La nanotecnología implica la manipulación de materia a escala atómica y molecular; es decir, estructuras de entre 1 y 100 nanómetros de tamaño. Para hacernos una idea, comparar un nanómetro con un metro es como comparar el tamaño de una canica con el de la Tierra. En este número, Sophie Hand, directora nacional del Reino Unido del proveedor de piezas de automatización EU Automation, analiza tres apasionantes aplicaciones de la nanotecnología en el sector de la fabricación.
La nanofabricación se centra en el desarrollo de procesos escalables y de alto rendimiento para la producción comercial de materiales, estructuras, dispositivos y sistemas a nanoescala. Desde hace poco, está siendo un área de investigación y desarrollo (I+D) en evolución para su uso en el sector de la fabricación.
Los ingenieros pueden sintetizar el nanomaterial de dos formas distintas: la primera consiste en usar el método descendente, es decir, el proceso de obtener nanomaterial a partir de algo de mayores dimensiones. Este es el método más habitual, usado a menudo para fabricar chips de ordenadores y otros objetos cotidianos. La alternativa es el método ascendente, que consiste en ensamblar una estructura a nivel molecular, de átomo en átomo. Este método se encuentra aún en fase experimental de desarrollo, aparte de ser complejo y consumir mucho tiempo.
Una I+D exhaustiva ha conllevado importantes avances en nanotecnología, algunos de los cuales podrían revolucionar los procesos de fabricación. Los estudios sobre lo que se podría conseguir usando el método descendente han alentado las investigaciones para crear componentes moleculares que se puedan auto ensamblar formando una estructura específica sin necesidad de interacción externa. Hay tres aplicaciones en particular que revelan evidencias tangibles de lo que podría deparar el futuro del sector de la fabricación.
Mejora de la seguridad
La integración de nanomateriales en revestimientos ha conllevado un gran progreso en cuanto a prendas de seguridad y se ha popularizado cada vez más en el caso de los biotextiles. Cuando las partículas de carbono nanométricas se dispersan dentro de las fibras originales de la prenda, crean un revestimiento de nanofibras. Usar nanofibras de carbono como compuesto textil convierte a la prenda en un artículo repelente de líquidos, resistente a manchas e incluso antimicrobiano. En el sector de la fabricación, estas prendas de seguridad se pueden usar para proteger a los trabajadores en zonas peligrosas.
Ahorro de combustible
La nanotecnología de polímeros implica dispersar nanopartículas en una matriz de un polímero existente para desarrollar adhesivos, sellantes, revestimientos y compuestos de encapsulado y encapsulación. Incorporar masillas de nanopartículas a estas aplicaciones permite desarrollar características de estabilidad térmica, resistencia al agua y a los productos químicos, mayor resistencia a la tracción e incluso resistencia al fuego.
Los nanocompuestos de polímeros han pasado a ser un complemento importante de la industria automovilística en cuanto a la fabricación de neumáticos. Las partículas resistentes a los productos químicos y a las llamas ofrecen un mejor rendimiento con un peso inferior al de los neumáticos tradicionales, lo que permite lograr una mayor eficiencia de combustible.
Reducción de la fricción
Introducir nanotecnología en la producción de lubricantes ha abierto un abanico de posibilidades para incorporar soluciones más diversas al sector de la fabricación. Es posible usar nanopartículas para reducir la fricción entre dos objetos en aquellos casos en los que se suelen emplear aceites. Estas nanopartículas actúan como diminutos rodamientos, moviéndose entre las dos superficies y reduciendo la posibilidad de generar calor o desgaste, así como de que falle el aceite. Un menor suministro de combustibles fósiles indica que este avance podría ser revolucionario no solo para el futuro de la fabricación, sino también para el medioambiente.
Puede que los nanómetros sean del tamaño de una canica si se comparan con la Tierra, pero eso no menoscaba la importancia de la nanotecnología. Gracias a una mayor investigación dedicada a la evolución de los nanomateriales, se está generando un nuevo impulso para que más sectores incorporen la nanotecnología a sus procesos diarios.
Artículo publicado en la Revista Dyna
