NANOCIENCIA

Por definición la Nanociencia es la parte de la Ciencia (Física, Química o Biología) que se encarga de estudiar los fenómenos naturales que suceden a escala nanométrica

Y qué significa escala nanométrica, muy sencillo, todo aquello que se puede medir en nanometros; un nanometro es la millonésima parte del milímetro, es decir:

1metro (m) = 103milímetros (1.000 mm) = 10micrometros o micras (1.000.000 μm) = 10nanometros (1.000.000.000 nm)

1nm =10-9m (0,000000001 m)

Para que os hagáis una idea una niña de cinco años puede medir un metro de altura, la línea con la que escribimos con lápiz en el papel mide un milímetro de grosor, un glóbulo rojo tiene unos seis u ocho micrómetros de diámetro y una molécula de hemoglobina unos diez nanometros. Los átomos son todavía más pequeños y se miden en Amstrongs (Å)

1Å = 10-10m (0,0000000001 m)

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Escala comparativa de las longitudes características entre el metro y 0,1 nanómetros. (gaiaciencia.com)

¿Para qué sirve estudiar cosas tan pequeñas que ni siquiera podemos ver?

Hay muchas respuestas a esta pregunta, la más evidente es para conocer de qué está formada la materia de los seres vivos y de el ambiente en el que viven. Toda la materia está formada por átomos que se agrupan para dar lugar a moléculas que forman los distintos sistemas materiales en la naturaleza. Estas moléculas forman parte del aire, del agua de los océanos y de los glaciares, de las rocas, de todos los productos manufacturados que fabrica el ser humano, de todos los seres vivos, de los alimentos…

En los seres humanos las moléculas se organizan en estructuras celulares microscópicas llamadas orgánulos que se agrupan para formar células. Éstas a su vez se unen para formar tejidos, que forman órganos que forman todos los aparatos y sistemas de los que estamos hechos. Así que comprender cómo somos hasta las moléculas y los átomos más pequeños de los que estamos hechos nos ha permitido conocer, por ejemplo, la causa de muchas enfermedades y sus tratamientos

Con respecto a la tecnología todos nos hemos beneficiado de los avances en las TIC que han ido reduciendo el tamaño y grosor de nuestros dispositivos electrónicos.

El primer ordenador Macintosh, lanzado en 1984 (wikipedia)
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Chromebook (wikipedia)

La Nanotecnología pretende revolucionar de nuevo no sólo el mercado de nuestros dispositivos, sino además crear nuevos materiales “inteligentes” o producir fármacos específicos y con menos efectos secundarios. Su objetivo es manipular la materia a escala molecular, en la que las leyes clásicas de la física y de la química que estamos acostumbrados a dominar a escala macro y microscópica, se ven alteradas por los efectos cuánticos que se producen a esta escala nanométrica. Así mover átomos o moléculas no es tan sencillo como mover una célula en un portaobjetos. Pero ya se pueden mover de forma dirigida átomos como podéis observar en el siguiente vídeo

Los científicos de IBM han hecho en este vídeo la película más pequeña del mundo en la que los actores son los átomos y en la que el premio no será un Óscar, sino que fue un premio Nobel, se titula: Un niño y su átomo

Se ha hecho utilizando un supermicroscopio, que pesa dos toneladas y opera a una temperatura de -268 ºC y que amplia los objetos colocados en una placa 100 millones de veces. Así se pueden fotografiar átomos aislados que se han manipulado fotograma a fotograma. Los átomos se mueven mediante una aguja muy fina en una superficie de cobre que atrae o repele a los átomos hacia una ubicación específica. Cada uno de sus fotogramas mide tan solo 45X25 nanometros

Parece un juego pero no lo es, ya que este tipo de tecnología permitirá mejorar los sistemas de almacenamiento de datos: la futura computación cuántica

Con respecto a los nuevos materiales seguro que todos habéis oído hablar del grafeno, esa sustancia formada por átomos de Carbono unidos entre sí formando láminas, de manera muy similar a como se unen para formar el grafito (un mineral exfoliable de color negro que empleamos para hacer la mina de los lápices), la diferencia es que una lámina de un átomo de espesor de grafeno es mucho más resistente que el acero (unas doscientas veces más resistente) y es muy poco denso (similar a la fibra de carbono). De hecho el grafito no es más que láminas superpuestas de grafeno que se mantienen unidas por enlaces débiles. En teoría podríamos fabricar grafeno casero si pintamos en un papel con un lápiz y con un trozo de celo intentamos despegar una fina capa de grafito. El grafeno además es flexible, transparente y tiene una buena conductividad térmica y eléctrica, además es capaz de generar electricidad al ser alcanzado por la luz. Todas estas propiedades son ideales para usar el grafeno en circuitos integrados, para generar materiales tecnológicos como los nanotubos de carbono que suponen un gran avance en los dispositivos electrónicos al aumentar la velocidad de las transmisiones, para fabricar pantallas táctiles flexibles, etc. Su principal problema es la producción que es muy limitada para obtener grandes muestras de grafeno

En el laboratorio hemos podido comprobar que hay otros materiales que muestran propiedades peculiares, como los fluidos ferromagnéticos o la arena mágica que no se moja. También hemos aprendido lo que son los polímeros como el Silly Putty, en este caso se trata de un polímero de silicona tratado con ácido bórico, que tiene unas propiedades peculiares. Es viscoelástico, eso significa que es un fluido no newtoniano, se comporta como un líquido aunque su aspecto es el de un sólido: su viscosidad varía con la temperatura y dependiendo de la tensión cortante que le aplica. Se modela con facilidad especialmente si se aplica calor, puede llegar a fluir y rebota si se lanza contra una superficie, aunque puedes partirla en trozos si se golpea con fuerza. Se creó de manera accidental intentado encontrar un nuevo material sustituto de la goma en los Estados Unidos en los años cuarenta del siglo XX

File:Silly putty dripping.jpg

¿Podríamos modificar mediante nanotecnología las propiedades de este material? Bueno podríamos proporcionarle por ejemplo propiedades magnéticas si no mezclamos con nanopartículas imantadas y fijaros en la siguiente noticia ya se ha intentado mezclar grafeno con esta masilla para obtener un material extraordinariamente sensor

https://www.elespanol.com/ciencia/investigacion/20161209/176983271_0.html

En el laboratorio vamos a crear nuestro propio material no newtoniano: Slime casero con cola blanca de polivinilo, bicarbonato sódico y líquido de lentillas que contiene bórax, emplearemos colorantes para teñir nuestra masilla

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A partir de este sencillo experimento vamos a variar las condiciones experimentales: cantidades, ingredientes y condiciones de la reacción química para obtener slime más o menos viscoso, transparente, perfumado o comestible. Realizaremos una valoración de las propiedades finales de nuestras masillas y  contrastaremos nuestras hipótesis de partida

Recuerda un polímero es un compuesto químico de gran masa molecular formado por la unión de muchas unidades denominadas monómeros y que son compuestos químicos más sencillos que se repiten. La polimerización es una reacción química de unión de monómeros para formar polímeros. Hay muchos polímeros naturales como el almidón o el caucho.

El Acetato de polivinilo (PVA) es un polímero sintético presente en productos como colas y pegamentosEl bórax es una sal que se emplea en detergentes y desinfectantes como el líquido de lentillas

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En la reacción química de formación de nuestra masilla o slime el bórax va a permitir la formación de nuevos polímeros ya que va a mantener unidas las cadenas de PVA mediante unos enlaces denominados puentes de hidrógeno. Así las propiedades de este nuevo polímero van a cambiar. Entre estas cadenas quedan retenidas también moléculas de agua que proporcionan elasticidad, por eso si se deja al aire la masilla se endurece. El bicarbonato sódico se añade para facilitar la reacción química estabilizando las cadenas

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Esta es la página web del Instituto de Nanociencia de Aragón para que pertenece a la Universidad de Zaragoza y que desde 2003 se dedica a la investigación en I+D+i en Nanociencia

http://ina.unizar.es/es/

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Blog del taller científico

A lo largo de este trimestre los alumnos del aula de desarrollo de capacidades han realizado una serie de experiencias en el laboratorio.

Las actividades realizadas y brevemente explicadas así  como algunas imágenes de las mismas las hemos recogido en un blog al que puedes acceder fácilmente pinchando aquí

Buen trabajo chicos!!

 

Taller Científico

Comenzamos con mucha ilusión un nuevo curso en el aula de desarrollo de capacidades, nuestro objetivo es acercar a los alumnos al maravilloso mundo de la ciencia y despertar en ellos el interés por el conocimiento de las  diferentes disciplinas científicas.

El programa y las actividades previstas para el primer cuatrimestre en  el curso de 3º, os lo dejo en el siguiente enlace :   programa

Para los que os guste la fotografía. ahí os dejo dos  bonitas imágenes de nuestra sustancia más preciada el agua:

_MG_8328-51

 

_MG_8340-58

¿Cuál os gusta más? …

Micro-poemas

Tomando como punto de referencia los poemas de Ajo, los alumnos de 2º de Desarrollo de Capacidades han escrito sus propios micro poemas y les han dado vida con la ayuda de la aplicación GoAnimate.
Aquí, un par de ejemplos:
<a href="http://sofia vera carmen by GRUPO2 INGLES2 on GoAnimate
https://goanimate4schools.com/player/embed/0MnVcRTvXkcA“>

y
<a href="http://join by GRUPO1 INGLES on GoAnimate
https://goanimate4schools.com/player/embed/0NhK0udNhoUI“>

LECTURAS CIENTÍFICAS DE VERANO PARA ALUMNOS Y ALUMNAS DE SECUNDARIA

Se acerca el verano y con él disponemos de más tiempo libre para disfrutar de la lectura. A continuación os propongo una serie de libros sobre Ciencia para este verano. Algunos son obras de ficción relacionada con la Ciencia y otros son de Divulgación científica. Todos están especialmente recomendadas para niños/as y adolescentes

HASTA EL INFINITO Y MÁS ALLÁ: MATI Y SUS MATEAVENTURAS, Clara Grima y Raquel García de la editorial S.L.U. Espasa Libros, 2013

Si te gustan las matemáticas y tienes más de 10 años, este libro está hecho para ti. También te recomiendo que pruebes otras historias matemáticas en este magnífico blog: Mati y sus Mateaventuras http://pequenoldn.librodenotas.com/matiaventuras/ , donde puedes disfrutar de las historias de Clara Grima y los dibujos de Raquel García

LA PUERTA DE LOS TRES CERROJOS, Sonia Fernández-Vidal de la editorial S.A. La Galera, 2011

Novela para todas las edades a partir de los 10 años dónde se mezclan conceptos básicos de Física Cuántica con una gran historia fantástica

NADA PURA 100%, Javier Saez Castán de la editorial Anaya, 2011

Un libro sobre una extraña sustancia denominada Nada ¿te atreves a averiguar de qué esta hecha?

LA MAGIA DE LA REALIDAD: PEQUEÑA HISTORIA DE LA CIENCIA, Richard Dawkins de la editorial Espasa Juvenil, 2011

Un buen libro de divulgación que nos enseña a ser críticos, para todas las edades

EL DIABLO DE LOS NÚMEROS: UN LIBRO PARA TODOS AQUELLOS QUE TEMEN A LAS MATEMÁTICAS, Hans Magnus Enzensberger de la editorial Las Tres Edades, 2012

Recomendado para aquellas mentes inquietas de más de 10 años, que sin embargo tienen miedo de las matemáticas

 

EL LADRÓN DE CEREBROS: CIENCIA PARA TODOS, Pere Estupinya de la Editorial Debate, 2016

El protagonista del libro se infiltra en los mejores laboratorios y centros de investigación del mundo para contarnos todos sus secretos científicos

MI FAMILIA Y OTROS ANIMALES, Gerald Durrell de Alianza Editorial, 2010

Un clásico de la literatura de divulgación científica juvenil, apto para todos los amantes de la naturaleza

Desde este enlace podéis acceder a alguna recomendación más

http://www.parqueciencias.com/educacion-formacion/recursos/biblioteca-mediateca/libros-recomendados.html

En cualquier caso y te guste la rama de la Ciencia que te guste: Lee, explora, busca según tus intereses, enrólate navegando en algún blog de divulgación… Entrena tu mente, ella te lo agradecerá

Y no te olvides de jugar, ni de nadar, ni de reír, ni de viajar…

“El que lee mucho y anda mucho, ve mucho y sabe mucho”. Miguel de Cervantes Saavedra