DEFINICION

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).

CLASIFICACIÓN

Los nanomateriales pueden ser subdivididos en nanopartículas, nanocapas y 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

Nanocompuestos: Se trata de materiales creados introduciendo, en bajo porcentaje, nanopartículas en un material base llamado matriz. Por ejemplo en propiedades mecánicas (como la rigidez y la resistencia). Los nanopolímeros son usados para relleno de grietas en estructuras afectas por sismos, por ejemplo.

Nanopartículas: Se trata de partículas muy pequeñas con una dimensión menor de los 100 nm. Las nanopartículas de silicato y las metálicas, se usan en los nanocompuestos poliméricos.

Nanotubos: Son estructuras tubulares con diámetro nanométrico. Aunque pueden ser de distinto material, los más conocidos son los de silicio y principalmente, los de carbono. Son tipo canuto o de tubos concéntricos, o pueden estar cerrados por media esfera de fulereno.

Superficies nanomoduladas: Son ordenadas o multicapa.

Materiales nanoporosos: Principalmente de sílica y alúmina. Usados, por ejemplo, para captura de elementos nocivos.

Nanocapas: Se trata de recubrimientos con espesores de nanoescala. Son usados en barnices, lubricantes o para endurecer compuestos frágiles o como protección ante la corrosión.

Nanoestructuras biológicas: Materiales biomiméticos a escala nanométrica. Como polímeros usados como base para el crecimiento de la piel. O gomas antimicrobianas.

APLICACIONES ÚTILES EN EL MEDIO AMBIENTE

Membranas mejoradas en porosidad, morfología y superficie para el tratamiento de agua. Nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2 y nanotubos de carbono actuando con contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en agua con fines de adsorción y agregación.

Muro biológicamente activo de nanotubos de carbón.

Uso de dióxido de titanio en la purificación de agua y aire.

Empleo de hierro a nanoescala para adsorción y destrucción de contaminantes orgánicos en agua.

Uso de naotubos de carbón para remover plomo en agua, y ensayos respecto a otros metales.

PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS NANOMATERIALES

Propiedades físicas:

1. Tamaño, forma, superficie específica y proporción entre anchura y altura.2. Si se adhieren unas a otras.3. Distribución según el tamaño.4. Lisura o rugosidad de su superficie.5. Estructura, incluida la estructura de cristal y cuaqluier defecto de cristal.6. Su capacidad para disolverse.

Propiedades químicas:

1. Estructura molecular. 2. Composición, incluida su pureza y cualquier aditivo o impureza conocidos.

3. Si se encuentran en estado sólido, liquido o gas.4. Química de superficie.5. Atracción de moléculas de agua y de aceites o grasas.

Los nanomateriales cerámicos porosos poseen un gran potencial para muchas aplicaciones químicas, térmicas y mecánicas, entre muchas otras; además, cuentan con características que le dan ventajas sobre los materiales metálicos o poliméricos. Un problema vigente es la obtención de materiales adsorbentes que combinen óptimamente su costo y efectividad, y que además posean propiedades mecánicas que permitan su fácil manipulación. 

Recientemente se reportó el desarrollo de un nuevo tipo de nanomaterial cerámico llamado “polititanatos de potasio” (PTP) obtenidos por la ruta de sales fundidas. Los polititanatos de potasio son de bajo costo y de fácil manejo en las operaciones comunes de tecnología cerámica; adicionalmente, no representan riesgos para la salud en su manejo debido a su morfología laminar. El tratamiento térmico de dichos materiales a temperaturas desde 900 hasta 1300 ºC permite la recristalización con la formación de tetratitanato y/o hexatitanato de potasio, en función del PTP usado. Esta combinación permite la producción de nanomateriales cerámicos.

REFERENCIAS

http://es.slideshare.net/cmc11121cgrupo8/los-nanomateriales http://quimiqaii.blogspot.mx/2011/11/nanomateriales-ceramicos.html http://nanomaterialesdeceramica.blogspot.mx/2011/11/nanomateriales-

ceramicos.html http://www.ifuap.buap.mx/~lilia/NANOMATERIALES.pdf http://www.phantomsnet.net/Resources/files/Nanomateriales_alta.pdf