Cómo la nanotecnología maximiza el área de superficie
La naturaleza pequeña de nanopartículas resultados en algunas características útiles, tales como un aumento del área de superficie a la que otros materiales pueden unir en formas que hacen de materiales ligeros más fuertes o más. En la nanoescala, el tamaño importa cuando se trata de cómo las moléculas reaccionan y se unen a uno con el otro.
Video: Optimización de una área dado el perímetro BACHILLERATO unicoos
Un pedazo de material a granel (por ejemplo, una zanahoria) contiene billones de átomos. Sólo una pequeña parte de sus átomos están en la superficie. Si se corta una zanahoria en el medio, que ha aumentado la superficie. Si se corta en rodajas, que ha aumentado de nuevo sin aumentar la cantidad de zanahoria o el número de átomos. Sin embargo, se ha incrementado el número de átomos expuestos en la superficie.
Piense en nanopartículas como siendo como zanahoria rallada: Contienen en cualquier lugar de un puñado de átomos de hasta unos pocos miles de átomos, y tienen una porción más grande de átomos en la superficie.
Video: Optimización │ área de un cilindro
Con un mayor número de átomos en la superficie, más átomos están disponibles para interactuar con los átomos o iones de otras sustancias. Por ejemplo, las moléculas en un material explosivo y el oxígeno pueden interactuar en lo que se llama una reacción exotérmica, generando calor. Cuando está contenido el calor, lo que se sosteniéndolo en ráfagas, lo que resulta en una explosión.
Cuando la sustancia explosiva se forma de nanopartículas, el área de superficie aumentada hace que se produzca la reacción más rápido y produce una más potente explosión debido a que más de las moléculas están en contacto con el oxígeno.
Video: Optimización de la superficie de un cilindro dado su volumen BACHILLERATO unicoos
Esta presencia de más átomos en la superficie de un material puede ser útil en varias aplicaciones, incluyendo las siguientes:
Mejora de electrodos utilizados en las baterías, lo que resulta en una mayor capacidad de tasa y el almacenamiento de carga de la batería.
La mejora de catalizadores para disminuir la temperatura y la energía necesaria para ejecutar las reacciones químicas.
Video: Problemas de optimización - Ejemplo #5
La mejora de los explosivos mediante el aumento de la potencia generada por pequeñas cantidades de materiales.