Com és de petit un nanòmetre?
Podem trobar nanomaterials i nanoestructures en la nostra vida quotidiana?
Quina és la principal característica dels nanomaterials i nanoestructures?
Endinsat en el nanomón i descobreix per què la mida importa!
Els nanomaterials i les nanoestructures no són un invent humà, la natura n’és plena.
Com en molts altres casos, els humans hem buscat maneres d’imitar-la per desenvolupar productes i materials amb propietats interessants. Molts d’aquests nanomaterials i productes nanotecnològics ja es troben al nostre dia a dia, d’altres estan a punt d’arribar. Descobreix-los!
Estudieu amb deteniment els dos escenaris i trobeu quines tecnologies hem desenvolupat imitant la naturalesa.
Ajusteu-vos el cinturó i prepareu-vos per viatjar fins a l’escala nanomètrica! Descobriu com són les coses que ens envolten quan les mirem molt de prop.
Cada zoom del vídeo suposa un salt d’una potència de 10 en l’escala de mesura, des del metre, o el mil·límetre, fins a arribar als nanòmetres (unitats amb les quals es poden mesurar molècules i alguns àtoms). A mesura que ens apropem podem apreciar les micro i nano estructures que no veiem a simple vista.
El més petit que pot veure una persona que mesura 1,7x100 metres d’alçada és just una mica més petit que un òvul (1,2x10-4 metres). Si imaginem ara que la persona encongeix fins a la mida d’una formiga, i mantenim aquesta proporció entre la mida de la persona i la mida de l'objecte més petit que pot veure, què serà el més petit que veurà?
I si la persona fos tan petita com l’àcar de la pols (3x10-4 metres)?
Fem ara el viatge contrari. Imagineu que una persona s’expandeix fins a la mida de la Terra (1,27x107 metres; 12.700 kilòmetres). Què és el més petit que podria veure?
Una balena blava (30 metres) és 30 vegades més gran que una rafflesia (1 metre), la flor més gran del món. Però, què és 30 vegades més petit que una rafflesia?
Si una girafa (6 metres) és aproximadament mil vegades més gran que una llavor de gira-sol (7x10-3 metres; 7 mil·límetres). Què és mil vegades més petit que una llavor de gira-sol?
Ara et toca a tu! Quines relacions pots calcular? Comparteix-ho amb la resta de la classe.
La radiació és l’emissió d’energia en forma d’ones.
Les ones de ràdio, les microones o la llum visible formen part de la “radiació electromagnètica”. Segons com siguin d’energètiques les ones seran més grans o més petites. Això, ho mesurem amb la “longitud d’ona” i, com veieu a la imatge, ho fem en metres.
By Inductiveload, NASA
Algunes de les radiacions de l’espectre es troben a l’escala macro, com les ones de ràdio o les microones, i d’altres a escala nano, com la llum visible o l’ultraviolat. Aquesta particularitat és molt important a l’hora d’estudiar, per exemple, com interacciona la llum visible amb partícules o estructures de mida nanomètrica.
Quins elements de l’interactiu tenen mides similars a les longituds d’ona de les diferents radiacions?
Atenció!
Pels Raigs gamma no trobareu cap element. Amb una longitud d’ona de 10-12 tenen una mida similar a la del nucli atòmic.
Si dividim un sòlid en dues parts, estarem augmentant la seva àrea superficial sense modificar-ne el volum total. Llavors, podem dir que, per a un mateix volum, com més petits siguin els bocins del sòlid més àrea superficial hi haurà.
Els materials de mida nano es caracteritzen per tenir molta superfície específica. Però, què és exactament aquesta magnitud? Matemàticament, la definim de la següent manera:
Els nanomaterials ofereixen una àrea superficial gran per a volums petits de material sòlid. La superfície específica també es pot definir com (Àrea / pes).
Manipuleu el cub de Rubik i exploreu com funciona la relació superfície-volum.
Augmentar la superfície específica és de gran importància en camps com la catàlisi. Generalment, els catalitzadors serveixen per augmentar la velocitat de les reaccions químiques. En alguns casos, això ho fan proporcionant una superfície en la qual es pugui donar la reacció. Llavors, com més superfície específica tingui el catalitzador, més superfície de contacte tindrà i millor funcionarà.
Com més petit sigui el material hi haurà més àtoms a la superfície. Llavors, la majoria dels seus electrons quedaran a la seva superfície augmentant la reactivitat (cal tenir en compte que els àtoms a la superfície tenen més energia).
Quantes vegades us heu quedat sense alè mentre inflàveu un globus? I si una reacció química ho pogués fer enlloc que nosaltres?
Descobreix com fer-ho i com aconseguir que aquesta reacció sigui més ràpida modificant la superfície específica de la matèria.
Feu un llistat amb les paraules i conceptes nous que esteu aprenent.
Ah! I assegureu-vos que compreneu bé el seu significat perquè després els haureu d’incloure en la vostra obra de teatre. A mesura que aneu completant els diferents apartats de Nanoeduca podeu anar fent créixer el llistat.
Comença un llistat amb les possibles aplicacions del vostre prototip tenint en compte les propietats de les nanopartícules (per ex. accelerar una reacció o interaccionar amb la llum amb una finalitat determinada).
I esteu atents/tes! De seguida estudiarem les nanopartícules d’or. Podeu anar fent créixer el llistat!
Com es deu veure el món des del punt de vista d’una nanopartícula? I a sobre d’una fulla de la Flor de Lotus? Com és el color blau si tens la mida del color blau?
Para molta atenció i fes un llistat amb les formes, estructures i propietats que tenen a veure amb els nanomaterials. Seran la teva inspiració per dissenyar la teva peça de NanoArt!