Nanotecnología

José Roberto Vega Baudrit, PhD

Laboratorio Nacional de Nanotecnología-LANOTECCentro Nacional de Alta Tecnología-CENAT-CONARE

San José, Costa Rica20131

DISCULPE, DÓNDE SE ENCUENTRA EL

LABORATORIO DE NANOTECNOLOGIA?

SE ACABA DE PARAR EN EL…..!!!!!

2

Posicionamiento del término “nano”:

Posicionamiento del término “nano”:

Marcas comerciales: nano i-pod, nano i-phone.3

4

Campaña de Almacenes Santa Marta: nanocuotas Tienda Nanokids en Escazú. Cooperativa: COOPESERVIDORES

CAMPAÑAS PUBLICITARIAS:

Tecnologías convergentes y emergentes.

Fenómeno de iniciosdel siglo 21.

Unificación de laciencia y tecnologíaen el nivel de lananoescala.

10-9 m = 1 nm.

http://itri.loyola.edu/Converging Tecnologies/ Esta combinación genera……5

Convergencia tecnológica: combinación sinérgica dela ciencia y la tecnología: sistemas emergentes.

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TECNOLOGIAS CONVERGENTES Y EMERGENTES

¿Qué es nanotecnología y nanociencia…?

7

8

• Hay muchas definiciones de nanotecnología.

• Se debe recurrir a:

• Combinación de distintas ciencias, ingenierías y tecnologías.

•Mejoramiento o nuevas propiedades.

•Nuevas aplicaciones.

•Muy pequeña dimensión.

Referentes históricos

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A la escala nanométrica, no se aplican las reglasordinarias de la Física y la Química.

Las características de los materiales tales como el color,fuerza, conductividad y reactividad, pueden diferirsustancialmente entre la nanoescala y lo macro.

La nanotecnología consiste enmodificar átomos o moléculaspara fabricar productos.

La nanotecnología trabaja a nivel atómico

y molecular.

Definición de nanotecnología

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nanotecnología

definición

creaciónestudio manipulacióndiseño

materia

A nivel de nanoescala 10-9

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Curva de desarrollo de la Nanotecnología

Madurez

Inicio

Hoy

Despegue

Tiempo

Ava

nce

s

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Inversión en nanotecnología:

América Latina.

• Menos del 1 %: México

• Entre 1-1,5 %: Brasil

• Otros países:

EEUU: 27 %

China + Japón: 27 %

QUE HAY EN LA REGION?

13

14

Nanotecnología en Centroamérica y El Caribe

• Guatemala: USAC: 2 especialidades NT (2009 y 2012).

• El Salvador: 2 cursos NT

• Nicaragua: redes, biotecnología

• Panamá: redes

• Honduras: redes

• República Dominica: creación de un laboratorio.

• Cuba.

• I CONGRESO CENTROAMERICANO DE NANOTECNOCIENCIA

NTC-2010, SLAP 2010: RED

• II CONGRESO NTC 2012: GUATEMALA (realizado en Costa Rica, poco apoyo político.)

• III CONGRESO NTC 2014: EL SALVADOR (2016 Guatemala)

Nanotecnología en CR: Hechos

1. Estrategia del Siglo XXI.

2. Decreto del MICITT, 2011.

3. Programas y redes universitarias.

4. Programa Nacional de desarrollo, PNDN, 2013.

5. Creación del LANOTEC-CeNAT, 2004.

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1. Estrategia del Siglo XXI para el 2050:

Creada en el 2004:

◦ Impulsar el desarrollo integral de Costa Rica, mediante una plataformacimentada en tres ejes:◦ Educación,◦ Ciencia y tecnología◦ Innovación.

◦ Objetivo: lograr un desarrollo social y económico sostenible, quepermita al país superar el subdesarrollo en la primera mitad del Siglo XXI.

◦ Herramienta: las tecnologías convergentes para superar elsubdesarrollo: TIC’s, nanotecnología y biotecnología.

16

17

No 93, 16 de mayo 2011

2. Nanotecnología declarada de interés público

3. Laboratorios, programas y redes:

Universidades públicas: ◦ UCR: Programa PICIMA

◦ TEC: Nanotecnología

◦ UNA: Red NanoUNA

Algunas empresas: productos.

No existe ninguna especialidad a nivel de posgrado.

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4. Creación del Laboratorio Nacional de Nanotecnología

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Edificio CeNAT – CONAREDr. F. Chang DiazAntiguo AID

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Representado por los 4 rectores

Función:

“…establecer los mecanismos de coordinación adicionales a la Oficina dePlanificación de la Educación Superior, que sean necesarios para eladecuado funcionamiento de la educación superior universitaria…”

21CREACION DEL CENAT EN 1999, POR DECRETO DE LEY.

UNA-UCR-TEC-UNED4 UNIVERSIDADES

CONARE

ConsejoAsesor

Internacional.

Consejo Científico

Director General

Áreas Temáticas Investigación, Desarrollo Capacitación, Postgrado

CEI y personalde apoyo

GOBIERNO EMPRESA

ConsejoEmpresarial

LANOTEC, CNCA, CENIBIOT, PRIAS DIRECTOR

Organigrama

1

2 3

4

5

6

7

Todo el quehacer del CENAT se enmarca en el triangulo U-E-G

8

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FUNCENAT

CAI: Consejo Asesor Internacional

Ernesto Arias, Ph.D. Universidad de Colorado

Jeannette Benavides, Ph.D., Centro Espacial Goddard-NASA.

Franklin Chang-Díaz, PH. D., Ad Astra Rocket

León Lederman, Ph.D. Fermi Lab, USA

Guy de Teramond, Ph. D. Universidad de Stanford

Mary Jane Eberhard, Ph D. Smithsonian Tropical Research Institute (STRI)

Eduardo Doryan, Ph. D., Presidente Ejecutivo de C.C.S.S.

Samuel Stupp, Ph. D., Northwestern University, Chicago

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Inauguración: agosto 2004.

Inicia funciones: julio 2006.

Superficie: 500 m2.

Inversión inicial: $50,000.

Laboratorio de química y biología, cuarto instrumental, plantapiloto, laboratorio para producir NTC, oficinas, biblioteca.

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Objetivos.

Investigar en el área de la Micro y Nanotecnología enfocado ennanoestructuras, microsensores y materiales avanzados.

Servir de centro-laboratorio para la formación en nanotecnologíaen colaboración con instituciones y programas académicos.

Establecer alianzas estratégicas con industrias de alta tecnologíapara el desarrollo de servicios y productos especializados quecontribuyan con el sector productivo del país.

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Dr. José Vega Baudrit, Director Dr. Víctor Hugo Soto Tellini, Químico

Dr. Giovanni Sáenz, Físico

Dr. José Saavedra, Físico

Dr. Orlando Arguello, Nanobiotecnología.

Bi. Luis Federico Solera, Nanobiotecnología.

I. Josué Matamoros, I. Electrónico

I.Q. Andrea Rivera, Ing. Química.

L.Q. Marilyn Porras, Laboratorista química, Microbiología.

Ing. Agro. Luis Carranza, Agronomía.

Bi. Ricardo Alvarado, Biotecnólogo.

Lic. Margoth Mena, Comunicadora

Lic. Melissa Camacho, Química, modelado.

M.Sc. Allan Campos, Físico.

M.Sc. Rocío Madrigal, Enseñanza química.

Tesiarios nacionales e internacionales.

4 estudiantes Proyecto Olimpiada Química: UCR, TEC, UNA, UNED, LANOTEC

Estudiantes y profesores de TCU de la UCR, TEC26

EQUIPO de trabajo MULTIDISCIPLINARIO

10 Nodos de desarrollo:

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Nodo Tipología Temas ObjetivoNanobiotecnología Área Salud, nuevos materiales, PLA.

Procesos de

Innovación.

Energías renovables,sensores y metrología

Programa Biomasa, algas, eólicas, superficies.

Dopaje Programa Proyecto país.Materiales avanzados Área Polímeros, materiales compuestos,

nanocelulosa, quitina, lignina.

Cristalografía Programa Proyecto regional CA y El Caribe.Ciencias básicas Áreas Química, física, biologíaTIC´s Programa Modelado, simulación, clúster, trabajo

en red, internet 2.Difusión, Educación yenseñanza.

Programa Jóvenes talentos, premios,publicaciones nacionales einternacionales, boletines, textos,eventos, cursos, convenios, redes,olimpiadas, PASI.

Salud-alimentos-nanobioseguridad

Programa Termoterapia contra el cáncer,liberación controlada, principios activosy excipientes, vesículas lipídicas.

Ciencia-arte-tecnología Programa Apoyo a artistas.

Atomic force microscopy AFM

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Equipos:

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NTC de pared simpleSingle-walled CNT`sSWCNT

United States patent No.US6,740,224 B1From may, 2004

Inventors: Jeanette Benavides,Henning LeideckerJeffrey FrazierEstudiantes secundaria

Calorimetría diferencial

de barrido DSC.

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Termogravimetría TGA

TGA-DTGA acoplado a FTIR ATR

Nanocalorímetro ITC

Entalpía min: 0.1 uJ

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Goniómetro

Microscopios

para muestras

biológicas

y materiales con

luz polarizada

FTIR de transmisión

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Tensiómetro

Karl Fischer

HPLC-GPC-Índice de refracción

y arreglo de diodos

GC-FID

Viscosímetro

de Brookfield

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Laboratorio de EQUIPOS:

Laboratorio de PREPARACIÓN de muestras:

4

0

Otros equipos:

Rotavapor,

Ultrasonido,

Mili-q,

Sonicator,

Capilla,

pH-metro,

Encubadora,

Cámara de flujo laminar,

Ultramezcladora,

Autoclave,

Centrífuga,

Vortex.

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Acceso a otros equipos POLIUNA: UNA

• Análisis térmicos: DSC, TGA• Análisis reológicos: DMTA, Reómetro, viscosímetros Brookfield.• Análisis mecánicos: analizadores mecánicos (tensilon), impacto al dardo, otros• Ultracentrífuga.• Equipos para envejecimiento acelerado.• Cromatografía: HPLC, GPC.• Equipos de FTIR.• Equipo Z-sizer.• Planta piloto: proyectos ADA.• Laboratorio de Biotecnología.

Otras instituciones: TEC, UCR

• RMN, SEM, RAMAN, TEM, X-ray diffraction.

Acceso al servicio:

Universidades con proyectos que financien su uso. Industrias de alta tecnología, nacionales o extranjeras. Instancias de gobierno interesadas en la atracción de industrias

de alta tecnología. Los centros de investigación y universidades extranjeras

interesadas en efectuar investigaciones conjuntas. Los gobiernos extranjeros interesados en promover la

investigación de alta tecnología mediante el aporte de recursos. Otros organismos interesados en el desarrollo científico y

tecnológico. Seguir las normas y reglamentos ya establecidos para uso de

equipos.

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Actividades del LANOTEC

Enmarcado en el “PLAN ESTRATEGICO DE DESARROLLO 2010-2015” v 3.0.

La puesta en marcha del plan garantizará al LANOTEC el acceso aposiciones de liderazgo en el ámbito nacional, regional e inclusointernacional.

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PLAN ESTRATEGICO DE DESARROLLO 2010-2015.

Antecedentes.

Introducción.

¿Qué es el LANOTEC?.• Objetivos.• Misión.• Visión.

• Equipamiento.

La importancia del LANOTEC para Costa Rica.

Plan de desarrollo del LANOTEC: actividades

DOCUMENTO

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1. Cursos y capacitaciones.

2. Difusión de la nanotecnociencia.

3. Propuesta, elaboración y ejecución de proyectosen conjunto: U-gobierno-empresa.

4. Venta de servicios de alto nivel a la empresa.

5. Colaboraciones y actividades académicas.

6. Proyectos de extensión.

7. Proyectos de innovación.

8. Otros

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Actividades:

RESUMEN ACTIVIDADES 2012-13:

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• 12 PROYECTOS DE INVESTIGACION 2011-2013

• 15 CONVENIOS MARCO DE COLABORACION: FRANCIA, URUGUAY, ECUADOR,

MÉXICO, USA, GUATEMALA, EL SALVADOR, COLOMBIA,ESPAÑA, PORTUGAL, ARGENTINA,

ENTRE OTROS.

• 3 PUBLICACIONES EN LIBROS (2012).

• +40 PUBLICACIONES EN REVISTAS INTERNACIONALES INDEXADAS (2012 A LA FECHA).

• +25 PUBLICACIONES EN OTROS DOCUMENTOS (MEMORIAS).

• PARTICIPACION EN +50 ACTIVIDADES NACIONALES E INTERNACIONALES.

• PARTICIPACION EN 9 REDES: BIONNA, NANODYF, NANOANDES Y RELANS.

• 10 ESTUDIANTES DE GRADO Y POSGRADO.

• 3 PROYECTOS DE INNOVACION: CREACION DE EMPRESAS Y PLANTA PILOTO.

• Programa de BECAS institucionales CeNAT a partir del II-2013.

• Premio Samuel Stupp a la innovación 2014.

Creación de la planta piloto para procesos de innovaciónProducción de biocombustibles.

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Reactor químico para condiciones supercríticas

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Proyecciones a 2015 Fortalecimiento de las vinculaciones existentes.

Procurar nuevas vinculaciones.

Proyectos FEES.

Proyectos internacionales.

Participación en actividades nacionales e internacionales: PROGRAMA “HACIA UNPLAN NACIONAL DE DESARROLLO SOSTENIBLE DE LA NANOTECNOLOGIA ENCOSTA RICA PNDN”.

CREACIÓN DEL “NODO CENTROAMERICANO Y DE EL CARIBE PARA EL ANALISISCRISTALOGRAFICO DE MATERIALES”.

Publicaciones

Certificaciones ISO: análisis térmicos

Actividades:

◦ III Congreso Nacional en nanotecnociencia 2014.

◦ III Congreso CA en El Salvador en nanotecnociencia 2014.

◦ II Conferencia Latinoamericana sobre Bibliotecas y Repositorios Digitales 2013.

◦ PASI 2013-NANOANDES COSTA RICA 2013

Continuar el equipamiento.