Exposició 'DIMENSIÓ NANO'

Dossier de premsa

EXPOSICIĂ“ TEMPORAL Fins al 15 de setembre de 2013

1

IDEACIÓ I DIRECCIÓ Institut Català de Nanotecnologia (ICN) ORGANITZACIÓ Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) COORDINACIÓ La Mandarina de Newton PATROCINADORS Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) Ministerio de Economía y Comptetitividad (MEC) Nanoaracat AMB EL SUPORT DE Nanoscale Informal Science Education (NISE) Network FEI LEITAT DISSENY EXPOSITIU / PRODUCCIÓ I MUNTATGE Re-crea Accions Culturals S.L. DISSENY GRÀFIC Meri Iannuzzi DISSENY D’INTERACTIUS Interactua DIFUSIÓ Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) Institut Català de Nanotecnologia (ICN) AGRAÏMENTS Eina Nurel

2

Entra en una dimensió meravellosa, on una gota d’aigua sembla més gran que un oceà, on l’or pot ser vermell i l’home juga amb els àtoms com si fossin peces d’escacs, on els vidres es netegen sols i la roba mai no es taca, i un robot més petit que un cabell repara un vas sanguini…

Entra en la nanodimensió.

Dimensió Nano

Foto: FEI

3

4

Índex

Presentació

p. 7

L’exposició

p. 9

• • • • • •

Àmbit 1: QUÈ ÉS NANO? Àmbit 2: NOUS REPTES Àmbit 3: NANOPARTÍCULES Àmbit 4: NANOMATERIALS Àmbit 5: FUTUR Àmbit 6: NANO I TU!

Els interactius • • • • • •

Joc de nanopartícules Joc de microscòpia Joc de l’spin d’electrons Joc de ferrofluids Nanotub de carboni fet amb globus Panel d’opinions

p. 10 p. 17 p. 20 p. 22 p. 24 p. 25 p. 27 p. 27 p. 27 p. 28 p. 28 p. 28 p. 29

Communicating Nano

p. 30

Activitats

p. 33

5

6

PRESENTACIÓ La nanotecnologia és una disciplina molt àmplia i complexa, amb moltes possibilitats de futur en qualsevol sector, però molt desconeguda tot i que ja és present en la nostra vida quotidiana. És en aquest sentit que el Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC), l’Institut Català de Nanotecnologia (ICN) i la Mandarina de Newton prenen la iniciativa l’any 2012 de crear conjuntament una exposició que expliqui tot el potencial d’aquesta branca de la ciència i l’apropi als ciutadans i ciutadanes.

L’exposició DIMENSIÓ NANO, de 250 m², recorre sis àmbits temàtics per donar una visió general d'aquesta nova ciència, les aplicacions més properes i el seu impacte en la societat: Què és nano?, Nous reptes, Nanopartícules, Nanomaterials, Futur i Nano i tu.

L'exposició compta amb fotografies, mostres reals, jocs interactius i preguntes dirigides al visitant. A més, tant a l'exposició física com al web (www.dimensionano.cat), els visitants poden accedir a fitxes educatives amb informació destacada sobre nanotecnologia i activitats didàctiques per a realitzar a classe.

DIMENSIÓ NANO també inclou un espai per a visualitzar els treballs realitzats pels membres de la xarxa generada per l'ICN, Communicating Nano. Aquests treballs, contribueixen a enriquir l'exposició, donant-li un component participatiu i transdisciplinari.

L’exposició respon a la voluntat del Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) de col·laborar amb centres catalans de recerca amb l’objectiu d’apropar la ciència i la tecnologia actuals al gran públic.

7

8

L’EXPOSICIÓ Dimensió Nano mostra les possibilitats, oportunitats, dificultats i reptes que ofereix la nanotecnologia. Partint de l'experiència real d'un centre de recerca capdavanter, com és l'Institut Català de Nanotecnologia, i de la mà dels seus investigadors i del seu equip de comunicació. L'exposició ofereix un recorregut des dels conceptes més bàsics de la nanociència fins a l'aplicació actual d'aquesta en la nanotecnologia i les seves possibles aplicacions en el futur.

Foto: Argonne National Laboratory

9

ÀMBIT 1: QUÈ ÉS NANO? Nano – (del grec nano, “molt petit”): mil-milionèsima part Un nanòmetre (nm) és la mil-milionèsima part d’un metre... ...això vol dir 0,000000001 metres!

10

QUÈ ÉS LA NANOCIÈNCIA? La nanociència és l’estudi i la manipulació de la matèria a escala nanomètrica (d’1 a 100 nanòmetres aproximadament) en camps com l’enginyeria, la física, la química, la biologia o la medicina.

QUÈ ÉS LA NANOTECNOLOGIA? La nanotecnologia és l’aplicació dels coneixements de la nanociència pel desenvolupament de nous processos, materials i dispositius per a àrees específiques de la vida.

Els investigadors en nanociència i nanotecnologia treballen en diferents camps i col·laboren entre ells.

11

QUÈ ÉS AIXÒ DE NANO? Segur que has sentit a parlar molt de “nano” en els darrers anys, però el món nano no és nou en absolut: la natura està plena d’exemples de nanopartícules i de nanoestructures. De fet, la humanitat ha estat fent servir nanotecnologia des de fa segles sense saber-ho. Fins i tot després que l’home hagués descobert que la matèria està formada per àtoms i de predir moltes de les coses que podrien succeir a nanoescala, encara no érem capaços de veure els àtoms ni de saber com es comporten. En l’actualitat, però, ja tenim al nostre abast la tecnologia necessària per a poder observar i manipular la matèria a escala nanomètrica. Ara fins i tot podem veure i moure àtoms individualment!

QUÈ ÉS UN MICROSCOPI? Els microscopis són instruments que ens permeten veure objectes invisibles per a l’ull humà.

El microscopi més antic, i el més conegut, és el microscopi òptic, però n’hi ha de molts altres tipus, com per exemple, el microscopi electrònic i el microscopi de sonda local.

Fotos (d’esquerra a dreta): microscopi òptic, microscopi electrònic i microscopi de sonda local

QUÈ PODEM VEURE I FER AMB DIFERENTS TIPUS DE MICROSCOPIS? MICROSCOPIS ÒPTICS: utilitzen la llum per visualitzar la mostra. Els microscopis òptics serveixen per analitzar objectes d’una mida igual o superior a 1 micròmetre (1.000 nanòmetres).

12

MICROSCOPIS ELECTRÒNICS: utilitzen electrons per analitzar la mostra. Fem servir els microscopis electrònics per estudiar materials d’entre aproximadament 50 micròmetres i menys d’1 nanòmetre!

MICROSCOPIS DE SONDA LOCAL: escanegen la superfície de la mostra utilitzant una punta especial. Podem utilitzar el microscopi de sonda local per veure, distingir, o fins i tot modificar una mostra. Per exemple, per esculpir la superfície d’una mostra a escala nanomètrica, o per moure àtoms un a un!

Imatges microscòpiques: superior esquerra, ICN; superior dreta, FEI; inferior esquerra, IBM; inferior dreta, Dr Casper Clausen (DTU, Denmark)

13

Foto: Lynette

Els magnífics colors d’aquesta papallona no són el resultat d’un pigment, sinó de l’estructura de les seves ales, formades per una complexa nano-arquitectura de molècules de polímers naturals intercalades entre bosses d’aire. Això permet que només certs colors de la llum es reflecteixin i s’absorbeixin, fet que ajuda a la papallona a camuflar-se d’espècies depredadores i a que es pugui comunicar amb altres papallones de la mateixa espècie.

14

Foto: Ian Britton

Els artistes vitrallers de l’època medieval dominaven l’ús dels materials com la sorra, les cendres de la fusta i els metalls en pols, per tal d’obtenir els nombrosos matisos que definien les seves increïbles obres mestres, moltes de les quals es conserven des de fa gairebé mil anys. No obstant això, aquests artistes mai van entendre com s’arribaven a formar aquells colors. A finals del segle XX els científics van determinar que l’origen d’aquells matisos era l’existència de nanopartícules de metall en la composició dels vidres.

15

Foto: Agbar

La il·luminació amb díodes LED està a tot arreu: a les façanes dels edificis, a l’interior de les cases, a les pantalles dels televisors i dels smartphones, etc. Els investigadors estan aprofitant la nanotecnologia per a crear els materials semiconductors dels futurs LEDs i aconseguir així una major varietat de colors, formes i mides.

16

Àmbit 2: NOUS REPTES La nanotecnologia està obrint moltes fronteres científiques i està impulsant nous camps de recerca, com per exemple: la fotònica, l’estudi dels spins dels electrons o la manipulació d’àtoms individuals.

Foto: Argonne National Laboratory

FOTÒNICA La fotònica és la ciència de la generació, el control i la detecció de fotons, les partícules de la llum. D’entre les seves aplicacions, destaquen: - Conversió de la llum en electricitat: plaques fotovoltaiques - La llum com a mitjà d’informació: computació òptica - Millora del rendiment de la llum: làsers i pantalles.

17

Foto: ICN

QUÈ ÉS L’SPIN D’UN ELECTRÓ?

L’spin(gir) fa referència a una propietat física (com és la massa o la càrrega elèctrica) de les partícules subatòmiques, que descriu el sentit de rotació al voltant del seu propi eix.

Recentment, s’han desenvolupat tècniques per a mesurar i controlar l’spin dels electrons.

Això podria suposar millores importants en dispositius electrònics i en informàtica.

18

COL·LOCAR ÀTOMS EN POSICIONS CONCRETES

Els microscopis de forces atòmiques utilitzen una sonda o punta afilada per rastrejar i estudiar la superfície de les mostres i per a moure àtoms un a un. Gràcies a aquestes tècniques, es pot escriure amb àtoms!

Foto: IBM

19

Àmbit 3. NANOPARTÍCULES Les nanopartícules són partícules d’una mida d’entre 1 i 100 nanòmetres, és a dir, entre una i cent mil-milionèsimes parts d’un metre.

Foto: JPK

NANOPARTÍCULES AL MÓN NATURAL A la natura existeixen éssers que utilitzen el magnetisme per a orientar-se. El 1975, l’estudiant Richard Blakemore va descobrir per casualitat l’existència de bacteris magnètics que es movien atenent al camp magnètic terrestre.

Foto: NSF

20

NANOTECNOLOGIA I RADIACIÓ SOLAR Les noves cremes solars incorporen nanopartícules amb una elevada capacitat d’absorció de la radiació ultraviolada. A més, són més transparents que les cremes convencionals i eviten l’antiestètica capa blanca sobre la pell.

Foto: D. Sharon Pruitt

NANOMEDICINA Els desenvolupaments en nanomedicina dels propers anys salvaran, possiblement, moltes vides: “medicaments intel·ligents” que tenen menys efectes secundaris i són més eficaços; regeneració o substitució de parts del cos fetes malbé o malaltes; implants miniaturitzats per a vigilar i corregir problemes fisiològics. Els nous tractaments mèdics, però, han de passar assajos clínics durant molts anys, així que, tingueu paciència!

Foto: Julie Falk

21

Àmbit 4: NANOMATERIALS Els nanomaterials són materials naturals o fabricats per l’ésser humà. Les seves característiques a escala nano els aporten propietats tan interessants com la repulsió de l’aigua, la conductivitat elèctrica o la força mecànica.

Foto: Fiona Henderson

La flor de lotus és una planta aquàtica originària d’Àsia. En entrar en contacte amb l’aigua, les seves fulles no es mullen. L’existència de nanoestructures a la superfície de les fulles fa que les gotes d’aigua rellisquin amb facilitat, de tal manera que arrosseguen la brutícia i deixen la fulla neta i seca. Amb la nanotecnologia moderna podem construir vidres o teles altament hidrofòbics, que, en comptes de mullar-se en entrar en contacte amb l’aigua, s’auto-netegen i romanen secs.

22

El grafè és un material natural compost d’una sola capa d’àtoms de carboni. És transparent, flexible, d’alta durabilitat, impermeable a l’aigua, abundant, fàcil d’extreure, i sobretot, condueix l’electricitat millor que qualsevol altre material conegut. Ja s’està incorporant a alguns dispositius electrònics, i aviat podria provocar una revolució tecnològica en microxips, telèfons mòbils, ordinadors portàtils, etc.

Foto: Michael Duxbury

Un nanotub de carboni és un tub 10 milions de vegades més petit que una palleta. Està format exclusivament per àtoms de carboni, com el grafè, el grafit, el carbó i el diamant. La seva estructura hexagonal li atorga unes propietats especials com ara una gran conductivitat elèctrica i una elevada resistència i fortalesa, a més de la possibilitat de barrejar-se amb d’altres materials. Els nanotubs s’utilitzen per a aportar més força i lleugeresa a raquetes de tennis, peces per a automòbils, joguines, etc.

23

Àmbit 5: FUTUR La nanotecnologia no només permet millorar els productes ja existents, sinó també crear-ne de nous. Això produirà un gran impacte en les nostres vides, tal com va passar amb la introducció de la electricitat, l’automòbil i els ordinadors.

Fotos: esquerra, Miko Tobias Schaefer; dreta, Brian Bilek

24

Àmbit 6: NANO I TU! Molts creuen que la nanotecnologia es convertirà en una de les transformacions tecnològiques més importants del segle XXI. Com l’electricitat, els automòbils i els ordinadors, la nanotecnologia podria canviar l’economia, el medi ambient, la forma de treballar i de jugar, i fins i tot, les nostres relacions. Com ens afectarà la nanotecnologia? És perillosa? Hi ha moltes preguntes, però no totes tenen resposta.

25

26

ELS INTERACTIUS Interactiu: JOC DE NANOPARTÍCULES En aquest joc, el públic ha d’esbrinar de quin metall són les nanopartícules contingudes a diferents recipients.

Interactiu: JOC DE MICROSCÒPIA En aquest joc, el públic ha d’identificar les mostres que corresponen a diferents imatges microscòpiques. Un cop ho ha encertat, el jugador podrà saber el tipus de microscopi que s’ha utilitzat per a obtenir la imatge microscòpica.

TM

Imatges microscòpiques: ICN, Uwe Hermann, Julio Robles, Dan Foy, FEI , Gilles San Martin, Dr Casper Clausen (DTU, Denmark), Professor Ingolf Bernhardt (Saarland University, Germany), NISE Network, AFMGallery, Brenda Gottsabend

27

Interactiu: JOC DE L’SPIN D’ELECTRONS Aquí, el públic pot controlar un ordinador que utilitza l’spin (gir) d’electrons. En canviar el sentit de l’spin de cadascun dels tres electrons, el jugador obtindrà combinacions variades, les quals originaran vuit paraules diferents.

Interactiu: JOC DE FERROFLUIDS En aquesta activitat, el visitant farà servir un imant per tal de manipular un ferrofluid, i podrà veure els efectes que es produeixen quan apropa o allunya l’imant.

Foto: Andrew Magill

Interactiu: NANOTUB DE CARBONI FET AMB GLOBUS En aquest interactiu el públic té l’oportunitat de construir un nanotub de carboni gegant amb globus. Aquest model servirà per a mostrar a gran escala l’estructura molecular d’un nanotub.

Fotos: NISE Network

28

Interactius: PANELL D’OPINIONS Un lloc per a reflexionar sobre la nanotecnologia, la societat i el nostre futur. Els assistents poden penjar al panell notes autoadhesives amb la seves opinions sobre nano.

Foto: Victor1558

29

COMMUNICATING NANO L’ICN va crear Communicating Nano com una xarxa de comunicadors provinents de diferents disciplines per donar a conèixer la nanotecnologia a trevés de diferents mitjans, nous punts de vista i diverses interpretacions. Per exemple, en aquests sectors així com en qualsevol altra disciplina que pugui tenir un paper important dins de la comunicació de la nanociència i la nanotecnologia a Catalunya: • Comunicació de la ciència i la tecnologia.

• Comunicació audiovisual.

• Pedagogia de la ciència i la tecnologia.

• Disseny gràfic i il·lustració.

• Traducció científica i tecnològica.

• Informàtica.

VOLS PARTICIPAR-HI? Tant dins l’exposició Dimensió Nano al mNACTEC, com al web de l’exposició, (www.dimensionano.cat), hi haurà un espai dedicat per a mostrar obres creatives (pintures, fotos, escultures, etc.) sobre la nano. Es tracta d’una iniciativa oberta a tot tipus de públic.

30

31

32

ACTIVITATS Construeix un NANOTUB DE CARBONI GEGANT AMB GLOBUS! · 30 DE JUNY i SETMANA DE LA CIÈNCIA 2012 Activitat adreçada a públic general convidant-lo a construir amb globus un nanotub de carboni gegant per mostrar a gran escala l’estructura molecular d’un nanotub. L’experiència tindrà lloc dissabte 30 juny, jornada de portes obertes, amb motiu de la recent inauguració i es repetirà durant la Setmana de la ciència 2012, del 16 al 25 de novembre. Activitat gratuïta inclosa en el preu d’entrada.

VISITES GUIADES · DISSABTE, 13h · OCTUBRE, NOVEMBRE i DESEMBRE Cada cap de setmana del Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) organitza activitats gratuïtes orientades a públic general i famílies: 2 activitats dissabte i 2 activitats diumenge. Dins de la planificació anual, està previst incorporar una visita guiada per a públic general els dissabtes d’octubre, novembre i desembre de 2012 a les 13h.

Activitat gratuïta inclosa en el preu d’entrada.

ACTIVITATS ESCOLARS L’exposició DIMENSIO NANO s’apropa també a l’escola amb tallers i activitats adreçades als diferents nivells. Consulta tota la oferta d’activitats a www.mnactec.cat/ofertaeducativa

33

34

Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) Rambla d’Ègara 270, TERRASSA 93 736 89 66 difusio.mnactec@gencat.cat www.mnactec.cat

Horari: Dm a Dv, de 10 a 19h Ds , Dg i festius, de 10 a 14.30h * Juliol i Agost: Dm a Dg, de 10 a 14.30h

Institut Català de Nanotecnonologia (ICN) Campus de la UAB, Edifici CM7, BELLATERRA 93 581 44 08 info@icn.cat www.icn.cat

www.dimensionano.cat

35