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2. ¿Cómo se hace lo nano? Diseño y síntesis

Mónica Lucía Álvarez-Láinez

Franklin Jaramillo Isaza

2.1 Introducción

Al descubrirse que en la escala nanométrica la proporción de átomos que hay en la superficie de un material es mucho más alta con respecto a la de su interior, para el desarrollo de la nanotecnología ha sido esencial encontrar la manera de lograr la síntesis o la elaboración de nanomateriales. Es por eso que este capítulo se dedica a presentar los principales métodos de síntesis de nanomateriales, en tanto el estudio de nuevas propiedades y aplicaciones es posible solo cuando estos son sintetizados en las dimensiones, la forma, la estructura y la composición química deseadas.

Para producir nanomateriales se han diferenciado dos métodos o enfoques: la reducción de tamaño y el autoensamble[1], que se describen a continuación:

1. Reducción de tamaño o top-down: se basa en imitar la naturaleza. El proceso de fabricación se inicia con materiales grandes, y luego su estructura se miniaturiza hasta alcanzar la escala nanométrica. Es el tipo de nanotecnología más frecuente en la actualidad.

2. Autoensamble o bottom-up: inicia con una estructura nanométrica sobre la cual se da un proceso de montaje o anclaje que da lugar a una estructura de mayor tamaño. Este proceso es conocido como nanotecnología molecular. Con este método, desarrollado por el investigador K. Eric Drexel, se pueden obtener tamaños más pequeños que con el top-down.

En este capítulo se presentan los métodos más relevantes para obtener nanomateriales teniendo en cuenta la dimensionalidad de los nanoobjetos; se exponen los mecanismos para fabricar películas delgadas, nanotubos, nanoalambres, nanofibras y nanopartículas; y se hace además una pequeña aproximación a la fabricación de materiales nanoestructurados, tales como los nanocompuestos, y a un proceso de miniaturización, como lo es la nanolitografía.

2.2 Fabricación de películas delgadas

La nanotecnología basada en películas delgadas es un nuevo alcance para diseñar, fabricar o modelar nanorrecubrimientos. Una película delgada es una capa de material que puede abarcar desde unos pocos nanómetros (monocapa) hasta varias micras de espesor. Las películas delgadas están siendo utilizadas para fabricar dispositivos fotovoltaicos de alta eficiencia (celdas solares) para aprovechar la energía solar. Los nanorrecubrimientos constituyen un mercado en expansión, ya que a partir de estos se pueden fabricar recubrimientos duros en herramientas de corte y superficies antimicrobianas de fácil limpieza y autolavables, que son usados en las industrias del empaque de alimentos y de los fármacos.

Las películas delgadas pueden ser obtenidas mediante un proceso de deposición, el cual se consigue a partir de la modificación de los cuatro estados de la materia: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Los procesos de deposición más relevantes para fabricar películas delgadas de alta calidad vienen acompañados de alto vacío o de ultra alto vacío (10-10 atm), y generalmente permiten un control muy homogéneo de las propiedades físicas y químicas resultantes. Estos procesos pueden ser físicos, químicos o fisicoquímicos[2]:

• Métodos físicos: evaporación térmica o deposición física en fase de vapor (pvd) y epitaxia de haces moleculares (mbe).

• Métodos fisicoquímicos: pulverización catódica (en inglés, sputtering), plasma y procesos térmicos de formación.

• Métodos químicos en fase de vapor: deposición química en fase de vapor (cvd), deposición química metalorgánica en fase de vapor (movpe), epitaxia de haces moleculares químicos (cbe) y epitaxia en fase de vapor (vpe).

• Métodos químicos en fase líquida: electrodeposición, epitaxia en fase líquida (lpe), doctor blade, impresión en tinta y técnicas de centrifugación, etc.

Por medio de estas técnicas es posible producir una gran variedad de materiales, a partir de elementos metálicos, aleaciones complejas, óxidos metálicos y tierras raras, entre otros.

2.3 Fabricación de nanoestructuras cuasiunidimensionales

La fabricación de sistemas de una dimensión, o cuasiunidimensionales, como los nanoalambres (en inglés, nanowires), las nanovarillas (en inglés, nanorods), los nanotubos o las nanofibras, son muy estudiados actualmente, debido a la gran variedad de propiedades que presentan y a su atractivo para la creación de nuevas aplicaciones. La principal diferencia entre estas estructuras es la relación longitud (L) / diámetro (D) (L/D).

2.3.1 Nanoalambres

Los nanoalambres, llamados también nanohilos, suelen ser fabricados a partir de materiales inorgánicos, especialmente metálicos, anisotrópicos y de diámetros nanométricos pero con una gran área superficial. Debido a la densidad de sus estados electrónicos, se espera que los nanoalambres posean propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas diferentes a las que tienen los materiales de origen en masa (3-D)[1].

Su fabricación se basa en la síntesis a partir de plantillas (en inglés, templates). Las plantillas suelen tener poros de tamaños nanométricos, espaciados para formar redes bidimensionales con una forma predeterminada, los cuales se llenan con el material deseado[3]. Dependiendo de la plantilla y de la interacción entre el material de soporte y el del que se quiere hacer el alambre, se pueden obtener alambres sólidos o huecos (nanotubos)[4]. Las plantillas usadas generalmente son fabricadas a partir de membranas porosas de alúmina, nanocanales de vidrio, películas de mica o membranas poliméricas con poros hechos a partir del bombardeo de iones (track-etch).

Las membranas porosas de alúmina se producen a partir de la anodización de láminas de aluminio en soluciones ácidas[5-6]. La formación de poros ocurre de manera ordenada y con tamaños uniformes entre 10 y 200 nm, con una densidad de poros de 109 y 1011 poros/cm2[1]. Otras membranas muy utilizadas son las poliméricas, en las cuales una película de espesores entre 6 y 20 nm es bombardeada con iones que producen poros con la densidad deseada, de tamaños homogéneos y distribución aleatoria. Los polímeros para la fabricación de estas membranas son policarbonato y poliéster, y están disponibles comercialmente.

El crecimiento de nanoalambres en la plantilla puede hacerse mediante un proceso de inyección o por deposición electroquímica.

El proceso de inyección se utiliza cuando se usan materiales con bajo punto de fusión y la plantilla presenta alta resistencia mecánica (como las de alúmina), ya que el material es inyectado en estado líquido, a alta presión. Los nanoalambres metálicos de bismuto, indio, estroncio y aluminio, así como los semiconductores de selenio, telurio y estroncio de galio, entre otros, son fabricados por medio de esta técnica[1].

La deposición electroquímica, o electrodeposición, de un material en los poros se consigue a partir de cubrir una de las superficies de la membrana polimérica con una película metálica, y de usar esta como cátodo. Se han fabricado nanoalambres de cobre, oro, plata y platino por medio de esta técnica[3]. Uno de los cuidados que hay que tener con esta técnica es asegurarse de que la membrana sea químicamente estable en el electrolítico, para evitar la formación de grietas y defectos. Las técnicas de cvd y pvd también están siendo utilizadas hoy en día para fabricar nanoalambres. En ese caso, se utiliza sílica mesoporosa como plantilla[7].

Además de los nanoalambres se pueden encontrar nanovarillas. La principal diferencia se encuentra en el valor de la relación L/D. En los nanoalambres no hay límites para la longitud, así que los valores de esta relación son del orden de 1.000, mientras que para las nanovarillas los valores de longitud son más limitados, y la relación L/D es del orden 0,1-0,3.

2.3.2 Nanotubos

Los nanotubos de carbono, un tipo particular de nanotubos o nanoalambres huecos, suelen ser estructuras cónicas o cilíndricas compuestas por una o varias capas de grafeno. Estos nanotubos son materiales mucho más rígidos y resistentes que el acero y que el diamante, ya que presentan altos módulos de elasticidad y de resistencia en tensión. Su desempeño mecánico se debe al tipo de hibridación sp2 que se produce entre los átomos de carbono individuales; además, tienen una densidad de 1,33-1,4 g/cm3 (la sexta parte del acero) y una conductividad térmica de 6.000 W/m K. Esta geometría de cilindro hace que posea una simetría axial y genera un comportamiento metálico o semiconductor en el material[8].

Existen diversas técnicas de fabricación de nanotubos de carbono, tales como la descarga de arco, la ablación láser y los procesos catalíticos en fase de vapor; sin embargo, la más prometedora desde el punto de vista económico es la que se hace a partir de la cvd[9]. Los nanotubos se pueden producir de dos maneras: entrelazados o con orientación aleatoria. Muchas investigaciones centran sus esfuerzos en alinear los nanotubos de un modo preferencial[10]. Los métodos para producirlos se pueden clasificar en dos categorías: orientación durante el crecimiento o técnicas de post-síntesis.

Los nanotubos de carbono se pueden encontrar de dos maneras: de única pared y de múltiple pared. Como de única pared se entienden los conformados por una lámina de grafeno; tienen un diámetro alrededor de los 1-2 nm y una longitud que puede ir desde unas micras hasta unos pocos milímetros. Los de múltiple pared se pueden entender como un arreglo de varios cilindros concéntricos, que presentan diámetros entre 5-50 nm y longitudes de unas pocas micras. El espacio entre dos nanotubos adyacentes es de aproximadamente 3-4 Å[8].

Este tipo de nanotubos han sido objeto de diversos estudios debido al gran número de aplicaciones que presentan, ya que poseen alta dureza, son muy ligeros y tienen propiedades electrónicas que los hacen pasar de semiconductores a conductores, entre otros.

2.3.3 Nanofibras

Las nanofibras tienen diámetros del orden de 50-500 nm y una relación L/D similar a la de los nanoalambres; la diferencia con estos es que las nanofibras son flexibles y fabricadas con materiales orgánicos. Existen diferentes maneras de fabricar nanofibras, en las cuales el principal reto es alcanzar diámetros homogéneos y procesos continuos. En la figura 2.1 se exponen estos procesos[11].

Figura 2.1 En este diagrama se presentan cinco de las técnicas más usadas para producir fibras. Cuando el proceso cumple con cada uno de los requerimientos mencionados a la derecha, se usa el símbolo de aval (√); cuando no, se marca equis (x)

Considerando que las nanofibras poliméricas son susceptibles de ser modificadas superficialmente, modificando así sus propiedades fisicoquímicas y mecánicas, estas se convierten en materiales promisorios en aplicaciones médicas (ingeniería de tejidos, vestiduras para heridas, administración de medicamentos), en la fabricación de productos de higiene (servilletas, toallas y paños de limpieza absorbentes), en la industria de medios filtrantes (nanofiltración, membranas de intercambio y sistemas de absorción y adsorción) y en la elaboración de textiles inteligentes (sensores) y de recubrimientos multifuncionales.

En la actualidad, la técnica más atractiva para fabricar nanofibras es el proceso de electrohilado,5 cuyos tres componentes principales son: una fuente de alto voltaje, un tubo capilar con pipeta o aguja de diámetro pequeño, y una pantalla colectora metálica. En este proceso se emplea alto voltaje para crear un chorro cargado eléctricamente de una solución polimérica o de un polímero fundido, contenido en un capilar o una aguja. Este chorro sale de una aguja acoplada a una jeringa, y antes de alcanzar la pantalla colectora el chorro se solidifica y se convierte en una fibra, la cual es recogida sobre el colector como una red de pequeñas fibras interconectadas[12-13].

La configuración más sencilla de un proceso de electrohilado se describe en la figura 2.2, en el cual se tienen, como electrodo, la solución polimérica o el polímero fundido, y la pantalla colectora, que generalmente posee un polo a tierra. El campo eléctrico se ejerce entre el final del tubo capilar (boquilla o jeringa), que contiene el fluido adherido a la punta de la aguja, gracias a la tensión superficial, y el colector.

Figura 2.2 Configuración general de un proceso de electrohilado simple con jeringa

Cuando la intensidad del campo eléctrico se incrementa, la superficie semiesférica del fluido en la punta de la aguja se estira y forma una figura cónica, conocida como el cono de Taylor. Al incrementar el campo eléctrico aún más, se alcanza un punto crítico en el que las fuerzas electrostáticas de repulsión y atracción superan la tensión superficial, y el chorro cargado de fluido es expulsado de la punta del cono de Taylor. El chorro de solución polimérica que se expulsa experimenta una inestabilidad, por la acción del campo eléctrico creado entre la punta del capilar y la pantalla colectora. La inestabilidad hace que se forme un hilo largo y fino gracias a la elongación. En el mismo momento en que se forma el hilo de solución, el solvente se evapora dejando atrás una fibra polimérica cargada. Para el caso del electrohilado de polímeros fundidos, el chorro expulsado se solidifica cuando viaja a través del aire[14]. Así, dependiendo de las condiciones del proceso, las fibras obtenidas pueden ser hilos lisos, en forma de grumos o una combinación de ambos. Por supuesto es deseable que el polímero se presente en forma de hilos después del electrohilado.

La mayoría de las aplicaciones del electrohilado se han desarrollado a partir de polímeros disueltos en solventes debido a que las condiciones de este proceso son más simples en comparación con el uso de polímeros fundidos. La disolución del polímero y el electrohilado convencional se llevan a cabo a temperatura ambiente y a presión atmosférica[14-15]. En la figura 2.3 se muestran algunas fibras fabricadas con esta técnica.

Figura 2.3 Imágenes sem de fibras de poliimida al 15 % en peso, obtenidas por electrohilado

Fuente: Lasprilla.[18]

El hilado electrostático de polímeros fundidos se debe llevar a cabo a elevadas temperaturas, y procurando una condición de vacío en el tubo capilar y en la pantalla colectora, lo que hace que esta configuración sea más compleja[16]. Una de las ventajas de tal variación de la técnica respecto a la que emplea una solución polimérica consiste en que no es necesario buscar un solvente apropiado para el polímero[17].

2.4 Estrategias generales y métodos de síntesis para la obtención de nanopartículas (bottom-up)

Como ya se explicó brevemente en la introducción de este capítulo, existen dos estrategias para obtener nanomateriales: de arriba hacia abajo (top-down) y de abajo hacia arriba (bottom-up) (ver figura 2.4). En el caso de las nanopartículas, en la primera estrategia se “rompe” el material de interés en partículas más finas mediante métodos generalmente de molienda; sin embargo, se utilizan también técnicas como la de grabado, mediante ataque químico y litografía. El problema en el caso de la fragmentación de partículas es que no se logran tamaños homogéneos, y se genera entonces una alta distribución de tamaños y de formas que no contribuyen a tener materiales con propiedades controladas; además, pueden surgir defectos cristalográficos y el deterioro en la estructura cristalina.

Figura 2.4 Estrategias generales para obtener nanopartículas. De arriba hacia abajo (top-down) y de abajo hacia arriba (bottom-up)

Fuente: Adaptada de Waseda y Muramatsu[19]. Las formas cúbicas y esféricas son arbitrarias, y simplemente son usadas para ejemplificar los materiales en volumen, las partículas, los átomos y los agregados o clústeres.

La segunda estrategia para obtener nanopartículas es de abajo hacia arriba (bottom-up), en donde los átomos, moléculas o iones se ensamblan para generar nanoestructuras de mayor tamaño. En este caso, el control sobre la morfología, el tamaño y su distribución, los defectos y la composición química es mucho mayor. Las técnicas más empleadas en la solución o dispersión son la precipitación y el método hidrotermal, las microemulsiones, el método sol-gel, el método del poliol y la descomposición de compuestos organometálicos, entre otras.

Varios de estos métodos, como la precipitación de un sólido desde una solución, se pueden explicar por medio de la teoría clásica de la nucleación, planteada por LaMer y Dinegar en 1950[20]. Aunque esta teoría fue inicialmente propuesta para algunos soles en particular, sigue siendo muy útil desde el punto de vista conceptual, para ayudar a entender el mecanismo de crecimiento de las partículas separando las etapas de nucleación, crecimiento y agregación, que son críticas a la hora de obtener partículas monodispersas. En la figura 2.5 se muestra un esquema representativo de este modelo.

Figura 2.5 Representación del diagrama LaMer-Dinegar para el crecimiento de las nanopartículas

Tal como se observa en la figura, las etapas críticas de crecimiento de las nanopartículas se dan de la 1 a la 3, donde se presenta la nucleación con el aumento significativo de la concentración del soluto. Luego de estas etapas aparece el crecimiento irreversible (etapa 4) de las nanopartículas, para finalmente generar agregados en la etapa 5.

En la etapa 1, de nucleación, la concentración de los precursores aumenta, desde la concentración inicial (normalmente diluida), hasta cuando se logra una concentración de saturación, y luego del inicio de la nucleación. Una vez se alcanza esta concentración, el sistema se torna heterogéneo y produce núcleos a partir de las colisiones de iones o de moléculas. En este caso, el proceso se considera reversible, y continuamente se forman y se disuelven núcleos. Una vez la concentración del soluto decrece hasta el límite de la concentración de nucleación 3, se inicia la etapa 4, de crecimiento. Es aquí donde realmente se forman nanopartículas estables y se entra en una zona de no reversibilidad. Finalmente, en la etapa 5, de agregación, estas partículas pueden aglomerarse entre sí para formar agregados de mayor tamaño de partícula. Con el fin de controlar el tamaño y la monodispersión de las partículas, se deben separar la nucleación y el crecimiento, y además prevenir la coagulación y posterior agregación de las partículas. Para lograr esto, se debe detener rápidamente la reacción en el momento en que se tenga el tamaño de partícula deseado en la etapa de crecimiento (normalmente enfriando la reacción súbitamente o retirando todas las condiciones de proceso), mantener la condición de saturación adicionando más reactivo y agregar compuestos que modifiquen y estabilicen la superficie de las partículas, de manera que se impida estéricamente su posterior crecimiento como ligandos orgánicos o inorgánicos. A continuación, se hace un resumen de los métodos más utilizados.

2.4.1 Precipitación y método hidrotermal

La precipitación química y el hidrotermal son dos de los métodos más sencillos. Se basan en la solubilidad de aniones y cationes en agua o en un solvente, a temperatura y presión controladas. Estos precursores reaccionan para formar partículas, cuyo crecimiento se puede manipular mediante el pH, la concentración y el control de la adición de los reactivos, la temperatura, la agitación y la presión.

2.4.2 Sol-gel

Este método, uno de los más versátiles, se basa en la reacción de hidrólisis y la condensación de alcóxidos metálicos o de sales metálicas, para producir óxidos u otros compuestos estables. Aunque entre los precursores más estudiados se incluyen los alcóxidos de silicio y de titanio, estos también pueden ser de zirconio o de aluminio, entre otros. En la figura 2.6 se muestran de manera simplificada los pasos que tienen lugar en la formación de nanopartículas a través de este método.

Figura 2.6 Reacciones simplificadas para la formación de óxido de silicio mediante sol-gel: a) hidrólisis, b) y c) condensación y d) que representa las partículas suspendidas en una red (gel) molecular que las estabiliza. Las nanopartículas se generan fundamentalmente en las etapas b y c

Por este método, la agregación de partículas disminuye, dado que las que se van formando continuamente durante el proceso quedan suspendidas en una red o gel que se forma durante el avance de la reacción; además de obtener partículas, también se pueden desarrollar películas fotoactivas, autolimpiantes y con propiedades ópticas especiales. Similar al caso de la metodología anterior, el tamaño de las partículas o películas depende de la reactividad de los alcóxidos, el pH del medio, la relación agua/alcóxido, la temperatura de reacción y la naturaleza de los solventes y aditivos. Variando estos parámetros del proceso se pueden obtener materiales con diferentes nanoestructuras y con una química superficial particular.

2.4.3 Método del poliol

Consiste en reducir un precursor metálico (normalmente una sal) mediante un polialcohol, que generalmente es un glicol (1,2-dioles) o un poliglicol. Gracias al alto punto de ebullición del poliol y a su alta constante dieléctrica, los metales pueden disolverse parcial o totalmente, y las reacciones se pueden llevar a cabo en un amplio rango de temperaturas (de 100 a 200 °C)[21]. El poliol cumple el papel de solvente y de agente reductor, y en muchos casos de estabilizante de las nanopartículas que se forman, las cuales por lo general son altamente monodispersas. El método se destinó inicialmente a la síntesis de nanopartículas de cobalto, cobre y níquel[22], pero en la actualidad se emplea también con una gran cantidad de nanopartículas metálicas e inclusive compuestas[23].

En la figura 2.7 se presenta una dispersión de nanopartículas de plata sintetizadas por este método.

Figura 2.7 Nanopartículas de plata de alrededor de 4 nm: a) imagen en tem y b) dispersión completa de las nanopartículas en hexano

Fuente: Ramírez y Jaramillo.[24]

2.5 Métodos de preparación de nanocompuestos

Los nanocompuestos son materiales6 en los que la fase dispersa es de escala nanométrica al menos en una de sus dimensiones. En este sentido, se ha buscado incorporar nanomateriales con materiales de diferentes morfologías, principalmente polímeros, con el fin de aumentar sus propiedades mecánicas y de modular sus propiedades funcionales (eléctricas/electrónicas, ópticas, térmicas, magnéticas, etc.). Dentro de esta familia de materiales, tanto las organoarcillas (arcillas modificadas con sales de amonio con colas orgánicas de relativo alto peso molecular) como las montmorillonitas han sido ampliamente estudiadas.

La figura 2.8 muestra la dispersión típica que se encuentra en este tipo de sistemas.

Figura 2.8 Conformación de un nanocompuesto de matriz polimérica: a) microcompuesto que conserva aún la separación de fases, b) nanocompuesto intercalado y c) nanocompuesto exfoliado. Los rectángulos alargados representan la arcilla cristalina; y las líneas curvas, la matriz polimérica

Para fabricar este tipo de nanocompuestos existen varios métodos de procesamiento, entre los que se destacan el mezclado en solución, la polimerización in situ y el mezclado físico por fusión, que se describen a continuación.

2.5.1 Mezclado en solución

Las nanopartículas son dispersadas en un solvente, generalmente por la modificación superficial de las partículas usando agentes de acoplamiento, o estabilizadas mediante surfactantes o agentes dispersantes. Estas, a su vez, se mezclan con el polímero en solución, y luego se retiran los solventes para obtener el nanocompuesto. En este método suele presentarse agregación de las nanopartículas, y no una buena distribución de estas.

2.5.2 Polimerización in situ

En este método, las nanopartículas (preferiblemente modificadas superficialmente) se mezclan con el monómero o con los monómeros en solución. Mediante la adición de un iniciador o de un catalizador de la reacción, se logra la polimerización, y las partículas quedan embebidas en la matriz polimérica. Con este método, las nanopartículas presentan mejor dispersión en la matriz, y generalmente se obtienen nanocompuestos con mejores propiedades.

2.5.3 Mezclado físico por fusión

Normalmente se aplica este método para polímeros termoplásticos. El mezclado físico por fusión se logra gracias a la mezcla previa del polímero con las nanopartículas, en una extrusora o mezcladora de torque controlado. En este caso, si se trata de poliolefinas, se puede emplear la técnica de extrusión reactiva mediante la incorporación al polímero de algunos compuestos reactivos de cola no polar y cabeza polar, para compatibilizarlo mejor con la fase dispersa inorgánica nanométrica. En otros casos, para preparar los nanocompuestos es posible contar con master batch (mezclas concentradas de polímeros / fases dispersas, comercialmente disponibles), que se pueden mezclar con polímeros vírgenes.

2.6 Nanolitografía

Este proceso se considera top-down, y es la transferencia de un patrón desde una plantilla o máscara hasta otro medio en el cual alguna dimensión lateral debe ser aproximadamente de 100 nm. Las técnicas convencionales suelen ser: grabado con haces de iones focalizados (fib), por ataque químico y en húmedo. Sin embargo, en la actualidad se están implementando nuevas técnicas para manipular objetos en la nanoescala y hacer nanofabricación. Algunos de los instrumentos para llevar a cabo esta nanomanipulación son tanto los microscopios de barrido por sonda (spm) como los de fuerza atómica (afm) y de barrido túnel (stm), con los cuales se pueden mover átomos, nanotubos de carbono, nanopartículas o cualquier objeto a escala nanométrica, que hacen posible grabar, escribir o imprimir[18].

En la tabla 2.1, se presentan las diferentes técnicas utilizadas para hacer litografía y fabricar nanoobjetos en 3D, la gran mayoría de ellas se basan en la industria de los circuitos integrados.

Tabla 2.1 Principales técnicas litográficas de nanofabricación

Técnicas litográficas	Tamaño mínimo	Rendimiento	Aplicaciones
Fotolitografía (impresión de contacto y proximidad)	2-3 μm	Muy alto	Diseño a escala, de laboratorio y producción de mems
Fotolitografía (impresión de proyección)	37 nm	Alto a muy alto (60-80 wafer/hr)	Productos comerciales y electrónica avanzada
Litografía suave	De unos pocos nanómetros (30 nm) a micras	Alto	Microfluídica
Litografía nanoimpresión	6-40 nm	Alto (>5 wafer/hr)	Bioelectrónica, biosensores, nanoalambres
Dip-pen	De unas pocas décimas de nm	Bajo a muy bajo	Bioelectrónica, biosensores, sensores de gas
Litografía por haz de electrones (eb)	≈20 nm	Muy bajo	Canales para microfluídica
Litografía por iones focalizados (fib)	<5 nm	Muy bajo

Fuente: Pimpin y Srituravanich.[25]

Como conclusiones generales, se puede establecer que los métodos para obtener nanomateriales se basan en varias técnicas avanzadas que se han convertido cada vez más en técnicas fundamentales y reconocidas para la manipulación física y química de la materia, las cuales permiten obtener nanomateriales con una variedad casi infinita de formas y topologías. Estas múltiples formas generan, a su vez, la posibilidad de imaginar múltiples oportunidades de aplicación.

Los conceptos fundamentales aquí establecidos se basan en dos estrategias generalizadas, conocidas como de arriba hacia abajo (top-down) y de abajo hacia arriba (bottom-up). Las técnicas descritas en este capítulo, en las que muchos de los principios fisicoquímicos antes conocidos se combinan con otros más nuevos y que han sido desarrollados precisamente por la necesidad de explorar el nanomundo, son solamente la ilustración de los métodos de fabricación más reconocidos; sin embargo, cada día surgen nuevas y novedosas formas o combinaciones de estos métodos para desarrollar y fabricar nanomateriales y nanoestructuras que aún son inimaginables.

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5 El término electrospinning se utiliza para referirse a la operación de hilado electrostático, o electrohilado.

6 Tradicionalmente se denominan materiales compuestos a los que están conformados de una matriz, una fase dispersa o refuerzo y una interfaz entre ambos componentes.