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PROGRAMA ACADÉMICO INSTITUCIONAL DE NANOTECNOLOGIA **** PRINATEC Coordinador: Dr. Daniel Glossman-Mitnik. Principales centros de investigación en México con actividades en Nanociencia y/o Nanotecnología. UNISON. CIMAV. UANL. CIQA. CINVESTAV-QRO. CINVESTAV-DF. IPICYT UASLP. UAM. IPN.
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PROGRAMA ACADÉMICO INSTITUCIONAL DE NANOTECNOLOGIA****PRINATECCoordinador: Dr. Daniel Glossman-Mitnik
Principales centros de investigación en México con actividades en Nanociencia y/o Nanotecnología UNISON CIMAV UANL CIQA CINVESTAV-QRO CINVESTAV-DF IPICYT UASLP UAM IPN CIATEC UNAM IMP BUAP
Programa Institucional de Nanotecnología • En el CIMAV una parte importante de los investigadores realizan actividades relacionadas con Nanotecnología • En el 2006 y 2007, cerca del 78% de las publicaciones estuvieron relacionadas con Nanotecnología, esperándose un incremento para el 2008 • Proyectos vigentes de investigación y vinculación con la industria relacionados con Nanotecnología • Infraestructura actual adecuada, necesidad de mejora • Creciente actividad mundial • Reducir rezago tecnológico • Explorar mercados potenciales • Necesidad de recursos humanos especializados ¿Por qué? Motivación • Objetivo • Ser líderes nacionales y con reconocimiento internacional en Nanociencia y Nanotecnología • ( Nanoagregados, Nanoestructuras y Nanocompuestos) • Contratación de líderes mundiales en el área • Renovación de equipo • Convenio con UT-Austin en Nanotecnología • Laboratorios Binacionales México-USA, México-Alemania (Nanotecnología) • Consorcio de Nanotecnología • Convenio CIMAV – SUNY/Albany • Presentación a distintas Convocatorias (Programa Estratégico, Laboratorio Nacional, Iniciativa Nacional NANOMEX) • Arizona State University – North America Nanocluster Initiative Iniciativas
Simulación Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de Nanomateriales Nanotecnología Computacional (CAN) Síntesis de Materiales Nanoestructurados Caracterización Química y Física de Nanoestructuras Aplicaciones Industriales de la Nanotecnología Programa Académico Institucional de Nanotecnología
Nanomateriales Moleculares Funcionales
Síntesis e Incorporación de Puntos Cuánticos en Matrices Poliméricas via Polimerización en Mini-Emulsión: Desarrollo de una Nueva Generación de Sensores de Hidrocarburos
Nanocompósitos formados por nanopartículas de Ag/carbono y PMMA LATEX PMMA LATEX Nanocompósito
ESTUDIO TEÓRICO DE AGENTES DE TRANSFERENCIA EMPLEADOS PARA LA POLIMERIZACIÓN VÍA RAFT, SIMULADOS A PARTIR DE DFT
Fluidos magnéticos En ausencia de un campo magnético En presencia de un campo magnético La estabilidad del fluido magnético es superior a los dos años
Nanoagregados Metálicos y Moleculares
Producción y Caracterización de Materiales Compuestos de Nanotubos de Carbón y Aluminio
Compuestos Intermetálicos YCo5 Aplicaciones: Materiales magnéticos basados en SmCo5 se usan en las industrias del automóvil, electrónica y otras varias. YCo5 podría ser una altenativa competitiva.
Sílica Alúmina Nanotubos de carbono Óxidos de níquel Arcillas Ferritas magnética CdSe Otras nanopartículas
Inhibidores de la Corrosión
Fármacos, Alimentos y Agroquímicos
Simulación computacional de la estructura y propiedadesmoleculares de compuestosantichagásicos unidos afullerenos Fondo Sectorial SALUD-CONACYT
Simulación Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de Flavonoides de Manzana Unidos a Fullerenos y Nanotubos de Carbono
Simulación computacional de la estructura y propiedades moleculares de precursores de esteroides obtenidos a partir de papa • Fondo Sectorial SAGARPA • Simulación computacional de la estructura y propiedades moleculares de solanina y solanidina
Estudio Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de Derivados del C60 de uso en Nanomedicina Descubrimiento de los derivados de C60 solubles en agua de aplicación en nanomedicina Caracterización molecular computacional de derivados de fullerenos sintetizados recientemente. Determinación de estructura, propiedades moleculares, características espectroscópicas (IR, UV, NMR) y reactividad química. Teoría de los funcionales de la densidad (DFT). Espectros IR, UV Y NMR. Resultados de distintas propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas. Estudio de la reactividad química de las moléculas estudiadas para determinar sus sitios activos de reacción. Figura 1.
Modelado computacional de la estructura y propiedades moleculares de compuestos antituberculosos unidos a fullerenos y nanotubos de carbono
Catálisis Nanomolecular
NANOCATALIZADORES HAS-MoSxCy (High Adsorptive Sulfur)
Nanoelectrónica Molecular y Nanobiosensores
Cuando el fluoroforo y el interruptor están unidos la sonda es obscura, pero cuando hibridan con la cadena de DNA que contenga la secuencia blanco fluorescen brillantemente. FAROS MOLECULARES
TAMU Estudio por Dinámica Molecular de monocapas autoensambladas de moléculas orgánicas sobre superficies metálicas
DFT Teórica y Conceptual
Diseño de Nanomateriales con Ayuda de Computadoras Caracterización Computacional de la Estructura Molecular de los Nanomateriales Predicción de los Espectros IR, Raman, UV-Vis y RMN de las Nanoestructuras Determinación de las Propiedades Eléctricas y Magnéticas de los Nanomateriales Simulación Computacional de las Propiedades Termoquímicas de los Nanomateriales en Fase Gaseosa, Sólida y Solución Análisis de la Reactividad Química de los Nanomateriales Simulación de Procesos Químicos y Físicos de Nanoestructuras Nanotecnología Computacional (CAN)
Nanomateriales para Almacenamiento y Conversión de Energía
Simulación Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de NANOMELFOS ******** Nanomateriales Emisores de Luz y Fotovoltaicos Orgánicos
Nanomateriales para dispositivos fotovoltaicos orgánicos (OPVs) • Electroluminiscencia orgánica – (OLEDs) • Baterías de iones de litio-polímeros • Membranas de intercambio protónico para celdas de combustible (PEM Fuel Cells)
Simulación computacional de la estructura y propiedades moleculares de nanomateriales potencialmente útiles para la fabricación de celdas solares y dispositivos fotovoltaicos
La mayoría de las celdas solares usadas en las aplicaciones terrestres son celdas solares mono o policristalinas cristalinas de silicio. Sin embargo, no es posible esperar una reducción drástica del coste de la celda y el aumento en la eficiencia de la conversión usando los materiales y las estructurasde las celdas solares convencionales. Por otra parte, se predice en el futuro cercanouna escasez del silicio de gran pureza debido a los requisitos de la industria de la microelectrónica. Por lo tanto, es necesariala investigación y el desarrollo de celdas solares con coste de producción bajo, alta eficiencia de la conversión y un bajo consumo de la materia prima.
Un concepto importante para alcanzar esta meta es utilizar materiales nanoestructurados en lugar de los materiales en bulto. Las motivaciones para emplear nanoestructuras en las celdas solares se dividen en gran parte en tres categorías: 1.- Para mejorar el funcionamiento de las celdas solares convencionales. 2.- Para obtener una eficiencia relativamente alta de la conversión a a partir de materiales baratos con bajo coste de producción y bajo consumo de energía. 3.- Para obtener una eficiencia de la conversión mayor que el límite teórico para la celda solar convencional de juntura p-n.
Semiconductores orgánicos Buena procesabilidad Bajo costo APLICACIONES OPTOELECTRÓNICAS POLÍMEROS CONJUGADOS FULLERENOS
El óxido de zinc (ZnO) tiene un gran potencial de aplicación debido a sus diversas características físicas y químicas. La amplia brecha de energía de 3.2 eV lo hace muy conveniente para los dispositivos optoelectrónicos, incluyendo detectores UV, los fotocatalizadores, los diodos laser y los dispositivos electroluminiscentes (LEDs).
En el siglo XXI estamos observando una gran revolución en la manera en que la información se muestra electrónicamente. Las pantallas electroluminiscentes orgánicas basadas en OLEDs sobre substratos rígidos o flexibles están llamadas a desempeñar un papel significativo o quizás fundamental en el área de las pantallas de panel plano.
Química Computacional de la Estructura y Propiedades Moleculares de Polímeros Conjugados Electroluminiscentes
Las baterías de iones de litio-polímeros son uno de los grandes éxitos de la moderna electroquímica de los materiales. Su ciencia y tecnología han sido extensamentereportadas.
Sin embargo, para las nuevas generaciones de las baterías recargables de iones de litio-polímeros, no solamente para los artículos de consumo electrónicos, pero especialmente para el almacenaje y el uso de energía limpia en vehículos eléctricos híbridos, es necesario el desarrollo de nuevos materiales. Una camino que ya se está abriendo es el del uso de nanomateriales para este tipo de baterías.
Existe un gran consenso en que las celdas de combustible que utilicen membranas de intercambio protónico basadas en electrolitos poliméricos jugarán un papel muy importante como fuente de energía en un futuro cercano. Las celdas de combustible proveerán energía para automóviles y camiones, electricidad para dispositivos, y permitirán el calentamiento y enfriamiento de casas y comercios.