Transcript Queretaro-2011\Presentación 28 - Dr. Leonardo Morales CNYN

Centro de Nanociencias y
Nanotecnología
Campus Ensenada de la UNAM
Historia
El Laboratorio de Ensenada del Instituto de Fisica (LE-IFUNAM)
se fundó en 1981 y abrió sus puertas en 1984.
Las dos áreas principales fueron:
Física Experimental:
• Análisis de superficies, AES,XPS,LEED
• Caracterización de la Microestructura, TEM
• Métodos ópticos
Física Teórica
• Sistemas de baja dimensionalidad
• Física estadística
• Clusters metálicos
En 1998 se transformó en Centro de
Ciencias de la Materia Condensada.
En 2008 pasó a ser el Centro de
Nanociencias y Nanotecnología
Visión
Ser una institución líder en México con
reconocimiento internacional en
investigación y educación en el área de
estudios a la nanoescala.
Ser un centro multidisciplinario dedicado a la investigación científica,
tecnológica y la educación, de fenómenos que ocurren a la nanoescala
Suministrar educación y entrenamiento multidisciplinario a jóvenes e
ingenieros interesados en desarrollar una carrera en nanociencias.
Promover el uso de la nanotecnología para el desarrollo económico
proveyendo a la industria con nuevas tecnologías sustentables
Ser un centro de entrenamiento, asesoría y servicios en nanotecnología para
la industria.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Académicos
 38 investigadores, 14 técnicos académicos,
7 posdocdorados, 25 administrativos
 Categorías UNAM: Asoc. C (3), Tit A (15),
Tit. B (9) and Tit C (11).
 39 miembros del SNI, 10 nivel 3, 12 nivel 2,
17 nivel 1.
 PRIDE: 16 (D), 25(C), 8(B), PAIPA (3)
Logros
 Grupos reconocidos de investigación
 Instrumentación de alto nivel
 Líderes de grupos.
 >120 posgraduados desde 1984, 75 D y 48
MC.
 En 2010: 80 inscritos en posgrado
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Departamentos de Investigación

Física Teórica

Nanostructuras

Materiales Avanzados

Fisicoquímica de Nanomateriales

Nanocatálisis

Bionanotecnología (futuro cercano)
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Líneas de investigación





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


Modelamiento y simulación de la estructura y
propiedades de los nanomateriales
Nanoelectrónica, espintrónica y electrónica
molecular.
Ferroelectricidad
Interacción de la luz con la materia
Nanocatálisis, fotocatálisis y adsorción
Caracterización de la nanoestructura y la superficie
de los nanomateriales
Producción y aplicación de materiales
nanostructurados
Diseño y construcción de equipo y dispositivos con
resolución nanométrica
Nanobiotecnología, biocatálisis, evolución dirigida,
partículas virales, ingeniería metábólica.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Principales proyectos financiados por CONACYT
MONTO
PROYECTO
117373
RESPONSABLE
NOMBRE DEL PROYECTO
DESARROLLO DE CATALIZADORES SOPORTADOS PARA LA
PRODUCCIÓN
SERGIO FUENTES MOYADO
APROBADO
VIGENCIA
INICIO
TÉRMINO
66,290,384
29-Jan-10
28-Jan-13
2,600,000
7-May-09
6-May-12
2,550,000.
17-Feb-10
16-Feb-13
DE COMBUSTIBLES DE ULTRA BAJO AZUFRE
79062
ESTUDIO DE PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE
NANOPARTÍCULAS
NINA BOGDANCHIKOVA
DE ORO Y PLATA PARA APLICARLAS EN CATÁLISIS, MEDICINA Y
TRATAMIENTO DE
AGUA
102907
VITALI PETRANVSKI AFANASIEVNA
ESTUDIO EXPERIMENTAL Y TEÓRICO DE LOS CÚMULOS
METÁLICOS Y
SEMICONDUCTORES EN
ZEOLITAS
60702
SERGIO FUENTES MOYADO
MATERIALES CATALÍTICOS INTELIGENTES PARA LA REDUCCIÓN
DE NOX
2,196,850
5-Oct-07
4-Dec-10
82503
JESÚS MARIA SIQUEIROS BELTRONES
CERÁMICAS Y PELÍCULAS DELGADAS FERROELÉCTRICAS Y
1,500,000
21-Oct-08
20-Oct-11
1,414,000
15-Oct-07
14-Oct-10
MAGNETOELÉCTRICAS
60351
ROBERTO MACHORRO MEJÍA
TOMOGRAFÍA ESPECTRAL DE PLASMAS TRANSITORIOS
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Equipamiento
Microscopio electrónico de transmisión
Ablación láser con
analisis de superficies
Microreactores catalíticos
Síntesis de nanomateriales
Difractómetro de rayos-X
Síntesis de materiales luminiscentes
Laboratorios
MS
STM
LEED
Caracterización de estructura superficial
Depósito de vapores químicos
Caracterización por fsisorción
Síntesis de ferroeléctricos
Proyectos de Nanotecnología
• Modelamiento y Simulación
– Adsorción de moléculas orgánicas en SiO2
– Nanoespintrónica
• Nanomateriales
–
–
–
–
–
–
Nanobioplata
Semiconductores en zeolitas
Nanoalambres mediados por DNA
Nanolubricantes de estado sólido
Nanostructuras luminiscentes
Nanorodillos semiconductores
• Equipo y dispositivos con resolución nanométrica
– Microscopio de Efecto Túnel
– Reactor electroquímico con STM, temperatura variable y celda electrolitica
– Fuente electroquímica de yodo atómico
– Motores con resolución nanométrica
• Nanocatalizadores
– Biocombustibles
– Catalizadores nanoestructurados de tres vías
– Hidrodesulfuración de combustibles
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Formación de Recursos Humanos
Posgrados UNAM
•
Maestría y Doctorado en Ciencias Físicas
• Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales
Posgrado interinstitucional CICESE – UNAM
•Maestría y Doctorado en Física de Materiales
(80% de doctores egresados pertenecen al SNI),
Licenciatura en Nanotecnología
(prevista para iniciar en agosto 2011)
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Formación de Recursos Humanos
TESIS DE MAESTRÍA Y DOCTORADO ACUMULADAS
Hasta 2009
Maestria
Doctorado
90
80
75
70
66
60
54
50
57
78
79
68
81
67
60
56
49
48
44
40
39
36
35
30
30
20
21
24
25
27
28
31
39
32
10
0
Tasa elevada de crecimiento en maestrίa en los últimos 4 años.
En 2006-2009 se graduaron 13 estudiantes de Doctorado y 28 de Maestría
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Vinculación
• ThyssenKrupp-Mexinox, San Luis Potosί. Análisis químico de aceros
201C y 304.
• LEVITON, Ensenada. Caracterización de materiales de interés
tecnológico.
• ROSHFRANS, DF. Preparación de materiales para pruebas de carácter
industrial.
• Careplus, Tijuana. Análisis de polímeros.
• Hitachi, San José, CA. Convenio de colaboración académica.
• GreatBatch, Tijuana. Proyectos de investigación y formación de recursos
humanos.
• Navico, Ensenada. Selección de muestras piezoeléctricas.
• Thompson Displays Mexicana, Mexicali. Análisis de muestras, curso de
microscopía electrónica.
• Fábricas Monterrey, Ensenada. Análisis de microscopía.
• Schlage de México, Ensenada. Análisis de muestras.
• IQUIMSA, México. Análisis de muestras.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Colaboración internacional
• Universidad de California en San
Diego, Riverside, Santa Barbara y
Berkeley.
• Universidad de Texas en Austin,
El Paso y San Antonio
• Universidad de Barcelona y
Autónoma de Madrid
• Universidad de La Habana
• Universidad de Purdue
Universidad de Ohio
• Universidad Estatal de Arizona
• Universidad de Duke
• Institut de Recherches sur la
Catalyse et L’Environment
• Instituto de Catalisis de
Novorsibirsk
• Universidad de San Petersburgo
• Universidad de Tomsk.
• Universidad de Cambridge
• Hitachi
• Universidad China del Petróleo
de Quing Dao
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Cursos, asesorías, preparación de nanomateriales para las empresas
•Cursos cortos de capacitación y entrenamiento para la industria:
•Microscopía electrónica, de transmisión y barrido y análisis químico (EELS, EDS, Fluorescencia),
•Difracción de rayos-x, haz rasante, termodifracción,
•Espectroscopías UV-vis, FTIR, Raman,
•Catálisis y prevención de la contaminación atmosférica,
•Caracterización de superficies por espectroscopias electrónicas,
•Preparación de películas delgadas,
•Propiedades magnéticas, materiales ferromagnéticos y multiferroicos,
•Microscopía de efecto túnel, de fuerza atómica, nanoindentación,
•Métodos matemáticos,
•Nanociencias y nanotecnología.
•Técnicas de caracterización y métodos de evaluación de propiedades:
•TEM, SEM, EDS, PEELS, BET, XPS, AES, SIMS, STM, AFM Nanoindentación, Evaluación catalítica, Termodesorción, STMUV-vis,
FTIR, Raman, Catodoluminiscencia
•Síntesis de nanomateriales:
•Nanopartículas y nanoestructuras, metálicas, de óxidos, de nitruros, de sulfuros, carburos.
•Películas delgadas, Nanotubos de carbón, Clusters en zeolitas
•Asesoría a las empresas:
•Control de la contaminación, eliminación de COV’s, eliminación de CO, purificación de agua.
•Determinación de riesgo por radiación
•Tecnologías innovadoras que pueden ser escaladas a escala prototipo
•Equipos STM, Nanodispositivos, Nanotubos de carbón, Nanopartículas metálicas, Procesos, y métodos de síntesis de películas
delgadas, Nanocatalizadores para automóviles.
•Servicios técnicos,
•Diseño y construcción de equipo, instrumentos, cámaras de vacío, cámaras de crecimiento de películas delgadas, reactores
químicos, etc.
Desarrollo de un Polo en Nanociencias y
Nanotecnología
Campus Ensenada-UNAM
1. Licenciatura en Nanotecnología
2. Departamento de Bionanotecnología
3. Unidad de Nanocaracterización y Nanofabricación
4. Construcción de nuevas instalaciones
5. Programa Universitario NANO-UNAM
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Justificación
La nanotecnología detonará un nuevo
desarrollo tecnológico a nivel mundial
Se estima que en el año 2015 los productos
que incorporen desarrollos de la
nanotecnología contribuirán a la economía
global con un mercado de mil millones de
dólares anuales, lo cual generará dos millones
de empleos.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
1) Licenciatura en Nanotecnología
Semestres I - IV
Semestres V - VII
Sem VIII
Etapa disciplinaria
Etapa básica
Asignaturas
básicas
obligatorias
173 créditos
40 asignaturas
Física, matemáticas,
química, biología,
ingeniería
Asignaturas integradoras o profesionalizantes
Obligatorias
98 créditos
13 asignaturas
Etapa
terminal
2 asignat.
16 créditos
Etapa de especialización
Asignaturas (min. 50 créditos)
Nanobiotecnología, Nanotecnología
Ambiental, Nanoestructuras
3 grupos:
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Características del programa
•
Duración de la carrera: 8 semestres.
optativos (de un total de 106).
•
Formación básica multidisciplinaria (Física, Química, Biología y Matemáticas)
•
Formación en ingeniería
•
Cursos de matemáticas con taller de uso de software (paquetería MatLab)
•
Cursos de física + taller discusión y solución de problemas reales
•
Cursos de expresión oral y redacción en inglés y español
•
Balance entre teoría y práctica, cursos interdisciplinarios
•
Baja matrícula permite mejor selección (doble examen)
•
Tutor personal para cada alumno
287 créditos obligatorios y min. 50 créditos
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
2) Departamento de Bionanotecnologίa
Se busca una sinergia en el dominio en que convergen la investigación de
organismos biológicos y los nanomateriales, dos de las áreas que tienen mayor
expectativa de innovación en este siglo.
La interacción de bioingeniería, biocatálisis y nanociencias tendrá un profundo
impacto en la industria biotecnológica, médica y energética
Cambio de adscripción de un Grupo de Investigadores del IBT del
Campus Morelos al CNyN en el Campus Ensenada
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Enzimología
Nanomateriales
Nanobiocatálisis
Ingeniería de proteínas
3) Unidad de Nanocaracterización y
Nanofabricación.
Crear una Unidad de servicios de Nanocaracterización y Nanofabricación que
cuente con el equipamiento necesario para impulsar la investigación científica, el
desarrollo tecnológico, la formación de recursos humanos de alto nivel, la
innovación así como la capacitación del personal de las empresas.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Equipos de la Unidad de Nanocaracterización y Nanofabricación
•
Microscopio Electrónico de Transmisión y
Barrido (STEM) de alta resolución con
emisión de campo (FE), con capacidad de
realizar análisis de energía dispersada y de
pérdidas de energía (EDS, EELS) así como
realizar imágenes en tres dimensiones por
tomografía.
•
Microscopio Electrónico de Barrido (SEM)
de doble haz con haces enfocados, de alta
resolución para nanolitografía.
•
Equipo de nanoimpresión para la
construcción de nanodispositivos en
varias etapas.
•
Microscopio de Fuerza Atómica (AFM)
con microscopio óptico invertido, de alta
resolución, para muestras biológicas.
•
Equipo de análisis de superficies por
espectroscopía de fotoelectrones (XPS)
de alta resolución, con cámara de
tratamiento anexa.
•
Microscopio de tunelamiento de
electrones (STM) para trabajar a bajas
temperaturas
•
Difractómetro de rayos-x para películas
delgadas.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Programa NANO-UNAM
Objetivos
• Programa Universitario de la UNAM, para el desarrollo de las fortalezas en
Nanociencias y Nanotecnología, enfocado en cuatro áreas prioritarias:
Ciencias Agropecuarias, Biomedicina, Energía y Medio Ambiente.
• Utiliza la presente infraestructura e inversión en ciencia básica
• Crea nuevos currículos académicos y ramas de investigación multidisciplinaria
• Los conocimientos derivados en la ejecución del programa serán canalizados
para crear e incubar nuevas empresas y generar patentes.
• Vinculación científica y tecnológica con entidades tanto nacionales como en
USA, Europa y Asia.
• Divulgación del conocimiento de la nanotecnología y su impacto social.
Ernesto E. Marinero
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Proyecto de Certificación
Realizar análisis de FODA
Implementar las mejores prácticas en las funciones
sustantivas:
Investigación Científica
Formación de Recursos Humanos
Divulgación del Conocimiento
Vinculación con los Sectores Productivo y Social
Mejorar la eficiencia de los procesos
Disminuir los tiempos de ejecución
Obtener un mejor aprovechamiento de los recursos
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
Proyecto Nuevo Edificio
Proyecto Nuevo Edificio
Nanociencias
• Estudio de arreglos moleculares y estructuras < de 100 nm
• Fenómenos, propiedades y funciones dependientes del tamaño
Nanotecnología
Capacidad para medir/ controlar/ manipular sistemas en escala de
nanómetros
Una revolución científica-tecnológica, sustentada en la
capacidad de medir, manipular y organizar la materia a
escala nanométrica.
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA
! Muchas gracias por su atención!
CENTRO DE NANOCIENCIAS Y NANOTECNOLOGÍA