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Introdução à nanotecnologia Química Aplicada 1o bimestre – Aula 04 Ensino Médio 3a SÉRIE 2024_EM_B1_V1 O conhecimento científico e suas aplicações; Química aplicada; Nanociência e nanotecnologia. Analisar as aplicações e avanços da nanotecnologia, promovendo uma visão mais contemporânea da química aplicada. Conteúdo Objetivo 2024_EM_B1_V1 Objetivo: Compreender os Fundamentos da Metodologia Científica Analisar a Natureza da Química como Ciência. Habilidade: (EMIFCNT03) Selecionar e sistematizar, com base em estudos e/ou pesquisas (bibliográfica, exploratória, de campo, experimental etc.) em fontes confiáveis, informações sobre a dinâmica dos fenômenos da natureza e/ou de processos tecnológicos, identificando os diversos pontos de vista e posicionando-se mediante argumentação, com o cuidado de citar as fontes dos recursos utilizados na pesquisa e buscando apresentar conclusões com o uso de diferentes mídias. Lembrete: Diário de Bordo para usar em todas as aulas como anotações, reflexões... Observe as diferentes imagens dos equipamentos. O que podemos deduzir delas? Investigando Como você explica essas mudanças? 5 MINUTOS 2024_EM_B1_V1 Para começar Com a evolução da tecnologia, os equipamentos tecnológicos mudaram bastante. Os componentes que são encontrados em celulares, computadores, smartTVs, geladeiras, entre outros, têm apresentado tamanhos cada vez menores. Como você entende e explica essa necessidade e como isso tem impactado no cotidiano da população e no meio ambiente? Desafio do antes e depois Todos participam! Anotem no diário de bordo. 2024_EM_B1_V1 Para começar A nanotecnologia e a nanociência têm se mostrado cada vez mais relevantes no desenvolvimento de dispositivos tecnológicos que são amplamente utilizados por toda a população. Essas áreas de estudo se concentram na manipulação de materiais em escala nanométrica, ou seja, em dimensões extremamente pequenas, que variam de 1 a 100 nanômetros. Novos materiais 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Os organismos vivos foram os primeiros a desenvolver nanomateriais de forma natural. Um exemplo notável é o DNA, que contém sequências em escala nanométrica capazes de armazenar uma quantidade extraordinária de informações genéticas. Surpreendentemente, uma sequência de DNA com aproximadamente 0,3 nm de tamanho pode conter mais de 1 terabyte de informações. Essa notável capacidade de armazenamento em escala nanométrica ilustra o potencial dos nanomateriais, tanto na natureza quanto em aplicações tecnológicas. Nanomateriais naturais 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Professor, você pode fazer outras comparações, como por exemplo a equivalência 1 centímetro = 10.000.000 nanômetros Comparando dimensões de medida e alguns exemplos 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Professor, você pode fazer outras comparações, como por exemplo a equivalência 1 centímetro = 10.000.000 nanômetros 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Professor, você pode fazer outras comparações, como por exemplo a equivalência 1 centímetro = 10.000.000 nanômetros 1959 – Richard Feynman introduziu o conceito de nanotecnologia; 1980 – Os físicos Gerd Binning e Heinrich Rohrer criaram o microscópio de tunelamento; 1986 – Binning e Rohrer ganharam o prêmio Nobel da Física pela criação do microscópio de tunelamento. E os cientistas Richard Feynman Heinrich Rohrer Gerd Binning 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo A nanotecnologia pode ser definida como um conjunto de técnicas e procedimentos para a manipulação da matéria nanométrica, com o objetivo da produção de nanomateriais que possam ter variadas funcionalidades efetivas. Nanotecnologia E na química aplicada? Como esses conceitos e aplicações estão presentes no dia a dia das pessoas? Registre no diário de bordo Virem e conversem Continua... 2024_EM_B1_V1 Na prática A nanotecnologia envolve a manipulação e o controle de materiais em escala nanométrica, que são compostos por átomos e moléculas. A compreensão dos conceitos básicos da Química, como a estrutura atômica e molecular, são fundamentais para o estudo e desenvolvimento da nanotecnologia. Além disso, muitos materiais nanotecnológicos são compostos por elementos químicos específicos, como nanopartículas de ouro, prata, carbono, entre outros. A nanotecnologia 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo [...] a sociedade tem sido “invadida” pela nanotecnologia, uma vez que essa ciência pode ser aplicada nos mais diversos ramos. [...] A indústria de cosméticos também se utiliza de nanopartículas em filtros solares, por exemplo, que garantem a proteção contra raios UV e melhoram o aspecto do produto. O pesquisador dá destaque, também, para as possibilidades de uso da nanociência no tratamento da água, permitindo a remoção até de contaminantes solúveis. Medicina e eletrônica são outras áreas que fazem bons usos desses avanços científicos [...] * Saiu na mídia! 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo * Professor Koiti Araki, do Instituto de Química e pesquisador do Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia. A nanotecnologia tem sido aplicada em diversas áreas, como na medicina, na indústria alimentícia, na produção de energia, na indústria têxtil, na produção de cosméticos, entre outras. Isso se deve ao fato de que as propriedades dos materiais em escala nanométrica são diferentes das propriedades dos mesmos materiais em escala macroscópica. Por exemplo, as nanopartículas apresentam maior área superficial em relação ao seu volume, o que as torna mais reativas e com maior capacidade de interação com outras substâncias. Aplicação 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Eles podem ser condutores ou semicondutores, dependendo da disposição dos átomos de carbono em sua estrutura. O nanotubo condutor é altamente eficiente na transmissão de eletricidade, superando em até 1.000 vezes os fios de cobre utilizados atualmente. Já o nanotubo semicondutor, devido às suas dimensões reduzidas, pode ser utilizado para integrar circuitos eletrônicos refinados em objetos de dimensões mínimas. Nanotubos de carbono 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Biomimética ou biomimetismo Produção de tecidos sintéticos hidrofóbicos que reproduzem a característica da flor de Lótus, que também é hidrofóbica. 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Produção de tintas e superfícies hidrofóbicas e/ou autolimpantes 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Utilização em fármacos e cosméticos Cosmético convencional Nanocosmético 2024_EM_B1_V1 Foco no conteúdo Elabore de forma colaborativa um glossário com os principais termos trabalhados nesta aula e, em seguida, crie uma nuvem de palavras. Veja o exemplo: Glossário e nuvem de palavras Glossário: conjunto de termos de uma área do conhecimento e seus significados; vocabulário. Todo mundo escreve Registre no diário de bordo 2024_EM_B1_V1 Aplicando Analisamos as aplicações e avanços da nanotecnologia, promovendo uma visão mais contemporânea da química aplicada. 2024_EM_B1_V1 O que aprendemos hoje? DE QUÍMICA NO, U. P. P. A. Sequência didática investigativa sobre nanotecnologia. Disponível em: https://educapes.capes.gov.br/bitstream/capes/716477/2/PE%20-%20SDI%20_%20Nanotecnologia_2022.pdf Acesso em: 27 dez. 2023. FIGUEIRA MARQUES, E. Da nanociência à nanotecnologia. Revista de ciência elementar, v. 2, n. 3, 2014. Disponível em: https://rce.casadasciencias.org/rceapp/art/2014/058/. Acesso em: 27 dez. 2023. JORNAL DA USP. Inovações frutos da nanotecnologia já estão invadindo nosso cotidiano. Disponível em: https://jornal.usp.br/?p=161147 Acesso em: 27 dez. 2023. LEMOV, Doug. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. 3a edição. Porto Alegre: Penso, 2023. SÁNCHEZ-CASTILLO, A.; ROMÁN-VELÁZQUEZ, C. E.; NOGUEZ, C. Optical circular dichroism of single-wall carbon nanotubes. Physical review. B, Condensed matter and materials physics, v. 73, n. 4, 2006. 2024_EM_B1_V1 Referências Imagens e Vídeos Slide 03 – https://www.pngwing.com/en/free-png-zgiye; https://www.pngwing.com/en/free-png-idorh ; https://www.pngwing.com/en/free-png-zxpdk ; https://www.pngwing.com/en/free-png-dhlga Slide 04 – https://www.pngwing.com/en/free-png-bhydn Slide 05 – https://www.pngwing.com/en/free-png-hfsaa Slide 07 – https://cutt.ly/DwFA5wJL Slide 08 – https://www.each.usp.br/nanoeach/?p=2463 Slide 09 – https://cutt.ly/xwFA6wgv ; https://cutt.ly/mwFA6Ate ; https://cutt.ly/YwFA68Yl ; https://cutt.ly/DwFSqjii Slide 10 – https://cutt.ly/nwFSwvJ9 Slide 14 – https://www.fisica.unam.mx/cecilia/nanotubos.jpg Slides 15 e 16 – https://cutt.ly/CwFSrtzW Slide 17 – https://www.pngwing.com/en/free-png-zkkaj 2024_EM_B1_V1 Referências 2024_EM_B1_V1
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