Nanotecnologia. Biomateriales

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Clasificación de nanomateriales

La Agencia del Medioambiente de los EE.UU. ha clasificado los nanomateriales actuales en cuatro tipos:

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.

Dendrímeros

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 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.

Propiedades

Las propiedades de los nanomateriales no están siempre bien identificadas y requieren una valoración de los riesgos de posibles exposiciones que surjan durante su fabricación y uso. Siendo asi, las propiedades mas generales por las cuales se pueden distinguir son :

1. Propiedades físicas:

- Tamaño, forma, superficie específica y proporción entre anchura y altura

- Si se adhieren unas a otras

- Distribución según el tamaño

- Lisura o rugosidad de su superficie

- Estructura, incluida la estructura de cristal y cuaqluier defecto de cristal

- Su capacidad para disolverse

2. Propiedades químicas:

- Estructura molecular

- Composición, incluida su pureza y cualquier aditivo o impureza conocidos

- si se encuentran en estado sólido, liquido o gas

- Química de superficie

- Atracción de moléculas de agua y de aceites o grasas

Aplicaciones

Según un estudio realizado por la Royal Society and Royal Academy of Engineering existen un número de aplicaciones de nanomateriales que ya forman parte de las vidas de los consumidores de las sociedades económicamente más desarrolladas o que se espera que lo hagan en un período inferior a cinco años. Entre ellas destacan:

1. Lociones solares y cosméticos. El dióxido de titanio y el óxido de zinc a escala nanoscópica son transparentes a la luz visible pero en cambio absorben o reflejan la luz ultravioleta que daña la piel de los bañistas. Estas dos cualidades hacen posible que empresas como Johnson & Johnson o L’Oreal fabriquen crema solar invisible y crema cosmética antiarrugas destinadas a complacer aún más la vanidad de los consumidores. El óxido de hierro a escala nanoscópica se usa para fabricar pigmento para lápices de labios.

3. Los fabricantes de vidrio y de sanitarios están comercializando ya lunas de cristal y espejos para cuartos de baño autolimpiantes. También el dióxido de titanio a escala nanoscópica es importante en estas aplicaciones de autolimpieza por su capacidad de repeler la humedad y por sus propiedades bactericidas. El fabricante de vidrio británico Pilkington afirma que su producto fue el primero de este tipo en salir al mercado, pero otros fabricantes, como St Gobain por ejemplo, también tienen productos similares.

4. Las herramientas cortantes nanocristalinas de carburo de tungsteno, carburo de tantalio y carburo de titanio han encontrado ya aplicación en áreas especializadas como la perforación de tarjetas de circuitos.

5. Los fabricantes de pinturas serán seguramente los principales usuarios de nanomateriales a corto plazo, y una interesante aplicación en este campo empezó su fase experimental en Europa el 2004 financiada por la Unión Europea. La empresa Millenium Chemical ha desarrollado una pintura que utiliza la misma propiedad del dióxido de titanio nanoscópico que se emplea para absrorber la luz ultravioleta en los bronceadores, y que capta cantidades de energía suficientes como para convertir el óxido de nitrógeno contaminante del aire en ácido nítrico, que puede eliminarse o convertirse de forma natural en otras sustancias inocuas. La idea es que la pintura neutralice algunas de las emisiones de los automóviles. También desde hace tiempo disponemos de pinturas antigrafitti y de pinturas resistentes a las grietas en cuya fabricación se usan nanomateriales.

6. En 2002, la General Motors, el mayor fabricante de automóviles del mundo, introdujo por vez primera un nanoconglomerado en la carrocería de uno de los vehículos que comercializa. Se trata de una arcilla con unas propiedades nanoscópicas muy útiles que se dispersa por el interior de una resina plástica formando un material relativamente poco costoso que reduce el peso de la carrocería (y que por tanto permite ahorrar combustible) siendo al mismo tiempo muy resistente y, según la compañía, reciclable. Dos años más tarde ese nanoconglomerado se utilizó en la Impala, el modelo de mayor cubicaje de la General Motors. Con un total de 540.000 libras al año, la General Motors es el principal usuario de estos nanocompuestos en todo el mundo.

http://www.iim.unam.mx/mbizarro/Biomateriales.pdf

http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/nanomaterials/es/index.htm#1