La nanotecnologia ens aporta unes propietats i unes característiques que permeten obtenir productes i aplicacions sorprenents.
Així, per exemple, gràcies a nanopartícules com el TiO2 o el SiO2 podem obtenir superfícies autonetejables o samarretes que no es mullen, mitjançant el fenomen de la superhidrofobicitat.
També podem trobar aplicacions en el sector cosmètic, amb cremes solars transparents i més eficients o nanopartícules que alliberen principis actius a la carta, com fan alguns tractaments antienvelliment.
Altres aplicacions les trobem en temes relacionats amb tractaments d’aigua, on amb una simple cantimplora podem obtenir aigua potable, o filtres especials per eliminar metalls altament contaminants.
Ens trobem en els inicis de tota una revolució imparable.
Superhidrofobicitat
Una substància hidrofòbica no és miscible amb l’aigua, això fa que quan es diposita una gota sobre una superfície hidrofòbica l’angle de contacte de la superfície amb l’aigua sigui superior a 90°. En el cas del material superhidrofòbic, aquest angle de contacte és superior a 150°.
La superhidrofobicitat impedeix que la superfície es mulli, ja que la gota no es queda adherida a la superfície, sinó que rodola sobre ella. Aquesta propietat també és anomenada efecte flor de lotus, ja que la fulla d’aquesta planta presenta, a escala nanomètrica, unes estructures de cristalls de cera de mida nanomètrica que impedeixen que la fulla es mulli o es taqui.
1-“I si no es mulla?”
Després d’un dia de pluja, sortim al bosc i tornem amb les vambes brutes com les de la imatge. Com ho podríem resoldre?
Amb aquesta activitat es pretén presentar un material quotidià, que es tracta de manera, que la seva superfície queda recoberta d’una fina capa nanomètrica que canvia les seves propietats.
Els i les alumnes disposen de dos retalls de roba de cotó, un comptagotes, un recipient amb aigua i un esprai amb líquid superhidrofòbic. És important fer una observació acurada dels dos retalls (com estan fets, de quin material, com reaccionen al mullar-se, què passa quan es mullen…). Respecte a l’esprai també s’hauria de fer una predicció sobre el seu contingut i la seva utilitat. Per últim, i centrant l’atenció en l’interacció entre la tela i el líquid, caldrà pensar que canviaria si tractem un dels trossos de roba (el blau) amb el líquid superhidrofòbic. Per acabar , es pot proposar al grup que dissenyin un experiment per comprovar les seves prediccions. Per respondre a la pregunta «Què passa?» es pot oferir la possibilitat de fer un petit vídeo, ja que l’efecte és molt espectacular.
Per saber-ne més:
http://neofronteras.com/?p=470
https://www.youtube.com/watch?v=HF4blivJQ6o
També és pot fer una analogia utilitzant un globus d’aigua i les plaques de l’activitat “What do you feel in the bag?“. Com hem comentat anteriorment, aquest efecte és el que es produeix en la superfície de la fulla de lotus, en la quan les nanoestructures de la seva superfície li confereixen la propietat de repel·lir l’aigua.
2- “I si l’aigua no s’escola?”
Un altre ús dels materials superhidrofòbics és la sorra de la qual ens parla l’article «Sorra nanotecnològica impermeable per crear un desert verd».
L’objectiu d’aquesta proposta és adonar-se de les aplicacions que pot tenir la nanociència en la vida quotidiana i buscar d’altres usos potser més propers als infants. Es proposa la lectura de l’article «Sorra nanotecnològica impermeable per crear un desert verd» i a partir de la comprensió del text, buscar respostes a la pregunta «Imagina d’altres usos pel SP-HFS 1609 tot donant per convèncer a possibles compradors».
Per saber-ne més:
http://www.nisenet.org/sites/default/files/catalog/uploads/1627/MagicSand_Worksheet_May10.pdf
Filtració
1-“Com la podem fer potable?”
Cada any moren, al món, moltes persones degut a la ingesta d’aigua contaminada. Una de les solucions per aquest problema consisteix en la filtració. Els i les científiques estan investigant l’aplicació de nanotubs de carboni per millorar l’eficàcia dels filtres.
La nanofiltració és el procés pel qual es fa passar l’aigua a traves d’una membrana de forma que es produeix una separació basada en la mesura de les partícules. En el cas dels nanotubs de carboni, el tamany dels porus és, aproximadament, d’1 nanòmetre. Els nanofiltres poden eliminar sediments, bacteris, virus, substàncies tòxiques, com l’arsènic, i impureses.
Sovint, quan anem d’excursió, trobem rètols com aquest.
El repte que es proposa als infants és “Com podríem aconseguir fer potable aquesta aigua?” . Per resoldre’l necessitaran respondre algunes preguntes i cercar informació. En el següent esquema trobareu una possible manera d’enfocar aquesta recerca.
Per saber-ne més:
http://www.muyinteresante.com.mx/salud-y-bienestar/filtro-nanomembranas/
Protectors solars
1- “Quin em protegeix millor?”
L’estudi amb nanopartícules ha fet possible desenvolupar compostos que presenten una gran capacitat per absorbir la radiació ultraviolada. Les cremes per la protecció solar amb nanopartícules de diòxid de titani i òxid de zinc permeten una major protecció i, en ser transparents, són estèticament més atractives.
Per entendre el funcionament de les cremes solars i la diferència entre les que tenen o no nanopartícules en la seva composició, es proposa l’anàlisi de les següents imatges.
 |
 |
| Crema solar sense nanopartícules | Crema solar amb nanopartícules |
Amb el material de la maleta també es
pot establir una analogia entre la realitat, les imatges i els models amb boles de poliestirè expandit.
Si enfoquem la llanterna per la part de dalt de la caixa, en el cas de les boles més grans es poden veure els raigs de llum si mirem per sota. En repetir l’acció, en la caixa de boles petites, no veurem la llum, la qual cosa vol dir que els raigs no traspassen el material.
