Que son las Nanopartículas

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Que son las Nanopartículas

Las nanopartículas (con un tamaño entre 1 y 100 nanómetros) se consideran un puente entre los materiales a granel y las estructuras atómicas o moleculares. Un material a granel tiene propiedades físicas constantes independientemente de su tamaño, pero a menudo este no es el caso en la escala nano.



Una de las características importantes de las nanopartículas es su gran proporción de superficie a volumen (en comparación con los materiales a granel). Esta propiedad se puede ilustrar con el siguiente experimento mental: considere un cubo de borde W = 1 metro y córtelo en dos partes, exponiendo así «caras» adicionales del material. Es decir, se agregan nuevas áreas visibles o utilizables, mientras que el volumen total permanece igual. Repita este ejercicio hasta que todas las partículas alcancen un tamaño de aproximadamente un nanómetro. El resultado es un grupo de partículas pequeñas con una superficie de superficie enorme que ocupa el mismo volumen con el que comenzamos. Hay nanomateriales que exhiben un área de superficie equivalente a un campo de fútbol por solo unos gramos de peso.

Su gran superficie hace que algunas nanopartículas sean altamente solubles en líquidos. Esta propiedad encontró aplicaciones en pinturas, pigmentos, píldoras medicinales y cosméticos. Una partícula de hierro de 30 nanómetros tiene el 5% de sus átomos en la superficie, mientras que el resto reside en el interior. Sin embargo, una partícula de 3 nm tiene el 50% de sus átomos en la superficie. Los átomos en la superficie, que no están unidos por un lado, son mucho más activos que los átomos que residen en el interior (que están unidos por todos lados, por lo que están «satisfechos»). Un aumento en el área de superficie por lo tanto conduce a un aumento en la reactividad.

El tamaño de partícula también puede afectar el color del material, con aplicaciones en la producción de tintas, por ejemplo, para revistas satinadas donde los esquemas de color son de gran interés. Las grandes superficies también son atractivas para un proceso llamado adsorción. La adsorción se produce cuando un gas o una solución líquida se acumula en la superficie de un sólido o un líquido (adsorbente), formando una película de moléculas o átomos. Grandes áreas de superficie aumentan la adsorción. Este proceso es útil en aplicaciones tales como convertidores catalíticos, dispositivos de purificación de agua, tecnologías de recuperación de desechos y fabricación de desodorantes, perfumes, barnices y adhesivos.

Una vez que se producen las nanopartículas, es deseable que mantengan sus pequeñas dimensiones. Sin embargo, en algunos casos, se ha observado la aglomeración de partículas pequeñas en un bulto más grande. Cuando esto sucede, la mayoría de las ventajas de usar nanopartículas se pierden. Los científicos están estudiando la prevención de la aglomeración, por ejemplo, mediante el uso de recubrimientos de superficie que evitan la unión de partículas.


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