Compartimos el vídeo NANOINVENTUM creado para PRECIPITA
https://www.youtube.com/watch?v=uP5DyfRoscU
Maletín NanoExplora
Maletín NanoExplora
Maletín elaborado por el CESIRE en colaboración con J.Díaz-Marcos de la Universidad de Barcleona (CCITUB/IN2UB). Enlace web aquí
A continuación, encontraréis traducidos los recursos del maletín.
Inicio
La nano-ciencia es la parte de la ciencia, que estudia los fenómenos
observados en estructuras extremadamente pequeñas, trabajando entre 1 y 100
nanómetros (¡un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro!). La
organización en estructuras nanométricas confiere a las sustancias y materiales
un comportamiento diferente y propiedades inesperadas.
La nanotecnología es aquella tecnología que manipula estructuras (átomos y moléculas principalmente) a escala nanomètrica.
La nanotecnología es aquella tecnología que manipula estructuras (átomos y moléculas principalmente) a escala nanomètrica.
La ciencia, la ingeniería y la tecnología en la nanoEscala están conduciendo a nuevos conocimientos e innovaciones que afectan a muchos aspectos de nuestra vida cotidiana y que se están convirtiendo en una verdadera revolución.
La nano-ciencia y la nanotecnología ya forman parte de nuestra sociedad y
del futuro más próximo de la humanidad, pero también pueden comportar unos
costes y riesgos que afecten nuestras vidas de una manera que no siempre
podemos predecir.
https://www.theguardian.com/what-is-nanohttps://blogs.uprm.edu/nanodays/files/2008/03/nanodays-espanol.pdf
http://nanoinventum.blogspot.com/2017/03/cuando-una-imagen-vale-mas-que-mil.html
http://nanoinventum.blogspot.com/2017/03/nanotecnologia-sabias-que.htm
Mapa de progresión de aprendizajes
Los mapas de progresiones
de aprendizaje los podemos definir como modelos educativos sobre cómo se espera
que evolucionen las ideas y formas de pensar de los estudiantes sobre un
concepto o tema determinado a medida que avancen en sus estudios (Talanquer,
2013).
Proceso de aprendizaje
Observar el comportamiento diferente de dos superficies aparentemente
iguales, el cambio en el tiempo de reacción de dos pastillas efervescentes o la
variedad de colores de las soluciones de nano partículas de oro, puerta al
alumnado a hacerse preguntas que los ayuden a entender los fenómenos. Este es
el primer paso del proceso de aprendizaje. A menudo la pregunta inicial es
difícil de responder, es en este momento en que la maestra tendrá que ayudar al
niño a mirarse el fenómeno desde otra perspectiva y formularse preguntas
investigables.
Antes de empezar la busca, hace falta que el alumnado haga predicciones
razonadas. El proceso de buscar la respuesta en las preguntas formuladas puede
variar mucho, desde un trabajo experimental, una busca en libros o en internet,
una conversación, una entrevista con un experto, lectura de artículos … Los
niños tienen que poder dar una respuesta a la cuestión inicial que sea
razonada, a partir de contrastar las predicciones iniciales, los resultados de
la investigación y el modelo teórico. Al acabar, se tendrán que plantear
situaciones diferentes en las cuales, el alumnado tenga que aplicar los
conocimientos realizados.
Los maestros tendrán que hacer una gestión de aula donde la comunicación,
el hacer y el pensar se den simultáneamente, donde se promocione el trabajo
cooperativo, donde el alumnado se sienta seguro para poder expresar libremente
sus ideas y en la cual la evaluación sirva para regular el aprendizaje.
http://www.cosce.org/pdf/Informe_ENCIENDE.pdfhttps://www.tresorderecursos.com/blank-50
1. Un mundo invisible
Las propiedades de los materiales se pueden explicar en base a su
estructura, es decir como son y cómo se ordenan las partículas que los forman.
Estas estructuras solo las podemos ver con aperos de nanotecnología. En esta
actividad os podréis hacer una idea de qué es la escala nano.
“?”
Las cuatro situaciones que se plantean en estas tarjetas tienen el objetivo de iniciar el tema de la nanotecnología, posando a los niños en situaciones donde puedan expresar sus ideas y empezar a hacerse una imagen de las dimensiones en que se mueve esta ciencia.
La actividad se puede plantear a partir de una conversación, pero hacer dibujos, llevar objetos… ayudaría a visualizar cada una de las situaciones.
Las cuatro situaciones que se plantean en estas tarjetas tienen el objetivo de iniciar el tema de la nanotecnología, posando a los niños en situaciones donde puedan expresar sus ideas y empezar a hacerse una imagen de las dimensiones en que se mueve esta ciencia.
La actividad se puede plantear a partir de una conversación, pero hacer dibujos, llevar objetos… ayudaría a visualizar cada una de las situaciones.
“Cuántos cm mesura? Y cuántos nanómetros?”
Este reglo ayuda los niños a hacer comparaciones entre las unidades de medida que utilizan con más asiduidad y los nanómetros. A la vez, los permite hacerse conscientes de la pequeñez de un nanómetro.
Se puede empezar a mesurar partes del cuerpo (la mano, el dedo, la muñeca…) u objetos del aula (lápiz, mesa, goma…). Pueden jugar a adivinar el que medida un determinado objeto utilizando nanómetros en lugar de cm.
Este reglo ayuda los niños a hacer comparaciones entre las unidades de medida que utilizan con más asiduidad y los nanómetros. A la vez, los permite hacerse conscientes de la pequeñez de un nanómetro.
Se puede empezar a mesurar partes del cuerpo (la mano, el dedo, la muñeca…) u objetos del aula (lápiz, mesa, goma…). Pueden jugar a adivinar el que medida un determinado objeto utilizando nanómetros en lugar de cm.
“What do you feel in the bag?“
Esta actividad tiene como objetivo entender el funcionamiento de un microscopio de sonda próxima (SPM).
Los SPM permiten a los y las investigadoras obtener imágenes de objetos
medibles en nanómetros y angstroms (décimas de nanómetros). Funciona del mismo
modo de como un ciego “voz”, es decir palpando la superficie con una sonda muy
afilada y generando una imagen 3D de la superficie.
Se puede iniciar la sesión formulando la pregunta: ¿Cómo podríamos saber
que hay a la bolsa si no podemos mirar dentro?
A partir de las respuestas, se propone a los niños, meter la mano en la
bolsa y dibujar o modelar el que creen que hay dentro. Después se compara el
dibujo o representación hecha con el objeto una vez fuera de la bolsa.
Para relacionar esta actividad con el microscopio de sonda próxima, se plantea la lectura de un pequeño texto en inglés y la interpretación de la imagen ligada al texto («DIYNano» 2016. pag 35)
Para relacionar esta actividad con el microscopio de sonda próxima, se plantea la lectura de un pequeño texto en inglés y la interpretación de la imagen ligada al texto («DIYNano» 2016. pag 35)
“Pon orden! “
El objetivo de este juego es ordenar las tarjetas segundo la medida real de
las imágenes. Convendría que los niños hicieran un primer intento solamente
mirando las imágenes, para después comprobar si la distribución es correcta a
partir de la medida (en nanómetros) que aparece detrás de cada tarjeta.
Se ha intentado presentar imágenes reales, pero en el caso de la molécula
de azúcar, la hemoglobina y los glóbulos rojos, son representaciones. Si se
cree conveniente, se pueden retirar del juego.
2.
Más
pequeño pero más…
La diferencia de propiedades debida a la medida de las nano-partículas se
puede explicar por el aumento de superficie en relación a un mismo volumen, la
diferente interacción con la luz con partículas de diferente medida, y el
efecto predominante de las fuerzas entre partículas enfrente a otras fuerzas
como la gravedad. Las actividades propuestas os permitirán simular estos
efectos, y observar las diferentes coloraciones de nano-partículas dispersas en
agua.
“Cómo conseguirías que la reacción
fuera más rápida?”
Para responder a esta pregunta, el alumnado puede proponer diferentes experimentos. En todo caso, en esta maleta se sugiere el siguiente:
Para responder a esta pregunta, el alumnado puede proponer diferentes experimentos. En todo caso, en esta maleta se sugiere el siguiente:
“Las cosas pequeñas se comportan de manera diferente?”
El objetivo de esta actividad es volver a constatar que las estructuras nanométricas
se comportan diferente. En este caso se trata de relacionar la fuerza de la
gravedad con la tensión superficial. En el caso de la taza pequeña la tensión
superficial, que está relacionada con las fuerzas de interacción entre
partículas, es mayor a la fuerza de la gravedad y, por lo tanto, el agua no
caerá (se tienen que tener las manos y la tacita muy secas).
Se podría empezar con la taza grande, observando qué pasa y después animar
el alumnado a formular predicciones respecto de la taza pequeña. Una vez
comprobado el comportamiento del agua en cada una de las situaciones, los niños
y las niñas tendrían que proponer posibles explicaciones.
¿Para responder a la pregunta «Por
qué pasa?»
, se tendría que considerar que la rapidez con que se produce la reacción
aumenta al aumentar la superficie de contacto, por lo tanto, cuanto mayor sea
esta más rápidamente se producen las reacciones. En el caso de la pastilla
desmenuzada se favorece que se disuelva en agua, y en solución, hay mayor
facilidad para la interacción. Se propone hacer una analogía comparando las
superficies del cubo grande transparente (pastilla entera) y de los 8 cubos
pequeños (pastilla desmenuzada).
«Para jugar con las nano ciencia y tecnología» Jordi Diaz. Grupo Quark. Ed Zacatecas 2016.
«Para jugar con las nano ciencia y tecnología» Jordi Diaz. Grupo Quark. Ed Zacatecas 2016.
“Sí hay la misma cantidad de agua y nanopartículas de
oro… Como es que vemos colores diferentes?”
Para responder esta pregunta, los niños tendrían que construir una imagen mental de la orden, la medida y los agrupamientos de las nanopartículas de oro, que es diferente en cada tubo
Para responder esta pregunta, los niños tendrían que construir una imagen mental de la orden, la medida y los agrupamientos de las nanopartículas de oro, que es diferente en cada tubo
Al tubo de color
rojo, le corresponde la imagen de las partículas de 25 nm.
Al tubo de color
verde, le corresponde la imagen de las partículas de 50 nm.
Al tubo de color
amarillento, le corresponde la imagen de las partículas de 100 nm.
3. Posibilidades sorprendentes
La nanotecnología nos aporta unas propiedades y unas características que
permiten obtener productos y aplicaciones sorprendentes.
Así, por ejemplo, gracias a nano-partículas como el TiO2 o el SiO2 podemos
obtener superficies autonetelimpiables o camisetas que no se mojan, mediante el
fenómeno de la superhidrofobicidad.
También podemos encontrar aplicaciones en el sector cosmético, con cremas
solares transparentes y más eficientes o nano-partículas que liberan principios
activos a la carta, como hacen algunos tratamientos antienvejecimiento
Otras aplicaciones las encontramos en temas relacionados con tratamientos
de agua, donde con una simple cantimplora podemos obtener agua potable, o
filtros especiales para eliminar metales altamente contaminantes.
Nos encontramos en los inicios de toda una revolución imparable.
Superhidrofobicidad
Una sustancia hidrofóbica no es miscible con el agua, esto hace que cuando
se deposita una gota sobre una superficie hidrofóbica el ángulo de contacto de
la superficie con el agua sea superior a 90°. En el caso del material superhidrofòbico,
este ángulo de contacto es superior a 150°.
La superhidrofobidad impide que la superficie se moje, puesto que la gota
no se queda adherida a la superficie, sino que rueda sobre ella. Esta propiedad
también es denominada efecto flor de loto, puesto que la hoja de esta planta
presenta, a escala nanométrica, unas estructuras de cristales de cera de medida
nanométrica que impiden que la hoja se moje o se manche.
1- “Y si no se moja?”
Después de un día de lluvia, salimos al bosque y volvemos con las bambas
brutas como las de la imagen. ¿Cómo lo podríamos resolver?
Con esta actividad se pretende presentar un material cotidiano, que se
trata de manera, que su superficie queda recubierta de una fina capa nanométrica
que cambia sus propiedades.
Los y las alumnas disponen de dos recortes de ropa de algodón, un
cuentagotas, un recipiente con agua y un espray con líquido superhidrofóbico.
Es importante hacer una observación cuidadosa de los dos recortes (como están
hechos, de qué material, cómo reaccionan al mojarse, que pasa cuando se
mojan…). Respecto al espray también se tendría que hacer una predicción sobre
su contenido y su utilidad. Por último, y centrando la atención en la
interacción entre la tela y el líquido, habrá que pensar que cambiaría si
tratamos uno de los trozos de ropa (el moratón) con el líquido superhidrofóbico.
Para acabar, se puede proponer al grupo que diseñen un experimento para
comprobar sus predicciones. Para responder a la pregunta «Que pasa?» se puede
ofrecer la posibilidad de hacer un pequeño video, puesto que el efecto es muy
espectacular.
Para saber más:
http://www.nisenet.org/sites/default/files/catalog/uploads/2008/05/3066/lotuseffect_worksheet_may10.pdfPara saber más:
http://neofronteras.com/?p=470
https://www.youtube.com/watch?v=HF4blivJQ6o
También se puede hacer una analogía utilizando un globo de agua y las
placas de la actividad “What do you feel in the bag?“. Cómo hemos comentado
anteriormente, este efecto es el que se produce en la superficie de la hoja de
loto, en la cuando las nanoestructuras de su superficie le confieren la
propiedad de repeler el agua.
2- “Y si el agua no se cuela?”
Otro uso de los materiales superhidrofóbicos es la arena de la cual nos
habla el artículo «Arena nanotecnológica impermeable para crear un desierto
verde».
El objetivo de esta propuesta es darse cuenta de las aplicaciones que puede
tener la nanociencia en la vida cotidiana y buscar otros usos quizás más
próximos en los niños. Se propone la lectura del artículo «Arena nanotecnológica
impermeable para crear un desierto verde» y a partir de la comprensión del
texto, buscar respuestas en la pregunta «Imagina otros usos por el SP-HFS 1609
todo donante para convencer a posibles compradores».
Para saber más:
Filtración
1-“Como la podemos hacer potable?”
1-“Como la podemos hacer potable?”
Cada año mueren, en el mundo, muchas personas debido a la ingesta de agua
contaminada. Una de las soluciones por este problema consiste en la filtración.
Los y las científicas están investigando la aplicación de nanotubos de carbono
para mejorar la eficacia de los filtros.
La nanofiltración es el proceso por el cual se hace pasar el agua a trabas de una membrana de forma que se produce una separación basada en la medida de las partículas. En el caso de los nanotubos de carbono, el tamaño de los poros es, aproximadamente, de 1 nanómetro. Los nanofiltros pueden eliminar sedimentos, bacterias, virus, sustancias tóxicas, como el arsénico, e impurezas.
A menudo, cuando vayamos de excursión, encontramos letreros como este.
La nanofiltración es el proceso por el cual se hace pasar el agua a trabas de una membrana de forma que se produce una separación basada en la medida de las partículas. En el caso de los nanotubos de carbono, el tamaño de los poros es, aproximadamente, de 1 nanómetro. Los nanofiltros pueden eliminar sedimentos, bacterias, virus, sustancias tóxicas, como el arsénico, e impurezas.
A menudo, cuando vayamos de excursión, encontramos letreros como este.
El reto que se propone a los niños es “Como podríamos conseguir hacer
potable esta agua?” . Para resolverlo necesitarán responder algunas preguntas y
buscar información. En el siguiente esquema encontraréis una posible manera de
enfocar esta investigación.
Protectores solares
1- “Qué me protege mejor?”
El estudio con
nanopartículas ha hecho posible desarrollar compuestos que presentan una gran
capacidad para absorber la radiación ultravioleta. Las cremas por la protección
solar con nanopartículas de dióxido de titanio y óxido de zinc permiten una
mayor protección y, al ser transparentes, son estéticamente más atractivas.
Para entender el
funcionamiento de las cremas solares y la diferencia entre las que tienen o no
nanopartículas en su composición, se propone el análisis de las siguientes
imágenes.
Con el material de
la maleta también se uede establecer una
analogía entre la realidad, las imágenes y los modelos con bolas de
poliestireno expandido.
Si enfocamos la
linterna por la parte de arriba de la caja, en el caso de las bolas más grandes
se pueden ver los rayos de luz si miramos por debajo. Al repetir la acción, en
la caja de bolas pequeñas, no veremos la luz, lo cual quiere decir que los
rayos no traspasan el material.
4.
Tomar decisiones
Los materiales nanos cada vez son más presentes en nuestro día a día.
Presentan ventajas, pero hay que hacer un uso responsable y utilizarlos en la
medida en que los beneficios sean mayores a los riesgos que en principio puede
suponer la carencia de estudios de efectos a largo plazo o de una legislación
adaptada a los nuevos conocimientos.
En esta actividad vosotros seréis los protagonistas en la toma de
decisiones basada en la ciencia y la ética.
1- “Tú decides”
Esta actividad, desarrollada por la Red NISE, tiene como objetivo fiero consciente
al alumnado de los nuevos conocimientos e innovaciones que, el desarrollo de la
nanocència, puede aportar a nuestra sociedad.
Pero el camino que sigan las investigaciones también dependen de los
valores y las necesidades de la sociedad. Tenemos que conocer los riesgos, la
utilidad, los costes y los beneficios para poder tomar decisiones.
Material por la realización de la actividad:
2-“Nanodilemas”
En esta web se plantea un situación muy habitual que, la utilización de nanopartículas, puede resolver fácilmente…pero qué consecuencias puede tener la decisión tomada?
En esta web se plantea un situación muy habitual que, la utilización de nanopartículas, puede resolver fácilmente…pero qué consecuencias puede tener la decisión tomada?
3- “Para conversar”
5. Y ahora te toca a ti!
Nanoinventum es un proyecto que se enmarca dentro de las actividades del Festival de nanotecnología 10alamenos9, y propone a los alumnos diseñar un nanorobot que pueda solucionar algún problema actual.
La propuesta de trabajo de Nanoinventum se basa en las siguientes etapas:
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