Cómo la Nanotecnología Maximiza el Área de Superficie

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Por Earl Boysen, Nancy C. Muir, Desiree Dudley, Christine Peterson

La minúscula naturaleza de las nanopartículas da lugar a algunas características útiles, como un aumento de la superficie a la que pueden adherirse otros materiales de forma que se consigan materiales más fuertes o ligeros. En la nanoescala, el tamaño importa cuando se trata de cómo las moléculas reaccionan y se unen entre sí.

Una pieza de material a granel (por ejemplo, una zanahoria) contiene billones de átomos. Sólo una pequeña porción de sus átomos están en la superficie. Si cortas una zanahoria por la mitad, has aumentado la superficie. Si lo cortas en rodajas, lo has aumentado de nuevo sin aumentar la cantidad de zanahoria o el número de átomos. Sin embargo, ha aumentado el número de átomos expuestos en la superficie.

Piensa en las nanopartículas como si fueran zanahorias ralladas: Contienen desde un puñado de átomos hasta unos pocos miles de átomos, y tienen una mayor porción de átomos en la superficie.

Aumento de la superficie con nanopartículas.

Con un mayor número de átomos en la superficie, hay más átomos disponibles para interactuar con los átomos o iones de otras sustancias. Por ejemplo, las moléculas de un material explosivo y el oxígeno pueden interactuar en lo que se llama una reacción exotérmica, generando calor. Cuando el calor es contenido, lo que sea que lo mantiene en ráfagas, resultando en una explosión.

Cuando la sustancia explosiva está formada por nanopartículas, el aumento de la superficie hace que la reacción se produzca más rápidamente y produce una explosión más potente porque más moléculas están en contacto con el oxígeno.

Esta presencia de más átomos en la superficie de un material puede ser útil en varias aplicaciones, incluyendo las siguientes:

  • Mejora de los electrodos utilizados en las baterías, lo que se traduce en un aumento de la velocidad de carga y de la capacidad de almacenamiento de la batería.
  • Mejorar los catalizadores para reducir la temperatura y la energía necesarias para hacer funcionar las reacciones químicas.
  • Mejora de los explosivos mediante el aumento de la energía generada por pequeñas cantidades de materiales.

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