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La nanotecnología en el mundo de la empresa Mar Pérez Nanociencia y Nanotecnología. Biotecnología y Biomedicina, incluyendo la ingeniería genética. Informática, incluyendo comunicación y computación avanzada. ICT. Ciencias cognitivas, incluyendo la neurociencia cognitiva. Nuevas tecnologías Se han identificado cuatro áreas principales de la ciencia y la tecnología que actualmente progresan a un alto ritmo: Nanociencia: Ciencia del análisis y manipulación de materiales al nivel atómico o molecular, donde las características o propiedades de los mismos se diferencian significativamente de las presentadas a una escala mayor. Nanotecnología: Diseño, caracterización, producción y uso de estructuras, de dispositivos y de sistemas cuya forma y tamaño se controla a escala nanométrica (Nanoescala). Conceptos de nanociencia y nanotecnología Escala que maneja medidas mil millones de veces más pequeñas que un metro. 1 metro = 1x109 nanometros 1 milímetro = 1.000.000 nanometros ¿Qué es la nanoescala? Al manipular la materia a escala de átomos y moléculas aparecen propiedades totalmente nuevas La Nanotecnología permite crear materiales, dispositivos y sistemas novedosos y con propiedades únicas. Aumento relativo de la superficie Aumento de la reactividad química Dominancia de los efectos cuánticos Cambian las propiedades ópticas, magnéticas y eléctricas Areas clave de aplicación de la nanotecnología Espejos ópticos de alta calidad Quantum lasers Chips de ordenador MEMS PantallasCosméticos Aditivos fuel Técnicas de manufacturación Bottom-up Top-down Síntesis química Auto- ensamblaje Ensamblaje posicional Litografía Tallado, Grabado, Molido Partículas Moléculas Cristales Films Tubos Dispositivos atómicos o moleculares Dispositivos electrónicos Chips Superficies de precisión SPM Pinzas ópticas Aeroespacial Automóvil Químico Defensa IT (nanoelectrónica) Producción y distribución de Energía Medio ambiente Materiales Médica & Farmacéutica Telecomunicaciones Textil Cosmética Alimentación Impacto industrial: Mercados impactados Las aplicaciones industriales de la Nanotecnología son muchas, y aumentan cada día. Sus aplicaciones en el área de la industria farmacéutica y de las ciencias de la vida apenas empiezan a conocerse. Los centros de investigación demandan productos nuevos. Se requiere nuevo software. Aún existe un número limitado de expertos. El gasto en Nanotecnología sigue creciendo. ¿Por qué crear una empresa de base nanotecnológica? ES UN AREA EN EXPANSIÓN Evolución del gasto público mundial Gasto público absoluto de la UE en 2004 Gasto mundial absoluto público y privado en 2004 Gasto en Nanotecnología En 2006 la Nanotecnología habrá producido unos beneficios globales de $25.600 millones. El Ministerio de Industria, Turismo y Comercio destinará 100 millones de euros para el período 2005-2007. Fundación Phantoms: Gestión de proyectos/ difusión científica Nanotec S.L.: Microscopios de fuerza y de tunel (SPMs) Addlink: Software de modelado y simulación Avanzare: Sensores y nanopartículas Grupo Tolsa: Nanoarcillas Nanozar: Nanotubos de carbono Grupo Antolín: Nanofibras de carbono Impacto industrial: ejemplos en España Fundada en Noviembre 2002 por: • Dr. Antonio Correia (Presidente): antonio@phantomsnet.net • Prof. Clivia Sotomayor Torres Localización: PCM (pabellón C) Miembros: Jose Luis Roldán Joaquín Ramón-Laca Dr. Mar Pérez Dr. Natalia León Actividades: Gestión de Proyectos (Europeos y Nacionales) Coordinación de Redes Científicas (NanoSpain, M4Nano) Consultoría Organización de Conferencias Científicas Apoyo a la organización de conferencias (página WEB, gestión,…) www.phantomsnet.net La Fundación Phantoms Redes Científicas Conferencias Proyectos Integrados (UE) VIII Trends in Nanotechnology International Conference (TNT2007) September 03 – 07 2007 – San Sebastian (Spain) 1st M4nano Symposium Modelling for Nanotechnology December 04, 2006 – Madrid (Spain) 4th NanoSpain Workshop March 12 - 15, 2007 – Sevilla (Spain) http://www.phantomsnet.net/Picoinside/index.php http://www.m4nano.com/ http://www.nanospain.org/Workshop4/index.html http://www.tnt2007.org/ Punto central de información. Base de datos (página WEB) de informes de la UE, Nano- documentos, ofertas de empleo, Nanonoticias, … Fortalecer la excelencia, facilitar la investigación y aumentar el impacto de la Nanotecnología en todas las áreas. Ventana para que empresas e inversores conozcan la investigación en Nanotecnología que se lleva a cabo en Europa. Revista trimestral (E-Nano Newsletter) sobre Nanotecnología y Nanoelectrónica emergente: artículos de investigación, informes, fuentes de información y novedades del sector de la Nanotecnología. Prepara informes en áreas específicas de interés en colaboración con la Comisión Europea y con distintas instituciones españolas. Misión de la Fundación Phantoms Diseminación del conocimiento Fomento de colaboraciones Promoción de actividades educativas Integración de la investigación Mejora de la comunicación www.nanotec.es www.nanotec.es www.nanotec.es Nanotec Electrónica Antecedentes • Decada de los 80 – Primer STM en España llega a la UAM desde IBM • Desde entonces el Lab. Nuevas Microscopías - UAM desarrolla para su propia investigación en física: Electrónica de control y programa informático para STM, STM en ultra-alto vacío y AFM • 1998 se funda la spin-off Nanotec Electrónica 280nm 10µm 200nm www.nanotec.es Nanotec Electrónica Actividad Diseño, desarrollo, fabricación y comercialización de SPMs: Microscopios de Fuerzas (AFM) y de Túnel (STM) - Nanotec Electronica = PYME fundada en 1998 con base en Madrid (Tres Cantos) - Spin-off de la UAM Quienes somos 260nm - 14 empleados - Vende más de 20 equipos al año - Filial en EE.UU. - Distribuidores en Japón, Alemania, Vietnam, Malasia - Cuota de exportación: 50% Actualmente www.nanotec.es Productos Nanotec SPM Software High Voltage Amplifiers Detection unit for dynamic mode Digital Signal Processor for feedback and digital control SFM and STM heads AFM & STM heads free to download at www.nanotec.es Modular SPM Control Electronics www.nanotec.es Estructura del I+D de Nanotec Desarrollo de Scanning Probe Microscope: • Se desarrollan los SPM de Nanotec • Mayor experiencia en problemas multidisciplinares • Filosofía de I+D • Se basa en el conocimiento • 75% de la plantilla compuesto por doctores, ingenieros o tecnólogos • Fuerte interacción con Labs. Investigación usuarios de SPMs • I+D en proyectos nacionales y europeos • Desarrollo de proyectos con industria • Miembro de Redes de Nanotecnología: NanoSpain • Difusión internacional: España, USA, Japón, Alemania, Francia, Paises Bajos, Suiza, Italia, Israel, Rusia, China, Vietnam, Argentina, Brasil, Sudáfrica… Departmentos de Mecánica / Electrónica / Software + ...fuerte interacción con grupos de investigación: ingenieros, físicos, químicos & biólogos Herramientas para el conocimiento www.addlink.es POLÍMEROS QUÍMICA COMPUTACIONAL ESTADO SÓLIDO CATÁLISIS CIENCIA DE MATERIALES ESTADÍSTICA QSAR QUÍMICA ANALÍTICA CRISTALIZACIÓN QUÍMICA DE SUPERFICIES • Programas de elevada capacidad de cálculo • Herramientas de análisis visual de datos y elementos finitos • Software para desarrollo y modelización de aplicaciones (compiladores y bases de datos) • Servicion de Formación • Consultoría Software de Modelado y Simulación para Nanotecnología Avanzare Innovación Tecnológica www.avanzare.es Avanzare Innovación Tecnológica AVANZARE produce y desarrolla sensores y biosensores basados en técnicas ópticas y electroquímicas para monitorizar procesos fermentativos en la elaboración y crianza de vinos: Los electrodos se basan en el Los electrodos se basan en el empleo de empleo de nanomaterialesnanomateriales con con propiedades propiedades electrocatalíticaselectrocatalíticas y/o y/o enel uso de en el uso de biomoléculasbiomoléculas soportadas sobre materiales soportadas sobre materiales nanoestructuradosnanoestructurados.. - Toxinas - Sulfito - Aminas Biógenas - Mercaptanos - Polifenoles y taninos - Pesticidas - Materia Colorante, ... Avanzare Innovación Tecnológica AVANZARE produce nanopartículas para la industria textil, calzado y caucho, entre otras. Ej. Empleo de nanomateriales catalíticos y bactericidas para su uso en textil y calzado. Estos materiales tienen capacidad para eliminar bacterias (superior al 99,9%) y de oxidar catalíticamente compuestos responsables del olor. Inversión media en I+D de 500.000 €/año. www.tolsa.com La sepiolita Es una arcilla (silicato magnésico hidratado) Estructura: canales paralelos rodeados de Mg y Si Madrid posee el yacimiento más importante del mundo El 80% de la producción se usa como material absorbente => bajo valor añadido Su estructura se usa para albergar nanopartículas metálicas Al extraer el H2O se modifica irreversiblemente la estructura cristalina: perdida del poder de absorción Manipulación sencilla y segura Nanoarcillas de sepiolitaNanoarcillas de sepiolita Sepiolita Nanocompuesto de poliamida con 7% de nanosepiolita Nanocompuestos poliméricos de sepiolita con mejores propiedades Nanosepiolita: Longitud 1-2 µm, diámetro 20-30 nm Algunas aplicaciones de los nanocompuestos con nanoarcillas Automoción: Piezas con mejores propiedades termo-mecánicas, acabado superficial, menor peso... Envases: Envases con mejores propiedades barrera, procesabilidad y resistencia térmica Cables: Recubrimientos para cables con mejores propiedades mecánicas e ignífugas Nanopartículas metálicas sobre sepiolita Journal of the American Ceramic Society, Pecharroman et., al. Niquel Cobre Hierro Plata Cobalto Oro Biocidas Magnéticas Opticas Adsorción selectiva Catálisis Nanocargas funcionales de sepiolita con nuevas propiedades, por ejemplo: www.nanozar.com Nanotubos de carbono (CNTs) Son tubos formados por una o varias láminas de grafito enrolladas sobre si mismas • SWNT: nanotubo single wall • MWNTs: nanotubo multiple wall (concéntricos) Diámetro de pocos nm, y varios μm de largo. Propiedades muy particulares: • Mecánicamente muy resistentes • Flexibles • Excelentes conductores de la electricidad • Muy alta conductividad térmica Usos: Composites, Sensores, Polímeros, Nanoelectrónica, Pantallas,… www.grupoantolin.com “Producción Nanofibras de Carbono (GANF)” Grupo Antolin Grupo Grupo AntolinAntolin fabrica fabrica NanofibrasNanofibras de Carbono (GANF) de manera de Carbono (GANF) de manera continua a escala industrial, por el método del “catalizador flocontinua a escala industrial, por el método del “catalizador flotante”tante” Grupo Antolin produce una nanofibra de carbono (GANF) de excelente calidad en cuanto al elevado grado de grafitización del producto, a la relación de aspecto y a la conductividad eléctrica . Precio muy inferior al de los nanotubos de carbono. Las nanofibras se suministran tanto en forma de polvo como en suspensiones/dispersiones estables en el tiempo. Se están comercializando tres grados de nanofibras de carbono, dos de ellos producidas a partir de gases frescos con distintos caudales de gases en cada caso (GANF1 y GANF4), y otro producido a partir de gases de recirculación (GANF3). 1 Las nanofibras de carbono de crecimiento en fase vapor se producen en continuo a partir de la descomposición en fase gaseosa de hidrocarburos en presencia de partículas catalíticas metálicas, por la técnica del catalizador flotante a temperaturas cercanas a 1100ºC. Nanofibra: Fibra de carbono convencional con un tamaño nanométrico. Grupo Antolin “Aplicaciones Nanofibras de Carbono (GANF)” Propiedades de nanocomposites Las aplicaciones de las nanofibras de carbono están relacionadas con su introducción en matrices poliméricas debido a la capacidad de las nanofibras de impartir propiedades térmicas y eléctricas, a la actuación de las nanofibras como moderadoras del coeficiente de expansión térmica, y a la capacidad de reforzar una determinada matriz. Principales propiedades conseguidas y mejoradas en materiales compuestos de matriz polimérica utilizando CNF Incremento de rigidez a baja densidad. Incremento de resistencia a tracción a baja densidad Incremento de la temperatura de distorsión térmica a baja densidad Estabilidad dimensional a cargas bajas Apantallamiento electromagnético con cargas, densidades y precio bajos Reciclabilidad mejorada (cargas bajas, sin fibra de vidrio ni carbonatos) Miniaturización (micromoldeado) Materiales con propiedades de transporte térmico diferentes a las de los materiales convencionales Resistencia al desgaste Absorción de ondas de radar Propiedades eléctricas a cargas bajas (pintado electrostático, disipación de cargas estáticas) Mejora de la calidad superficial en comparación con polímeros tradicionales Mejora de la eficiencia en RTM Reducción del desgaste de equipos de procesado Sector industrial Automóvil, aeronáutico, doméstico, deportivo, defensa, marina Automóvil, aeronáutico, doméstico, deportivo, defensa, marina Automóvil, aeronáutico, doméstico, electrónico, ... Automóvil, aeronáutico, eléctrico Eléctrico, automóvil, aeronáutico, defensa, telecomunicaciones Todos Eléctrico, médico, defensa, equipos de precisión. Eléctrico, doméstico, piezas sometidas a rozamiento Transporte, maquinaria industrial Defensa, turbinas de energía eólica Automóvil, aeronáutico, doméstico, electrónico Automóvil, marina, doméstico, muebles Aeronáutica, energía eólica, defensa Procesadores de polímeros 2 “Aplicaciones Nanofibras de Carbono (GANF)” Grupo Antolin 3 AUTOMOCIONELECTRONICA ENERGÍA AEROESPACIALES Potential Failure Locations Nanocomposite Reinforced Composite Plies Nanocomposite Reinforced Adhesive EQUIPAMIENTO DEPORTIVO Individuo que innova, identifica y crea oportunidades de negocio, monta y coordina nuevas combinaciones de recursos para extraer los mejores beneficios. Y que asume el riesgo. ¿Qué es un emprendedor? http://www.barrysclipart.com/barrysclipart.com/showphoto.php?photo=24343&papass=&sort=1&thecat=998 Software de Modelado y Simulación para Nanotecnología