Ciclo de Seminarios Giidea
Universidad del Valle, Cartago, Colombia, 2023
Semiconductores nanoestructurados: una introducción a su fabricación, propiedades y aplicaciones
Dr. Oscar Marin Ramírez
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Universidad Nacional de Tucumán
Argentina
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Tucumán
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https://www.facet.unt.edu.ar/nanoproject/people/
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, UNT
Fabricación, propiedades físicas y aplicaciones de materiales semiconductores nanoestructurados.
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Contenido:
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La escala nanométrica
~650 km
¡650 km = 650000 m = 650000000000000 nm (6.5 x 1014 nm)!
https://www.sciencelearn.org.nz/resources/1651-nanometres-and-nanoscale
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Definición por la ISO*:
© John Wiley & Sons
¿Qué entendemos por nanomaterial?
*Organización Internacional de Estandarización
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Volvemos a la ISO:
¿Qué es la nanotecnología?
¿Y donde está la nanotecnología?
https://prochimia.com/products/2/category/introduction
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¿Cómo fabrico materiales en esta escala?
Métodos húmedos de fabricación
Estrategias botton-up y top-down
Material masivo (bulk)
Polvo micrométrico
Nanopartículas
Clusters
Átomos/iones
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Síntesis hidrotermal subcrítica, sol-gel*, co-precipitación, técnicas micelares, deposición por baño químico, electrodeposición, deposición electroforética…
Electrónica flexible
Crecimiento de fases metaestables
Ahorro de energía en el proceso de fabricación
Incorporación a tecnologías con materiales orgánicos
Técnicas de síntesis
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Técnicas de síntesis: sol-gel
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Crecimiento heterogéneo
Crecimiento homogéneo
Técnicas de síntesis: hidrotermal/solvotermal
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Energía
Residuos
https://www.e-education.psu.edu/earth104/node/1347
¿Dónde está el problema que abordamos?
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Residuos
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.1700782
14
Energía
Residuos
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Energía verde o sustentable
Desafíos desde lo nano
Almacenar
Convertir, generar
Nanoscale, 2020,12, 14-42
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Desafíos desde lo nano
Generar
Energía verde o sustentable
Energía ambiental “desperdiciada”
Electricidad
Nanomaterials 2019, 9, 555
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Desafíos desde lo nano
Convertir
Energía verde o sustentable
La energía no se crea ni se destruye…
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¿cómo los nanomateriales pueden ayudar a remediar el impacto ambiental de nuestras actividades?
Desafíos desde lo nano
Remediar
Tratamiento de agua
Purificación de aire
Procesamiento de residuos
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Remediación
Desafíos desde lo nano
Remediar
Tratamiento de aguas
Contaminantes orgánicos e inorgánicos, bacterias y virus
Baby et al. Nanoscale Research Letters (2019) 14:341
Absorción/filtración
Fotocatálisis
Sains Malaysiana 44(7)(2015): 1011–1019
🡹 Selectividad 🡺 funcionalización
Recuperación de fotocatalizadores
🡻
Nanomateriales magnéticos, inmovilización de nanoestructuras, membranas fotocatalíticas, etc.
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Pirolisis catalizada
Nano-carbón
Desafíos desde lo nano
Almacenamiento
Energía verde o sustentable
Wang, et. al. https://doi.org/10.1007/s11664-018-6497-x
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Síntesis hidrotermal, T = 125 °C, 4 h
Caso No. 1 Zn2+ + HMTA
Caso No. 2 Zn2+ Cd2+ + HMTA
Caso No. 1 Zn2+ + HMTA
Caso No. 2 Zn2+ Cd2+ + HMTA
Un caso de estudio: degradación de azul de metileno
Materials Letters 311 (2022) 131634 �
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300 °C
Un caso de estudio: degradación de azul de metileno
Materials Letters 311 (2022) 131634 �
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Un caso de estudio: degradación de azul de metileno
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En resumen…
Fabricación de nuevos nanomateriales
Producción de energía
Almacenamiento de energía
Remediación ambiental
Aumentar selectividad y rendimiento
- Garantizar la recuperación de los nanomateriales.
- Mejorar la selectividad.
- Mejorar el rendimiento y la estabilidad de celdas FV.
-Miniaturización de dispositivos.
- Mejorar la capacidad de almacenamiento.
- Miniaturización de dispositivos.
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Oportunidades para investigación
http://www.foncyt.mincyt.gov.ar/bolsa_becas/
https://www.conicet.gov.ar/
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¡Gracias por la atención!
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¡Gracias por la atención!
Correo electrónico: omarin@herrera.unt.edu.ar
Web del Nanoproject: https://www.facet.unt.edu.ar/nanoproject/
Web del LAFISO: https://www.facet.unt.edu.ar/lafiso/