La Nanotecnología y Química de Materiales es un área científica y tecnológica compuesta, que busca trabajar los materiales desde nivel nanométrico hasta macroscópico, así como la descripción de sus propiedades físicas y químicas. Esta área está integrada por dos Líneas de Generación y Aplicación del Conocimiento (LGAC), las cuales, permitirán la formación de recursos humanos especializados, enriqueciendo el estado del arte con la generación de nuevo conocimiento. Actualmente, se trabaja y se cuenta con la productividad y experiencia dentro del NAB para soportar estas líneas.
LGAC I: Simulación y Desarrollo de Materiales Nanoestructurados
Esta línea de investigación pretende satisfacer las necesidades nacionales emergentes y urgentes de diseñar, simular y desarrollar materiales nanoestructurados y nanocompuestos necesarios para la mejora de los procesos y materiales empleados en las áreas de energía, sector metal-mecánico, minero, y ambiental, empatando con el PED 2010-2016 de incentivar la nanotecnología.
En el sector energético los nuevos materiales permiten una mayor eficiencia en las energías alternativas, como el aprovechamiento de energía solar, fotovoltaica, fotosíntesis artificial y biomasa, buscando la mitigación del cambio climático. Entre las aplicaciones más importantes de estos materiales se encuentra también el uso de fotocatalizadores y compuestos nanoestructurados para remediación de agua y suelo, aportando al mejoramiento del medio ambiente.
La generación de nuevos materiales nanoestructurados como como nanotubos, grafenos, fulerenos, zeolitas, nanoclústeres y otras nanopartículas, han tomado una relevante importancia en los campos industriales. Es necesario obtener propiedades específicas como degradación, alta resistencia al desgaste y reforzamiento de nanocompuestos metálico cerámico y poliméricos utilizados en el sector energético, estas propiedades son solicitadas en la exploración y perforación de yacimientos, en las líneas de conducción como las que se tienen en el sur del Estado de Durango, y en el triángulo energético Coahuila, Nuevo León y Tamaulipas.
Mediante la simulación computacional de materiales nanoestructurados se permitirá el aprovechamiento y optimización de recursos tanto naturales como materiales, al predecir sus propiedades físicas y químicas. Por otro lado, la simulación y análisis de procesos químicos y termodinámicos podrían favorecer la competitividad de los diversos sectores industriales de la Región consolidados y emergentes. El trabajo de investigación de esta línea será pionero en el campo de la nanotecnología en el Estado coadyuvando al despunte de empresas con esta orientación en la entidad.
LGAC II: Desarrollo y Aplicación de Materiales Avanzados
El objetivo de esta línea, es impulsar el aprovechamiento de los recursos minerales, así como otros materiales metálicos y no metálicos.
La minería es una de las actividades industriales que mayor incidencia provoca sobre el medio ambiente y la calidad de vida de la población afectada.Entre los problemas más comunes asociados a la actividad minera podemos citar: las limitaciones en la recuperación de valores con interés económico en los procesos de beneficio y tratamiento de minerales, altos costos de energía, reúso de agua y grandes volúmenes de residuos sólidos.
Las limitaciones referidas tienen su origen en la alteración de las propiedades físicas y químicas de los materiales y minerales y por lo tanto, son susceptibles de mejora si se realizan estudios básicos y aplicados, haciendo uso de la química de materiales desde la síntesis hasta la caracterización y tratamiento. El estudio y análisis físico químico permitirá entonces la mejora de procesos de beneficio y tratamiento de minerales impactando en la competitividad del sector minero.
La química de materiales también atiende problemas mediante el reciclado y/o transformación para obtener nuevos productos con propiedades y aplicaciones específicas, tales como polímeros biodegradables, materiales compuestos, la encapsulación en materiales cerámicos y poliméricos y la obtención de productos de valor agregado.