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SINTETIZAN EN LA UNAM MATERIAL CON POTENCIAL FUNCIÓN CATALIZADORA

 
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sintetizancatalizador14 de julio de 2014

Los óxidos de cerio son utilizados para reducir las emisiones de gas de los automóviles, en las paredes de los hornos autolimpiadores como catalizador de hidrocarburos a altas temperaturas, en la descomposición del agua para obtener hidrógeno y podrían emplearse en la elaboración de cremas solares para la piel.

Por las virtudes potenciales de estos compuestos químicos, Elizabeth Chavira trabaja con uno de ellos: el óxido de cerio (CeO2), para mejorar su capacidad catalítica y función de soporte.

Como parte del Programa Universitario de Nanociencia y Tecnología (PUNTA) de la UNAM, Chavira ha tratado con varios métodos de síntesis para obtener óxido de cerio nanométrico.

En el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) ya “encontramos las condiciones óptimas para hacer este material de diferentes morfologías, como nano-cristales cúbicos, nano-barras, nano-hilos y nano-alambres”.

Material polimorfo, el CeO2 tiene varias formas cristalinas, indicó Chavira. La cúbica, que es la catalítica, “ya la sintetizamos y cambiamos su morfología por reacción sol-gel modificada con acrilamida y microondas”. Es una tesis del alumno Edgar Rangel, del programa de doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales de esta casa de estudios.

Al cambiar las condiciones de reacción se obtuvieron aglomerados de cristales, cristales separados, barras, tubos, hilos y alambres nanométricos.

En colaboración con José Jesús Carlos Quintanar Sierra, de la Facultad de Ciencias (FC), que hizo la parte teórica, “se simuló cómo es que se llevará a cabo la catálisis en el óxido de cerio cúbico”.

Una siguiente meta de este proyecto de ciencia básica es modificar la superficie del CeO2, donde se lleva a cabo el fenómeno de la catálisis heterogénea.

Chavira y una estudiante (Magali Ugalde Alcántara, del Programa de Posgrado en Ciencia de Materiales, en colaboración con Martha Teresita Ochoa Lara, del CIMAV, Unidad Chihuahua) trabajan con paladio y rodio-paladio nanométrico, con miras a su uso como sensor de humedad.

Debido a que “nuestro material detecta fácilmente la humedad en el intervalo que reportamos”, en su presentación durante un congreso llamó la atención de un farmacéutico, quien aseguró que le era funcional en su industria.

En virtud de que permite medir la humedad, se podría evitar que cierto material que se usa en esos productos se modifique, pues con aquélla se aglomera o influye en que ocurra o no la reacción de los mismos granos del fármaco.

El tamaño nanométrico del paladio y cómo se distribuyó en el copolímero es lo que patentaríamos como sensor de humedad, puntualizó.

En el área de semiconductores, Chavira y colaboradores han logrado sintetizar e introducir nano-barras de óxido de zinc (ZnO) en nano-tubos de grafeno, mediante “molienda mecánica”.

Del grafito (igual al del lápiz con que escribimos o pintamos, sólo que puro) se obtienen capas que se doblan y se hacen tubos. Con este proceso (hay una dislocación de electrones en el interior de las capas hexagonales del carbono) ya se tiene el grafeno.

Molemos todo: los nano-tubos de grafeno y las nano-barras de óxido de zinc (las hace de diferentes diámetros y longitudes Patricia Pérez, alumna de Patricia Santiago Jacinto, del Instituto de Física), y se observa en micrografías cómo entra el ZnO en el tubo de grafeno.

Con Betsabé Marel Monroy Peláez, también del IIM, han comprobado por fotoluminiscencia que la emisión de óxido de zinc está apantallada por el grafeno. Y con José T. Elizalde Galindo, del Instituto de Ingeniería y Tecnología de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, se han percatado –mediante mediciones magnéticas– que el óxido de zinc nanométrico sí entra en estos tubos de grafeno.

“Otra forma de ver esto es por oxígenos, que ya es la parte teórica que tenemos que trabajar, es decir, medir la condición eléctrica. Sólo nos falta eso”, comentó Chavira.

Pedro Enrique Ortiz, estudiante de la FC, quien realiza su tesis de licenciatura como parte de este proyecto, desea aplicarlo y hacer un dispositivo.

Muchos investigadores en el mundo trabajan en esta línea con diferentes métodos de síntesis. El más fácil que ya se tenía era por la vía química. Sin embargo, con éste del IIM de la UNAM, “sólo metes tu producto y lo pones en el molino y ya está. No necesitas más que tiempo de molienda mecánica”.

Además de que se mejoran las propiedades eléctricas, ópticas y electro ópticas, entre otras, la síntesis física, para Elizabeth Chavira, sería un método más rápido y económico que la síntesis química, si se llega a usar en forma industrial.

Créditos: UNAM-DGCS-402-2014

Los conceptos de nanociencia y nanotecnología, aún lejos de la sociedad

 
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Gian Carlo Delgado Ramos y Brian Wynne, en la conferencia Complejidad y tecnociencia: biotecnología y nanotecnología.
Gian Carlo Delgado Ramos y Brian Wynne, en la conferencia Complejidad y tecnociencia: biotecnología y nanotecnología.

29 de mayo de 2011

• Mientras en el mundo empresas, gobiernos y centros de investigación avanzan en esas áreas, la sociedad carece de información básica sobre sus significados, dijo Gian Carlo Delgado, investigador del CEIICH
• Ese nuevo conocimiento debe incluir evaluación de riesgos y análisis de su percepción social, opinó Brian Wynne, de la Universidad de Lancaster, Gran Bretaña

Mientras en varios países las empresas, gobiernos y centros de investigación desarrollan las nanociencias y nanotecnologías, en la sociedad se carece de información básica sobre qué significan esos conceptos, afirmó Gian Carlo Delgado Ramos, académico del Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades (CEIICH) de la UNAM.

Con un escaso conocimiento de esas disciplinas, los ciudadanos, tanto en México como en Estados Unidos y Europa, tienden a rechazar estos desarrollos incluidos los de alimentos, pero los aprueban si forman parte de equipos de cómputo o comunicaciones, añadió el economista y doctor en Ciencias Ambientales.

Organizador en el CEIICH del Ciclo de Conferencias Complejidad y tecnociencia: biotecnología y nanotecnología, consideró que aún hay una gran distancia entre uno de los frentes tecnológicos de vanguardia de principios del siglo XXI y la información que se tiene sobre lo que son, sus alcances, así como potenciales daños y beneficios.
Riesgos y medidas precautorias

En el desarrollo de ambas disciplinas son necesarias la evaluación de riesgos y la comprensión social de la ciencia, consideró por su parte Brian Wynne, del Consejo de Investigación Económica y Social (ESRC) de la Universidad de Lancaster, Reino Unido.

El especialista en tecnología, evaluación y percepción pública de la ciencia, consideró que se requiere un amplio trabajo de evaluación de riesgos, que se comunique a la sociedad, a la que deben llegar conceptos e información fidedigna sobre los alcances de un biochip introducido a un nuevo fármaco o una nanopartícula incluida en un cosmético.

El también físico de materiales y sociólogo indicó que esta nueva área de conocimiento, caracterizada por la innovación y, por ende, por una rápida conexión con la producción industrial y el mercado económico, debe comunicarse, regularse y etiquetarse.

El universo en nanómetros

Si se manipula a una escala diminuta y controlada, la materia se comporta de forma distinta a la que conocemos en la naturaleza. Esa condición ofrece muchas posibilidades que los científicos exploran en varios países para desarrollar los nuevos materiales, alimentos y fármacos del siglo XXI.

La escala de lo minúsculo está regida por el nanómetro, unidad donde un cabello es un gigante y un metro es mil millones de veces más grande.

Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro, y en su escala se pueden medir átomos, moléculas y virus, pero una bacteria o una célula son muy grandes para registrarse.

Actualmente, con esta disciplina se desarrollan medicamentos más precisos, alimentos modificados, tubos de carbono y nuevos aditamentos electrónicos.
Créditos: UNAM-DGCS-315-2011/unam.mx

Produce la UNAM la tercera parte de la nanociencia y nanotecnología en México

 
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Gian Carlo Delgado Ramos, del CEIICH de la UNAM.
Gian Carlo Delgado Ramos, del CEIICH de la UNAM.

20 de diciembre de 2010

• También, genera casi la mitad de la tecnología y la ciencia, aseguró Gian Carlo Delgado Ramos, del CEIICH de la UNAM

La UNAM genera la tercera parte de la nanociencia y la nanotecnología en el país, y produce casi la mitad de la tecnología y la ciencia, aseguró Gian Carlo Delgado Ramos, académico del Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades (CEIICH) de la UNAM.

En 2008, subrayó, la Universidad Nacional aparecía, en términos de publicaciones de nanociencia, en el lugar 87. Hoy día, ocupa la posición 71 (http://studies.cwts.nl/projects/ec-coe/cgi-bin/izite.pl?show=home).

Esta casa de estudios tiene una estrecha relación con quienes hacen materiales nanoestructurados para su uso en recubrimientos, catálisis para la industria petrolera o para remediación ambiental (agua, suelos, aire), nanomateriales para LEDs o celdas fotovoltáicas de tercera generación, o incluso para su uso en nanomedicina, para la búsqueda de mejores procesos de diagnóstico, tratamiento y cura de padecimientos como el cáncer, el mal de Parkinson y enfermedades cardiovasculares, subrayó.

La nanotecnología, aunque no tiene una definición consensuada, podría decirse que es la capacidad de manipular la materia a escala de los átomos y las moléculas, una escala en la que adquiere nuevas propiedades, esencialmente porque la materia tiene más átomos superficiales que en dimensiones macro, explicó.

Por otra parte, opinó que en México se hace buena ciencia, pero escasa tecnología y en su mayoría no es de vanguardía. Muchos de los científicos del país se pierden porque emigran a universidades de Europa y Estados Unidos, y si no se ha logrado avanzar en materia de innovación e industrialización, es porque no hay un plan articulado a un proyecto de nación de largo plazo.

Delgado Ramos precisó que en 1997, el gasto público en nanotecnología en el orbe fue de 430 millones de dólares; en 2003, ascendió a tres mil millones; para 2004, se invirtieron cuatro mil 600 millones; en 2005, cinco mil millones, y en 2006, seis mil millones (año en que, por primera vez, y desde entonces, el gasto privado supera al público). Para 2009, el gasto total en el sector se estimó en poco menos de 18 mil millones de dólares.

De igual modo, mencionó que Estados Unidos, Japón y Alemania son los países líderes en ese campo, pero el primero aún supera a los demás, y conforme pasan los años continúa consolidando su hegemonía en el desarrollo de instrumental y en aplicaciones de frontera.

La Unión Americana, Japón y gran parte de Europa controlan entre el 80 y 90 por ciento del total de patentes (históricas) y del mercado mundial de alta tecnología, añadió.

Finalmente puntualizó que los materiales más usados en las aplicaciones nanotecnológicas que ya comienzan a entrar al mercado son la plata, el carbono, la silica, el titanio y el zinc. Al cierre de este año, se calcula que se habrán producido unas dos mil 300 toneladas de nanomateriales, y para finales de la próxima década el monto podría ser por arriba de las 58 mil toneladas anuales.
Créditos: UNAM-DGCS-800/unam.mx