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Afiliat al Centre de Recerca en Ciència i Enginyeria Multiescala de Barcelona
Elaine Armelin, PhD
28 de Noviembre del 2018
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Nanotecnología en equipamientos deportivos
Source:
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Nanotubos de carbono (CNT)
Nanotecnología en equipamientos deportivos
Singlewalled CNT Multiwalled CNT
Armchair Zigzag Chiral
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Nanotubos de carbono (CNT)
Nanotecnología en equipamientos deportivos
Diámetros 10-20 nm
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Nanotecnología en ciclismo
Oscar Pereiro SioTour de Romandie 2007
http://www.pinarello.com/it
Icona della velocità
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Nanotecnología en equipamientos deportivos
Propiedades de los CNTs
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Nanotecnología en equipamientos deportivos
Propiedades de los CNTs
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Nanotecnología en raquetas y pelotas de tenis
Roger Federer 2009 Wimbledon Men's Singles final
https://www.dummies.com/education/science/nanotechnology/sleeker-sporting-goods-through-nanotechnology/
NanolokTM Coatinghttp://www.inmat.com/tech-elastomer.shtml
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Nanotecnología en raquetas y pelotas de tenis
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NanolokTM Coating
http://www.inmat.com/tech-elastomer.shtml
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Otras aplicaciones en equipamientos deportivos…
https://www.graphene-info.com/companies-list/graphene-producers
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Otras aplicaciones en equipamientos deportivos…
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Nanopartículas de óxidos
ZnO
ZnO
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Nanopartículas
Óxidos de metales (ZnO, TiO2, Fe2O3, CeO2, ZrO2)
Obleas semi-conductoras, como agentes químicos empleados para pulir
En vidrios, como recubrimientos protectores contra el rayado
En cosmética y cremas solares
Nanocerámicas (arcillas, perovskitas)
Para mejorar la resistencia mecánica, la dureza, resistencia al calor y como
retardante de llama en materiales diversos
Para aumentar la impermeabilidad en botellas de bebidas de plástico, en
envases de cartón para zumos, en materiales deportivos.
Nanotubos y nanoesferas (de carbono y de cerámica)
Disipar y minimizar la electricidad estática
Como componentes de pinturas electrostáticas de exterior de coches para
protección UV
Como aditivos anti-ignífugos en plásticos
En pantallas planas, como componentes emisores de luz
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Caucho natural
(NR-Natural rubber)
Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
FORMULACIÓN
Caucho natural: cis 1,4-polyisoprene
Agente vulcanizante: Sulfur
Agente activador de curado: Zinc oxide (ZnO)
Agente accelerador de vulcanización: Zinc Dibuthyl
dithiocarbamate (ZDBC)
Agente antioxidante: titanium dioxide (TiO2)
Nanopartículas cerámicas de alta permitividad
eléctrica: barium titanate (BaTiO3)
Vulcanización del poliisopreno
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INDUSTRIA DEL CAUCHOEconómico
Antioxidante
Elevada actividad
antimicrobial
Material de relleno
Económico
Activador ZnO TiO2
µm
SedimentaciónFloculación
Mejor dispersión
nm
Suspensión estable
Buen grado
de reticulación
Homogenea
Aumento de
microdefectos
Disminución
de
microdefectos
Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
Zonas
amorfas
Poros
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
Materiales
cerámicosPerovskitas: CaTiO3, BaTiO3
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
O2- Ti4+ Ba2+
BaTiO3
ABX3
Ferroelectric materials
The cubic structure is insulating
High relative permittivity (ε´≈ 3500)
Low dielectric losses
Photovoltaics
Transistors
Ultrasonic transducers
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High tech materials
Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
100 µm 2 µm 10 µm
NR (con ZnO y TiO2 micrométricos, sin BaTiO3)
González et. al. European Polymer Journal 2016, 75, 210-222.
10 µm 100 µm 2 µm
NR (con ZnO, TiO2 y BaTiO3 nano(micro)métricos)
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
BaTiO3
NR/BaTiO3
NR/BaTiO3
González et. al. European Polymer Journal 2016, 75, 210-222.
EDX
*
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Bueno: elevado
potencial de
ruptura
dieléctrica
Malo: bajo potencial
de ruptura dieléctrica
(i) European Polymer Journal 2016, 75, 210-222; (ii) IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical
Insulation 2017, 24, 2881-2889.
Water (resistivity ≤ 100 Ω·m)
AHV
electrodeLeakage current
Ground electrode
NR sample
High-voltage variable source
a) b) c)
Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
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Nanopartículas para mejorar las prestaciones demateriales poliméricos aislantes
Electric field strength (kV/mm)
0 10 20 30 40 50
Cu
rre
nt
de
ns
ity
(A
/m2)
0.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
0.25 wt.% BaTiO3-OH
0.50 wt.% BaTiO3-OH
1.0 wt.% BaTiO3-OH
5.0 wt.% BaTiO3-OH
10.0 wt.% BaTiO3-OH
Electric field strength (kV/mm)0 10 20 30 40 50
Cu
rre
nt
de
ns
ity
(A
/m2)
0.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
Reference NR
a)
b)
Breakdown
(a)
(b)
Microscopia óptica
SEM
Dielectric breakdown
González et. al. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 2017, 24, 2881-2889.
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Industria - Outlook
https://www.nanowerk.com/
compound_nanoparticle_database.phpRecomiendo…
https://nanoscience.nanotechconferences.org/
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Muchas gracias por su atención…