Introducción al concepto de Nanomateriales

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Introducción al concepto de 
Nanomateriales 
 
1 Importancia de la geometría y el tamaño 
Los Nanomateriales son materiales con características morfológicas más pequeñas 
que un micrómetro en al menos una dimensión. El prefijo ‘nano’ se refiere a las 
dimensiones del material: un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un 
milímetro (mm). A pesar de que no existe consenso sobre el tamaño mínimo o 
máximo de un nanomaterial, la mayor parte de los autores restringen su tamaño 
de 1 a 100 nm. Es decir, la nanoescala queda comprendida entre la microescala 
(1 micrómetro) y la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros). Las 
diferentes escalas se muestran en la Figura 1. 
 
Figura 1. Escalas desde el Armstrong al micrón y materiales representativos de 
cada una de ellas 
 
En esta escala se pueden definir diversos tipos de materiales: 
 Nano-objeto: material con una, dos o tres de sus dimensiones externas en la 
nanoescala. 
 Nanopartícula: nano-objeto con sus tres dimensiones externas en la 
nanoescala. 
 Nanoplato: nano-objeto con una sola dimensión externa en la nanoescala. 
 Nanofibra: nano-objeto con dos dimensiones externas similares en la 
nanoescala y la tercera de dimensión mucho mayor. 
Hoy en día, los materiales creados a escala nanométrica (los Nanomateriales) 
suponen una gran novedad respecto a los materiales tradicionales, no sólo en 
relación a su tamaño, sino principalmente por sus características y propiedades. El 
enorme interés que existe por estos materiales se relaciona justamente con las 
propiedades que los mismos presentan que son en general muy superiores y 
frecuentemente diferentes, cuando se comparan con las de los mismos materiales 
a tamaños mayores. El motivo es que, al reducir su tamaño, su superficie no 
disminuye proporcionalmente, dando una relevancia mucho mayor a los 
fenómenos de superficie. Luego, en estos materiales se observa una alta relación 
superficie/volumen que es mucho mayor que la que existe en materiales de la 
macro y la micro escala. 
Como dijimos anteriormente, los materiales reducidos a la nanoescala pueden 
mostrar propiedades muy diferentes a las que exhiben en una macroescala, lo 
que da lugar a aplicaciones únicas. Existen muchos ejemplos, tales como 
sustancias opacas que se vuelven transparentes (cobre); materiales inertes que se 
transforman en catalizadores de reacciones químicas (platino y oro); materiales 
que cambian de color (oro: Figura 2) materiales estables se transforman en 
combustibles (aluminio); materiales que a temperatura ambiente son 
habitualmente sólidos se vuelven líquidos (oro); aislantes se vuelven conductores 
(silicona). 
 
Figura 2: Diluciones de nanopartículas de oro de distintos tamaños (y colores) 
 
Muchas de las propiedades de los materiales dependen de cómo se comporten 
los electrones que se mueven en su interior y de cómo estén ordenados los átomos 
en la materia. En un nanomaterial, el movimiento de los electrones está muy 
limitado por las dimensiones del propio material. Es por ello que mucha de la 
fascinación que produce la nanotecnología proviene de estos peculiares 
fenómenos cuánticos y de superficie que la materia exhibe en nanoescala.