Nano – horizontes : Explorando el mundo invisible

Abstract

: figuras, tablasVivimos en una era de aceleración exponencial en la generación de conocimiento, como señala Pedro Serena en su libro “Nanotecnología para el desarrollo sostenible (2021)”, las necesidades sociales que conllevan a un sinnúmero de alternativas, que muchas veces no llegamos a realizar, ya sea por razones económicas, sociales, políticas y hasta religiosas. La nanotecnología y la nanociencia representan dos grandes alternativas en la consolidación de soluciones para una sostenibilidad global clara y concisa en muchos aspectos. La aplicación en el uso de nanomateriales responde a necesidades en diferentes áreas. Por mencionar algunos ejemplos, los nanomateriales se encuentran en diversas áreas. En medicina, se utilizan para el suministro de fármacos, control de sustancias, diagnóstico y liberación controlada de estas, etc.; nanomateriales inteligentes usados en procesos de autoreparación, efecto fototérmico, efecto fotocrómico, etc.; en el campo de la energía, contribuyen al desarrollo de celdas solares más eficientes, desarrollo de catalizadores, estructuras nanohíbridas, etc...Prólogo -- 11 CAPÍTULO UNO -- 14 Generalidades y Tipos de Nanomateriales -- 15 1.1 Generalidades de la Nanotecnología -- 15 1.1.1 Historia de los Nanomateriales y la Nanotecnología -- 16 1.1.2 Conceptos Básicos -- 19 1.1.3 Física Clásica y Física Cuántica -- 20 1.2 Correlación de la física cuántica y los Nanomateriales -- 23 1.3 Tipos de Materiales Nano y Mesoporosos -- 24 1.3.1 Estructuras Tipo Nano -- 24 1.3.2 Clasificación de los Nanomateriales -- 25 Referencias -- 46 CAPÍTULO DOS -- 51 Síntesis y Propiedades de Materiales Nanoestructurados -- 52 2.1 Métodos de Fabricación -- 53 2.1.1 Fabricación de “Arriba Hacia Abajo”- (Top Down) -- 55 2.1.2 Fabricación de “Abajo Hacia Arriba”- (Bottom Up) -- 63 2.1.3 Síntesis por Métodos Biológicos -- 70 2.2 Propiedades de los Nanomateriales -- 73 2.2.1 Propiedades Físicas -- 73 2.2.2 Propiedades Mecánicas -- 74 2.2.3 Propiedades Químicas -- 76 2.2.4 Efecto de Tamaño y de Superficie -- 77 2.3 Estudios de Caso -- 78 Referencias -- 80 CAPÍTULO TRES -- 86 Técnicas de Caracterización de Nanomateriales -- 87 3.1 Generalidades -- 87 3.2 Técnicas de Microscopía -- 88 3.2.1 Microscopía Electrónica de Barrido -- 89 3.2.2 Microscopía Electrónica de Transmisión -- 91 3.2.4 Microscopía Electrónica de Barrido con Campo de Emisión -- 95 3.3 Técnicas de Difracción -- 97 3.3.1 Difracción de Rayos X -- 97 3.3.2 Difracción -DLS- Dispersión Dinámica de la Luz -- 99 3.3.3 Dispersión de Rayos-X de Ángulo Pequeño - SAXS -- 100 3.4 Técnicas de Espectroscopía -- 101 3.4.1 Espectroscopía Óptica de Fotones (Raman y Fluorescencia) -- 101 3.4.1.1 Espectroscopía de Raman -- 102 3.4.1.2 Espectroscopía por Fluorescencia -- 103 3.4.2 Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier - FTIR -- 104 3.4.3 Espectroscopía UV- Visible -- 105 3.4.4 Espectroscopía de Fotoelectrones de Rayos X – XPS -- 108 3.5 Medidas Mecánicas -- 109 3.5.1 Nanoindentación -- 109 3.5.2 Pruebas de Tensión -- 110 3.6 Aplicaciones y Limitaciones -- 111 Limitaciones -- 113 Referencias -- 115 CAPÍTULO CUATRO -- 119 Tecnologías Emergentes en el Desarrollo de Materiales Metálicos y Bimetálicos - Investigación Cienciométrica -- 120 4.1 Introducción -- 120 4.1.1 Nanopartículas para la Industria -- 121 4.1.2 El desarrollo de las Patentes en la Economía del Conocimiento 123 4.2 Datos y Metodología -- 124 4.3 Resultados -- 125 4.3.1 Tendencias Anuales de Publicaciones -- 125 4.3.2 Países Más Prolíficos e Influyentes -- 126 4.3.3 Instituciones Más Influyentes -- 130 4.3.4 Análisis de Revistas -- 131 4.3.5 Áreas de Investigación Más Importantes -- 132 4.3.6 Autores Más Representativos -- 133 4.3.7 Analisis de Co-Ocurrencias de Palabras Clave -- 135 4.3.8 Artículos Clave más Representativos -- 137 4.3.9 Análisis de Patentes -- 139 4.3.10 Desarrollo de Patentes por País -- 140 4.3.11 Grupos de Patentes Más Influyentes -- 142 4.4 Conclusiones -- 146 Referencias -- 147 CAPÍTULO CINCO -- 150 Riesgos Relacionados con los Nanomateriales -- 151 5.1 Generalidades -- 151 5.2 Impacto de los Nanomateriales en el Ser Humano -- 152 5.2.1 Legislación y Normatividad -- 153 5.2.2 Clasificación de Materiales Nanoestructurados y su Acceso al Organismo -- 153 5.2.3 Factores Relacionados a los Nanomateriales -- 155 5.2.4 Impacto en el Medio Ambiente -- 156 5.3 Exposiciones Laborales a Nanomateriales -- 157 5.3.1 Fabricación del Nanomaterial -- 157 5.3.2 Incorporación y Uso del Nanomaterial en el producto Final -- 158 5.3.3 Eliminación de Residuos -- 159 5.3.4 Operaciones de Mantenimiento -- 159 5.4 Toxicidad de los Nanomateriales -- 159 5.4.1 Factores Dependientes de Exposición a los Nanomateriales -- 160 5.4.2 Factores Físico-Químicos de los Nanomateriales -- 160 5.4.3 Factores Dependientes del Individuo Expuesto -- 161 5.4.4 Factores Laborales y Usuario Final -- 161 5.5 Evaluación del Riesgo -- 162 5.5.1 Identificación del Peligro -- 162 5.5.2 Evaluación de la Dosis-Respuesta -- 163 5.5.3 Evaluación de la Exposición -- 163 5.5.4 Evaluación del Riesgo -- 163 5.5.5 Gestión del Riesgo -- 164 5.6 Medidas Preventivas -- 164 5.6.1 Información a los Trabajadores -- 164 5.6.2 Gestión y Almacenamiento de Residuos -- 165 5.7 Equipos de Protección Individual -- 165 5.7.1 Protección Respiratoria -- 165 5.7.3 Protección Ocular -- 167 5.8 Estudios de Caso y Reflexiones del Autor -- 168 5.8.1 Estudio de Caso -- 168 5.8.2 Reflexiones del Autor -- 170 Referencias -- 171 CAPÍTULO SEIS -- 175 Análisis de Tendencias en Normatividad y Regulación en el Área de Nanotecnología y su Impacto en los Mercados de América Latina -- 176 6.1 Introducción -- 176 6.1.1 Riesgos para la Salud y el Medio Ambiente -- 177 6.1.2 Políticas y Regulaciones -- 178 6.2 Metodología -- 180 6.3 Resultados y Análisis de Tendencias -- 180 6.3.1 Estudio de Artículos y Patentes -- 181 6.3.2 Análisis de Políticas a Nivel de País -- 182 6.3.3 Impacto a Nivel de Instituciones y Revistas -- 185 6.3.4 Artículos Más Citados Relacionados con Normatividad -- 188 6.3.5 Análisis de Palabras Clave y Generación de Clusters -- 189 6.3.6 Impacto de Mercados y Políticas Públicas en América Latina -- 191 6.3.7 Impacto de los Productos -- 193 6.4 Conclusiones -- 197 Referencias -- 19