograr ser visto de una buena manera por las personas con las

que me encuentro en cada situación.

Soy una persona que siempre quiere cumplir sus metas que

ante la adversidad que aunque todo se me haga complicado

siempre logro tener la convicción de que si quiero algo lo

puedo hacer.

OPORTUNIDADES:

En este momento me encuentro trabajando con un buen grupo de

personas que siempre están al pendiente de cuáles son las35

circunstancias en las que me encuentro. Siempre logro tener

su apoyo y consejos para así lograr ir mejorando cada vez más

y más.

DEBILIDADES:

Soy una persona demasiado llevada a mis ideas y esto hace

muchas veces caer en discusiones con las personas que me

rodean ya que no siempre las personas que me rodean comparten

las mismas ideas y/o pensamientos. Soy demasiado distraído y

en muchas ocasiones esto me ha traído más de alguna mala

experiencia.

AMENAZAS:

Al ser una persona muy poco tolerante a veces y muy dejado

en ocasiones esto hace muchas veces que las personas con las

que trabajo siempre pongan en duda lo que digo o hago, por

ende las personas con las que trabajo les cuesta lograr

tomar confianza respecto a lo que debo realizar.

Nicolás Ignacio San Martin Parra.

Felipe Eduardo Valenzuela Sepúlveda.

36

ANEXO

37

Fig-1 Richard Feynman ,precursor de la nanotecnología.

Fig-2 Norio Taniguchi utilizo el término “nanotecnologia “por

primera vez.

38

Fig-3 Microscopio de Efecto Tunel.

Fig.-4 Fullereno.

39

Fig-5 Eric Drexler autor de Motores

de la Creacion;inicio la

nanotecnología molecular.

Fig-6 Don Eigler fue el primero en manipular átomos usando un

microscopio de efecto túnel en 1989.

40

Fig-7 Nanotubos de Carbono

Fig-8 Aerogel de grafeno

41

Fig-9 Espuma de Metal o de Aluminio.

42

--------------------------------- Fin de Contenido

---------------------------------

43