nanotecnologia mecom
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trabajo de la MecomTRANSCRIPT
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Del Laboratorio a la Sociedad y el Mercado
Ernesto Julio CalvoINQUIMAE. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Buenos Aires
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Zoom-In SEM-Glasgow University
x250k
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“Why cannot we write the entire 24 volumes of Encyclopaedia Britannica on the head of a pin? A reduction in size all the writing in the Encyclopaedia by 25,000 times.
Richard Feynman, Caltech, December 29th 1959
Then he said “there is plenty of room at the bottom” to fulfill his challenge of writing the 24 volumes of the Britannica in the head of a pin.
1 nanometre = 0,000001 mm
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Ley de Moore
Transition Region
Quantum Devices
Atomic Devices
Conventional Devices
0.35µm, Intel Pro0.25µm, TI
?
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En 1974 Ratner and Aviram propuesieron que podrian fabricarse diodos y transistores con una sola molecula.
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Las propiedades dependen del tamaño
D. O
. S.
D. O
. S.
D. O
. S.
D. O
. S.
E EEE
0DQuantum Dot
3DBulk Semiconductor
2DQuantum Well
1DQuantum Wire
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Atomic Force Microscopy
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Q-DOTS: Confinamiento cuantico en NP semiconductores
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Propiedades determinadas por el material, tamaño y forma
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Nano partículas
0.1µmx0.1µm 0.1µmx0.1µm
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Synthesis of Gold HydrosolsSynthesis of Gold Hydrosols
Sodium oxalate
200 nm
HAuCl4 (Aq.)
100nm
PSA-GNP
Sodium maleate
50 nm
Sodium acrylate 200 nm
PVP/Refl
ux100 nm
mw
Andy CooperIrshad HussainHaifei Zhang
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CARBON NANOTUBES
Singlewalled (SWNT) and Multiwalled (MWNT) Carbon Nanotubes
DimensionsSWNT: 1-1.5 nm Diameter, Microns LongMWNT: 2-25 nm Diameter, Microns Long
Structure HighlightsLattice HelicityStraight, Hollow TubesCapped Ends, Topological Defects
Discovery: S. Iijima, Nature, 354, 56, 1991
Courtesía de P.M. Ajayan
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Podemos manipular los átomos
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Sistemas Químicos Integrados
Tamaño y organización jerárquica
A.J. Bard, Integrate Chemical Systems, John Wiley & Sons, 1994
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1750Ax1750A 500Ax500A
Autoensamblado Molecular
200 A x 200 A 75Ax75A
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Nanotecnología
Biología
Quimíca Física
Ingeniería
Electrónica enEscala Molecular
Sistemas Naturales Instrumentacion
SólidosAtomos
Cells Nanotecnología
SemiconductoresMoléculas
Proteinas
Estructuras de1DsSupra Moleculas
Escala Atomica
Se Necesita un Enfoque Multidisciplinario
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APLICACIONES
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Recubrimiento anticorrosivo por ensamblado molecular de
nanoestructuras
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Superficies inteligentes que imitan la biologia
Superficie superhidrofobica que imita la hoja de Loto
M. Rubner, Nanoletters, 2004, 1349
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Recubrimientos Inteligentes: Autoreparación de fisuras en recubrimientos polimericos
NATURE | VOL 409 | 15 FEBRUARY 2001 |www.nature.com
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ENERGIA LIMPIANanoparticulas catalizadoras en Celdas de
Combustible
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Puntos cuánticos para diagnóstico
Nature Biotechnology, 21, 2003, 32-33
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Medicion de Glucosa en Pacientes Diabeticos
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DNA Analysis With Nanoparticles-Use as Proximity Probes
Alivisatos et al, Mirkin et al, Nature
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Magnetic resonance imaging
Magnetic nanoparticles used as contrast agent to view brain tumorsand lesionsGo preferentially to one type of tissueLocally modify the relaxation time of proton nuclei
Oregon Health & Science University
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Aplicaciones en MedicinaTerapeutica
SWNT funcionalizado con Cy3-DNA, ε = 7.9 x 106 M-1cm-1
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Magnetics in Drug Delivery
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MEDICINA REGENERATIVA
Diseño de moleculas y nano-estructuras autoensambladas en armazones celulares para reparacion human con ejemplo de dano cerebral. Reparacion del esqueleto, la espina dorsal y diabetes. S.I. Stupp, Science 303 (2004) p. 1352.
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Valor EconómicoRegión 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005EU 126 151 179 200 225 400 650 950 1050JAPON 120 135 157 245 465 720 800 900 950USA 116 190 255 270 465 697 862 989 1081OTROS 70 83 96 110 380 550 800 900 1000TOTAL% de 1997
432(100%)
559(129%)
687(159%)
825(191%)
1535(355%)
2350(547%)
3100720%)
3700(866%)
4100(945%)
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The Barry Johnson Slide
Is this the Real Picture?
Molecular Materials for Electronic Applications
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Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)
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Mapa de ruta para los productos nanotecnológicos
Nature Biotechnology, 21, 2003, 1137-1143
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Nano actividades en Argentina• 4 Redes de N&N (actualmente en evaluacion)• Centro Binacional Argentino-Brasilero de Nanociencia y
Nanotecnologia.• Fundación Argentina de Nanotecnología• Bases para un Plan Estratégico de Mediano Plazo en
Ciencia, Tecnología e Innovación (2005) : Tecnologías Avanzadas: NANOTECNOLOGIA
• IP-PAE CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA (Bariloche-Buenos Aires-La Plata)
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MOTOROLA SEMICONDUCTOR SECTOR2000
DDL’s Global Research Initiative - Latin America
Campinas
*University of La Plata & The University of Buenos Aires
San Carlos deBariloche
Trip Itinerary Review AgainSan Carlos de Bariloche 27th JulyBalseiro Institute &Argentine National Atomic Institute
Buenos Aires, 2nd - 4th August
San Paulo, 4th - 6th AugustUniversity of Campinas & The University of Sao Pauo
*
Sao Paulo*
La Plata*Buenos Aires *
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Why Invest in Latin America?Within South America, it seems the best way to gain a highcorporate profile is through interaction with universities.
• Impressive Research Work
• All are Politically high profile institutions• All are recognized as premier academic institutions• Most have an existing Moto. Infrastructure• Most have an ISTEC affiliation. (R. Jordan/H. Pollard)
• Attain a High Corporate Profile- Recruiting- Political- Potential LA Market
Why Were USP/Campinas/Baseiro/Buenos Aires and La Plata Chosen?
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Quilmes Nanoscience Workshop
Tucumán, May 15-20, 2003
ELECTRONICS WITH MOLECULES AND Q-DOTS
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Bioinspired Nanoscience and Nanotechnology,
Bariloche February 2005 (NSF Sponsored Meeting)
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ANTECEDENTES
Datos de 2000. En el año 2000 la interaccion y red era muy incipiente.
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ANTECEDENTESInteracciones medidas por publicaciones
Los datos de 2005 muestran un importante aumento en la interaccion, en particular entre Bariloche, Buenos Aires y La Plata
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Propuesta IP-PAE 2006
CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA
(CINN)
Polo Buenos AiresPolo BarilochePolo La Plata
Aproximadamente 100 científicos, miembros de la carrera del CONICET y con reconocimiento nacional e internacional.
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INSTITUCIONES BENEFICIARIAS
• UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES (UBA)
• COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA (CNEA)
• CONSEJO NACIONAL DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS Y TECNOLOGICAS (CONICET)
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Grupo Responsable
• Dr. Ernesto J. Calvo (UBA-CONICET)• Dr. Carlos Balseiro (CNEA-CONICET)• Dr. Roberto Salvarezza (UNLP-CONICET)• Dr. Oscar E. Martinez (UBA-CONICET)• Dr. Alejandro Fainstein (CNEA-CONICET)• Dr. Federico Williams (UBA-CONICET)• Dr. Galo Soler Illia (CNEA-CONICET)• Dr. Felix Requejo (UNLP-CONICET)
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Empresas proponentes, demandantes, adoptantes
• INVAP• NANOTEK• DARMEX• B&W IMPLANTES
• TENARIS-SIDERCA
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OBJETIVOS GENERALES• El objetivo general es crear una plataforma científica a través de un Centro de
Excelencia (virtual) interdisciplinario, el CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGIA capaz de servir de base para el desarrollo sostenido de la Nanotecnologia en Argentina. Existen numerosos ejemplos de tales Centros de Excelencia en Chile, Brasil, Europa, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Autralia, etc.
• Generador del conocimiento básico y formará recursos humanos que posibiliten el desarrollo de las nanotecnologías en el país a través de desarrollos propios o en asociación con empresas, investigación y desarrollo bajo contrato, licenciamiento y venta de tecnología, etc.
• El CINN se propone articular las capacidades de excelencia existentes en el país y crear nuevas capacidades científicas con el fin de actuar como núcleo para la creación de dicha base.
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AREAS DE TRABAJO• Síntesis y caracterización de moléculas y nanoestructuras, auto-
ensamblados moleculares y superficies funcionalizadas
• Fabricación y caracterización de materiales nano y micro-estructurados. Caracterización "multitécnica (estructural y local)"
• Nuevos fenómenos en la nanoescala
• Modelado teórico y computacional en la nanoescala. Diseño de materiales y dispositivos
• Sensores y actuadores físicos y químicos haciendo uso de propiedades en nanoescala. Nueva instrumentación
• Capacidad de Caracterizacion de Nano-objetos
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Algunas Tecnologías• Superficies nanoestructuradas
- Superhidrofóbicas- Biocompatibles- Inteligentes (autoreparables)- Autolimpiantes
• Nanopartículas
- Remediación ambiental- Nanoplata en fibras textiles (nanoplata)- Nanopartículas para catalizadores - Nanopartículas en electrocatalizadores para celdas de combustible y electrolizadores
• Sensores
- Sensores de gases- Sensores de radiación- Biosensores
• Membranas para Nanofiltracion• Nano-códigos de barras• Etc.
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Instrumentos a 4 años4 PAEs (600.000 $us. c/u en equipamiento)
PME1: Facilidad Instrumental de Caracterización de Nanopartículas y Superficies Nanoestructuradas del Polo Buenos Aires
PME2: Sensado y estructuración en la Nanoescala
PME3: Primer Laboratorio Argentino de Espectroscopia por Absorción de Rayos X.
PME4: Microscopia, espectroscopia y Nanomanipulacion
2 PID con Empresas (hasta 600.000 $us c/u)
Escuela de Posgrado en Nanociencia y Nanotecnología (IP-PRH)
PIDRI (Reinserción o relocalización de investigadores) aprox. 12
PFDT (60 becarios doctorales en los proximos cuatro años)
(Maestria en Nanociencia y Nanotecnologia)
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La historia recien comienza……
Muchas gracias