MATERIALES  NANOESTRUCTURADOS

 

Instructor:

Víctor H. Guerrero, Ph.D.


 

Objetivo general:

Estudiar los conceptos y los principios fundamentales de la nanotecnología y su aplicación al estudio y desarrollo de materiales nanoestructurados. Explicar como estos conceptos y principios se pueden aplicar a la solución de varios problemas de la ciencia y la ingeniería.

 

Objetivos particulares

-     Explicar a los estudiantes algunas de las perspectivas a mediano y largo plazo de la nanociencia y las tecnologías relacionadas

-     Revisar algunos de los dispositivos funcionales y las tecnologías de manufactura que se han desarrollado como producto del avance de la nanotecnología

-     Desarrollar en el estudiante una comprensión integral de las relaciones que existen entre la estructura, las propiedades y el procesamiento de un material nanoestructurado así como también las formas en las que se puede alterar estas relaciones

-     Lograr que el estudiante comprenda las relaciones que existen entre las escalas características de un fenómeno y las propiedades multifuncionales de un determinado material cuyas dimensiones caen dentro de este rango

 

Metodología

   El instructor presentará los conceptos y herramientas necesarias para comprender cada uno de los temas a abordarse durante el curso. La asimilación de la información proporcionada se facilitará mediante la demostración de la aplicación de los conceptos a problemas de ingeniería y de la investigación contemporánea. La generación del conocimiento por parte de los estudiantes se hará posible mediante la realización de un conjunto de tareas diseñadas por el instructor. Al final de cada capítulo examinado se asignará a los estudiantes una o más tareas que involucren la aplicación innovadora de los conceptos aprendidos para así desarrollar su capacidad de investigación tanto en el área de análisis como en la de síntesis. Durante el curso los estudiantes tendrán que estudiar críticamente uno o más artículos científicos.

 

Evaluación

Tareas, lecciones y pruebas: 25%

3 Exámenes: 25% cada uno

 

Programa detallado

1.    Nanotecnología (4 h)

1.1.         El Camino Hacía el Nanomundo

1.2.         De Micro a Nano-Técnicas

1.3.         Definición de Nanoestructuras

1.4.         Intervención en el Nanomundo

1.5.         Bloques de Construcción de la Nanotecnología

1.6.         Interacciones y Topología

1.7.         El Ambiente Microscópico del Nanomundo

 

2.   Síntesis y Ensamble (8 h)

Síntesis Química

2.1.         Partículas

2.2.         Películas

2.3.         Recubrimientos

Procesamiento por Rociado Térmico

2.4.         Polvos Nanocristalinos para Rociado Térmico

2.5.         Rociado Térmico

2.6.         Modelado

 

3.   Materiales Nanoestructurados y Compuestos Preparados por Procesamiento en Estado Sólido (8 h)

3.1.         Fenomenología de la Formación de una Nanoestructura

3.2.         Molido de Alta Energía

3.3.         Atrición Mecánica

3.4.         Estabilidad de Fases a Elevada Temperatura

3.5.         Deformación Plástica Severa

 

4.   Materiales Nanocristalinos Electrodepositados (8 h)

4.1.         Síntesis por Electrodeposición

4.2.         Estructura de Metales Electrodepositados

4.3.         Propiedades

4.4.         Aplicaciones

 

5.   Propiedades Magnéticas de Materiales Nanocristalinos (8 h)

5.1.         Aleaciones amorfas

5.2.         Aleaciones nanocristalinas ternarias

5.3.         Mejoramiento de la Permeabilidad de Materiales

5.4.         Aplicaciones

 

6.   Propiedades Mecánicas de Metales Nanoestructurados (4 h)

6.1.         Modelos de Comportamiento Mecánico

6.2.         Caracterización de Metales

6.3.         Comportamiento Mecánico

 

7.   Dispositivos Nanométricos Funcionales (6 h)

7.1.         Introducción

7.2.         Electrónica de Cargas Simples

7.3.         Aplicaciones Nanomagnéticas

7.4.         Confinamiento Cuántico

7.5.         Láser de Punto Cuántico

 

8.   Aspectos Biológicos de Nanopartículas, Materiales Nanoestructurados y Dispositivos (8 h)

8.1.         Síntesis y Ensamble

8.2.         Dispersiones y Recubrimientos

8.3.         Materiales de Gran Área Superficial

8.4.         Nanoestructuras Funcionales

8.5.         Materiales Consolidados

8.6.         Oportunidades y Retos

 

1.    Bibliografía

1.       C. C. Koch, Nanostructured Materials: Processing, Properties and Potential Applications, Noyes Publications, Norwich,

          2002.

2.       M. Kohler, W. Fritzsche, Nanotechnology: An Introduction to Nanostructuring Techniques, Wiley-VCH, 2004

3.       WTEC Panel Report on Nanostructure Science and Technology, 1999

4.       www.sciencedirect.com

 


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