Nanoquimica/ Universidad de Guayaquil

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE FILOSOFIA, LETRAS Y CEINCIAS DE LA
EDUCACION.
PEDAGOGIA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES DE LA
QUIMICA Y LA BIOLOGIA.
PARALELO: PQB-S-CO-1-5(A1)
SEMESTRE: PRIMERO
DOCENTE: ALVARADO BARCIA JOSE ELEAZAR, MSC.
INTEGRANTES:
LILIBETH ALEJANDRINA BURGOS.
MARIA JOSE DUARTE ROMERO.
YANIRA MISHELLE GUAGALANGO RUIZ.
MADELEYNE LILIBETH MARIDUEÑA CABRERA.
TEMA: “NANOQUIMICA”.

II
TABLA DE CONTENIDO
CONCEPTO...................................................................................................... 3
OBJETIVO GENERAL................................................................................... 5
OBJETIVO ESPECIFOS ............................................................................... 6
Importancia ....................................................................................................... 8
Característica........................................................................................... 11
APLICACIONES DE LA NANOQUIMICA........................................................ 12
VENTAJAS Y DESVENTAJAS.................................................................... 14
Ventajas................................................................................................... 14
DESVENTAJAS .............................................................................................. 15
Conclusión................................................................................................... 15
Bibliografía .................................................................................................. 16
INDICE DE GRAFICOS
Ilustración 1 NANOQUIMICA ............................................................................ 3
Ilustración 2 PADRE DE LA NANOQUIMICA.................................................... 4
Ilustración 3Investigaciones de la Nano química............................................... 5
Ilustración 4Propiedades ópticas y electrónicas ................................................ 6
Ilustración 5Nano química Investigaciones ....................................................... 6
Ilustración 6Primeras investigaciones de nano química .................................... 6
Ilustración 7Experimentos de nano química...................................................... 8
Ilustración 8Estudios de nano química.............................................................. 8
Ilustración 9Nano átomos................................................................................ 11
Ilustración 10Átomos de nano química ........................................................... 11
Ilustración 11Estudios nano química 2............................................................ 12
Ilustración 12Estudios nano química 1............................................................ 12
Ilustración 13Nano química en la Salud .......................................................... 14

III
Ilustración 14Daños en la Salud...................................................................... 14
Ilustración 15Daños ambientales .................................................................... 15
Ilustración 16Mejora en la salud...................................................................... 15

3
CONCEPTO
Nano química es una rama de la nano ciencia relacionada con la producción y
reacciones de nano partículas y sus compuestos. Está relacionada con las
propiedades y características asociadas con ensamblajes de átomos o
moléculas sobre una escala que varía de tamaño de los bloques individuales
hasta las del material aglomerado.
Ilustración 1 NANOQUIMICA
La nano química es una especialidad que se deriva de la nanotecnología y que
se encarga del estudio de los grupos de moléculas o átomos aun nivel donde se
toman en cuenta las interacciones de manera individual y donde los resultados
cuánticos pueden ser significativos, permitiendo la formación de nuevas
reacciones químicas.
La ciencia durante este último siglo se ha visto transformada debido a
numerosas investigaciones asociadas con la nanotecnología y la nano ciencia,
todo esto ha permitido el surgimiento de especialidades como la nano química,
la cual muestra cómo se construyen materiales a través de partículas de todo lo
que existe en el entorno, es decir que se refiere a una construcción átomo por
átomo.
Esta rama de la nanotecnología, se encarga de investigar la estructura, síntesis,
caracterización y producción de diversos nano materiales y sus compuestos, a
una escala manométrica.

4
El creador de esta extraordinaria ciencia es el químico Geoffrey Ozin, quien es
catalogado como el padre de la nano química, ya que, a través de la publicación
de varios artículos relacionados con el tema, proponía que los fundamentos de
la química, muy bien podrían ser aplicados a la síntesis de materiales “de abajo
hacia arriba” sobre cualquier grado de longitud, a través de los principios de la
elaboración de bloques jerárquicos. Esto consiste en emplear bloque de
construcción a un grado nano/molecular, planteado con datos químicos que el
auto ensamblara de forma natural y supervisada, en estructuras que
comprenden un extenso intervalo de escalas de longitud.
La nano química presenta diversas aplicaciones, sobre todo en el
área industrial y de la salud.
En el área industrial se encuentran los nano polímeros. Estos se encargan del
nano recubrimiento de los materiales con el propósito de preservar o limpiar las
superficies, de manera tal que se pueda proteger las características de los
materiales ante la severidad del tiempo, los microorganismos, la suciedad, etc.
Las nano esponjas, son esponjas de dimensiones nanométricas, que tienen la
capacidad de succionar toxinas letales, como las de algunas arañas y serpientes.
En el campo de la medicina, la aplicación más importante de la nano química es
en la fabricación de nano diamantes para tratar los casos de cáncer
La escala nano-métrica (1 metro = 1.000.000.000 nanómetros) es característica
de los objetos con tamaños entre las dimensiones de las moléculas y el de las
partículas submicrométricas.
Ilustración 2 PADRE DE LA NANOQUIMICA

5
OBJETIVO GENERAL.
El objetivo principal de la Nano química es la síntesis y manipulación química de
nano-objetos que puedan ser aplicados en la construcción de nuevas nano-
estructuras.
El término Lego-Química se encuentra muchas veces asociado a la Nano
química, tratándose de una analogía particularmente feliz, porque no solo los
nano-objetos pueden ser comparados a piezas de construcción de juegos de
Lego, sino que también presentan determinadas características morfológicas y
de funcionalidad que por sí solas son igualmente objetos de estudio de la Nano
química.
En el caso de los semiconductores, los diferentes colores observados en nano-
partículas del mismo material se deben a propiedades ópticas y electrónicas
distintas que resultan de efectos de confinamiento cuántico de dimensión que
ocurren en esas nano-partículas.
Ilustración 3Investigaciones de la Nano química

6
OBJETIVO ESPECIFOS
Se estima que la nano química es una ciencia en desarrollo con un potencial de
crecimiento para los próximos años por lo que muchos gobiernos, así como
particulares han realizado grandes inversiones en esta área al tiempo que se
genera empleo para millones de personas.
Ilustración 4Propiedades ópticas y
electrónicas
Ilustración 5Nano química Investigaciones Ilustración 6Primeras investigaciones de nano
química

7
La nano química constituye una herramienta de valor incalculable para la
elaboración de máquinas moleculares artificiales. El químico pronto podrá
proveer a los físicos del estado sólido y a los ingenieros electrónicos de
"pequeñas piezas" (sistemas auto ensamblados) que podrán utilizarse como
"ladrillos" a escala molecular para la construcción de dispositivos electrónicos y
electro-ópticos, miniaturizados con respecto a los actualmente utilizados.
Durante los últimos años la química ha evolucionado hacia un modelo
multidisciplinar que ha llevado a la fusión de los campos clásicos, representados
por la química orgánica, la química inorgánica, la química-física, la química
analítica y la química teórica. Por otra parte, se han desarrollado
extraordinariamente las interfaces entre la química y otras áreas científicas como
la física, la biología y la ciencia de materiales. Campos relativamente nuevos
como la química supramolecular, los materiales moleculares y los polímeros
funcionales, entre otros, son aportaciones de la química a disciplinas emergentes
englobadas dentro del término nano ciencia.
La nano ciencia se puede definir como el conjunto de conocimientos y
metodologías dirigidos a fabricar, estudiar y caracterizar estructuras funcionales
dentro del rango de los nanómetros. Esto incluye el análisis de propiedades
químicas, estructurales, mecánicas, eléctricas, ópticas o magnéticas, el estudio
de las interacciones con otras nano estructuras, su interacción con ondas
electromagnéticas, etc.
Los científicos han aprendido cómo controlar el tamaño y la forma de una gran
variedad de materiales a escala atómica y molecular, descubriendo con ello un
buen número de propiedades potenciales de estos materiales, muchas de ellas
de carácter no convencional. El advenimiento de nuevas técnicas analíticas
como la microscopia de efecto túnel, entre otras, han impulsado estos estudios.
Actualmente existe un decidido interés, en áreas relacionadas con la ingeniería
electrónica y la biología, por entender y controlar los fenómenos físicos y
químicos en la escala manométrica.
La nano química se está desarrollando de manera espectacular, y no cabe duda
que podrá proveer en un futuro próximo a los tecnólogos de una generación de
materiales funcionales e innovadores, los cuales encontrarán aplicación en nano

8
electrónica, fotónica, almacenamiento de información y en la construcción de
nuevas generaciones de ordenadores, entre otras. La revolución que se avecina
está comenzando por logros sencillos.
Las nuevas prácticas tecnológicas, como la nanotecnología, brindan una gran
oportunidad para lograr la optimización de materiales existentes, la formación de
nuevos compuestos, la prevención y el tratamiento enfermedades e incluso de
sustancias contaminantes del medio ambiente.
Importancia
La nano química es de gran importancia en la nanotecnología porque permite el
análisis de los materiales a través de los cuales se diseñarán y producirán los
artefactos o productos.
Ilustración 7Experimentos de nano
química
Ilustración 8Estudios de nano química

9
Los elementos que hacen posible esta revolución tecnológica son los nano-
materiales, partículas inferiores a los 100 nanómetros, que son obtenidos
mediante varios métodos. Entre esta variedad de procedimientos se encuentran
los métodos químicos, en los que se aprovechan las propiedades químicas de la
materia (como la reactividad, los puntos de fusión, la precipitación de las
sustancias, entre otras) para la formación de estas estructuras.
En universidades, empresas y centros de investigación relacionados con el
ámbito de la tecnología se está trabajando en la formación y el estudio de nano
partículas por diferentes métodos, tanto químicos como físicos. También los
estudiantes que cursan carreras como Ingeniería en Nanotecnología, Ingeniería
Química, Ingeniería en Materiales e Ingeniería en Medio Ambiente requieren del
conocimiento de estos procesos para su formación académica y profesional.
Tras las "Molècules que han marcat el món" y la "Química, energia i medi
ambient", le tocó el turno a la nano química. "La química del món nano" fue el
tema de la última sesión de conferencias del ciclo "La Química que t'envolta",
parte del conjunto de actividades organizadas con motivo del Año Internacional
de la Química y que tuvo lugar en la sala de Grados de la Facultad de Ciencias
de la UAB. La intención del ciclo era salvar la brecha existente entre la química
que se enseña en las aulas y la que se cuece en los laboratorios.
La nano ciencia ha experimentado un auge importante en los últimos años, así
como también una creciente presencia en los medios de comunicación gracias
a las múltiples aplicaciones tecnológicas que está resultando tener, hasta el
punto que la palabra nano ha llegado a convertirse en un reclamo de marketing
para conseguir proyectos, becas y vender productos. Nano, vende. ¿Pero qué
es exactamente la ciencia nano?
Daniel Ruiz, encargado de la primera charla "Donde la química encuentra el
mundo nano", respondió a esta pregunta y muchas más. La ciencia del mundo
nano, y en concreto a la nano química, es aquella que trabaja a una escala menor
que la visible con microscopio óptico, con dispositivos y objetos de tamaño
molecular. Para hacernos una idea de las proporciones de este mundo, en una
imagen muy gráfica, explicó que la relación entre una nano esfera y una pelota

10
de fútbol es la misma que la que hay entre una pelota de fútbol y el globo
terráqueo.
Ahora bien, es una ciencia nueva o, ¿simplemente es la química de siempre a
nivel nano? Explicó ejemplos históricos de química nano, encontramos ejemplos
de nano química a la naturaleza como las flores de loto (con nano rugosidades
en la superficie de las hojas que hacen que las gotas que reposan encima de
ellas se mantengan intactas, como esferas perfectas, y al rodar sobre la hoja,
recogen granos de polvo y sirven para limpiarla-como un robot escoba natural!-)
o los dragones, que con sus nano rugosidades en los dedos generan unas
fuerzas llamadas de Van der Waals que les permiten caminar por paredes
verticales desafiando, aparentemente, la fuerza de la gravedad.
También ejemplos históricos de nano química en objetos fabricados por el
hombre. Uno de ellos, las espadas de Damasco, legendarias por su dureza y
flexibilidad a la vez y su corte "casi eterno" que se decía que podían cortar un
trozo de seda en el aire y una roca sin perder su filo, el secreto de las cuales se
ha descubierto que eran los nanotubos de carbono que contenía el hollín que se
usaba en la aleación de su acero (propiedad única del hollín de Damasco). O la
copa de Lycurgus que se veía verde si se iluminaba desde dentro y roja si se
hacía desde fuera, por propiedades ópticas de nano partículas de oro dispersas
en el vidrio de que estaba hecha.
La Nano química permite junto con la Nano física el conocimiento de las Leyes
nano escalares donde las propiedades de la materia están regidas por una
combinación compleja y rica de física clásica y de mecánica cuántica. Estos
trabajos están posibilitando el descubrimiento de leyes de la meso escala
construyendo un marco teórico para los sistemas atómicos complejos y poco
habituales, y caracterizando en ellos su nuevo comportamiento. Cuando se
descubran y comprendan las leyes científicas subyacentes a la nano técnica,
podrá llevarse a la práctica la visión anticipada de Richard Feyman creador de
esta nueva disciplina: “la naturaleza ha dejado en el nano mundo sitio sobrado
para crear dispositivos prácticos”.

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Característica.
Las nano-partículas son ejemplos de nano-objetos cuya investigación ha
despertado un interés creciente por parte de los químicos.
Las nano-partículas de determinados materiales presentan propiedades únicas
e ilustran ejemplarmente la variación de determinadas propiedades como el
tamaño de partícula.
A título de ejemplo, se refiere a la alteración del color de algunos
semiconductores nano-cristalinos, o nano-metales con la variación del tamaño
medio de su partícula.
La nano-química representa un campo de vital importancia para la
nanotecnología, ya que la mayoría de los procesos y simplificación de nuevos
materiales inician, partiendo de los átomos. Muchas de las moléculas y nano-
partículas de distintos elementos, suelen presentar insólitas reacciones químicas
con inusuales propiedades. Estos son los fenómenos a los cuales la nano-
química enfoca sus investigaciones.
Ilustración 9Nano átomos Ilustración 10Átomos de nano química

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APLICACIONES DE LA NANOQUIMICA.
Energía: Materiales para el almacenamiento y transporte de hidrógeno, baterías
y células de combustible, polímeros conductores, materiales superconductores
y semiconductores, diodos emisores de luz, células solares y materiales
aislantes térmicos.
Tecnologías de la Información y la Comunicación: Materiales luminiscentes
para pantallas, OLEDs, electrónica molecular, materiales semiconductores,
polímeros conductores, materiales para almacenamiento y transporte de la
información y para holografía, baterías, dispositivos electrónicos eco-eficientes,
materiales ópticos, interruptores moleculares rápidos y dispositivos portátiles
para el almacenamiento de hidrógeno.
Industria: Nano catálisis se refiere a la aplicación de nano-materiales como
catalizadores, que sirven para producir catalizadores de selectividad, alta
actividad, bajo consumo de energía, y una vida útil larga.
Nano polímeros: Es el nano recubrimiento de materiales con la finalidad de
proteger y limpiar superficies y con esto conservar de los materiales ante las
inclemencias del tiempo, suciedad y microorganismo.
Nano esponjas: Científicos en la Universidad de California en San Diego, han
desarrollado pequeñas esponjas a escalas nano-métricas, que son capaces de
Ilustración 12Estudios nano química 1
Ilustración 11Estudios nano química 2

13
absorber toxinas mortales como las de serpientes venenosas, o insectos como
arañas y toxinas provenientes de bacterias.
Nano-alimentación: El propósito de esta ponencia es enfatizar el papel de la
Química en la N&N de los Alimentos. En primer lugar, se detallan los impactantes
valores añadidos de los nano-alimentos, así como las principales líneas de
actuación en nanotecnología alimentaria: nuevos productos, nuevos envasados,
mayor calidad, mejor seguridad alimentaria, mejorar procesos de preparación y,
por último, clarificar definitivamente la nano-toxicología alimentaria.
Se describen a continuación las tres principales estrategias químicas en nano-
alimentación que implica la generación de un conjunto unos nuevos y mejores
alimentos:
La utilización de la gran superficie específica del nano-tamaño.
La adición de nano-partículas inorgánicas, orgánicas y bioquímicas tanto en los
envases (que se trasforman en activos y/o “inteligentes”) como en los alimentos
(en su interior o como nano-recubrimientos).
Nano-procesado de alimentos como la nano-encapsulación, las nano-
emulsiones, las nano-vesículas, nano-hidrogeles “inteligentes”, nano-cristales,
etc., que es una de las áreas de mayor interés.
La nano-toxicología alimentaria: es una asignatura pendiente tanto por las
contradicciones que se encuentran en la literatura como por su papel de “cuello
de botella” para consolidad la nano-alimentación. La Química aporta y puede
aportar:
Reproducibilidad y comparabilidad de los ensayos.
Fiabilidad en la caracterización y determinación de las nano-partículas y su
posible trasformación en el alimento.
Apoyo a los estudios de nano cinética después de la ingestión del alimento.
Finalmente se exponen las tendencias de la nano-alimentación teniendo en
cuenta doblemente su impacto y la necesidad. En ellas, el papel de la Química
es indiscutible

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS.
Ventajas
❖ Invernaderos baratos
❖ Espacios de vida mejores
❖ Computadoras más baratas
❖ Mejora de medicina
❖ Herramientas quirúrgicas más baratas
❖ Eliminación de causas se angustias
❖ Diagnósticos médicos más rápidos y certeros
❖ Prevenir enfermedades
Ilustración 13Nano química en la Salud Ilustración 14Daños en la Salud

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DESVENTAJAS
❖ Uso criminal y terroristas
❖ Inestable carrera de armamentos
❖ Daños ambientales
❖ Daños a la salud
❖ La producción poca costosa podría hacer caer la economía
Conclusión
Como conclusión general más importante se desea destacar la necesidad de
priorizar en España las investigaciones en Nanoquímica dirigidas hacia todos los
temas anteriormente descritos. Existe ya una buena investigación en España
dentro del contexto europeo pero aún estamos lejos del nivel óptimo de
excelencia y productividad. Para alcanzar este nivel se debe hacer un especial
énfasis en dotar a los laboratorios y grupos españoles más competitivos-
juzgando su actividad solamente en términos de excelencia y productividad- de
la infraestructura, la financiación económica y el personal necesario para abordar
los objetivos que estos se propongan consiguiéndose con ello incrementar de
forma competitiva su productividad y excelencia. Por otra parte no debe
descuidarse el dar la oportunidad de desarrollarse a grupos incipientes que
demuestren su valía.
Ilustración 16Mejora en la salud
Ilustración 15Daños ambientales

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Bibliografía
(s.f.). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Nanoqu%C3%ADmica
(s.f.). Obtenido de https://www.ecured.cu/Nanoqu%C3%ADmica
Definicion, C. y. (2016). Concepto y Definicion. Obtenido de
https://conceptodefinicion.de/nanoquimica/
Ecured. (2017). Ecured. Obtenido de
https://www.ecured.cu/Nanoqu%C3%ADmica
general, Q. e. (2018). Quimica en general. Obtenido de
https://www.ucm.es/data/cont/docs/545-2017-09-12-
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net, P. (2010). Phatoms net. Obtenido de
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