Cómo nanotecnología maximiza el área de superficie

La diminuta naturaleza de nanopartículas resultados en algunas características útiles, tales como una mayor superficie a la que otros materiales puede unir en formas que hacen de materiales ligeros más fuertes o más. En la nanoescala, el tamaño sí importa cuando se trata de cómo las moléculas reaccionan ante y el vínculo con la otra.

Un pedazo de material a granel (por ejemplo, una zanahoria) contiene trillones de átomos. Sólo una pequeña parte de sus átomos están en la superficie. Si se corta una zanahoria en 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, usted ha aumentado 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 mayor porción de los átomos en la superficie.

El aumento de la superficie con nanopartículas.
El aumento de la superficie con nanopartículas.

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 de un material explosivo y oxígeno pueden interactuar en lo que se llama una reacción exotérmica, la generación de calor. Cuando está contenido el calor, lo que se sostenga en ráfagas, lo que resulta en una explosión.

Cuando se forma la sustancia explosiva de nanopartículas, el área de superficie aumentada hace que la reacción ocurra más rápido y produce una más potente explosión debido a que más de las moléculas están en contacto con el oxígeno.

Esta presencia de más átomos en la superficie de un material puede ser útil en varias aplicaciones, incluyendo las siguientes:

  • La mejora de electrodos utilizados en las baterías, resultando en una mayor capacidad de carga de tasa y el almacenamiento de la batería.

  • La mejora de catalizadores para disminuir la temperatura y la energía necesaria para ejecutar las reacciones químicas.

  • La mejora de explosivos mediante el aumento de la potencia generada por cantidades más pequeñas de materiales.


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