Sobre esta aula
Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.
Este é considerado o quarto plano de aula e faz parte de um conjunto de aulas relacionadas aos “Materiais sintéticos: identificação de materiais sintéticos, origem, produção, impacto ambiental”. Para saber mais sobre as temáticas desenvolvidas, consulte as aulas: CIE6_04ME01, CIE6_04ME02, CIE6_04ME03 e CIE6_04ME05.
A proposta dessa aula é levar o aluno a distinguir diferentes escalas e descrever aplicações da Nanotecnologia, identificando seu potencial e algumas de suas ferramentas na produção de novos materiais.
A nanotecnologia é o conjunto de diversos avanços tecnológicos e abrangem pesquisas nas áreas da Física, Química, Biologia, Engenharia e Computação, com base na escala nanométrica (0,1 a 100 nanômetros), a escala de átomos e moléculas. Seu avanço possibilitou novas descobertas que contribuíram e contribuem para o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias.
Um dos exemplos de materiais produzidos usando a Nanotecnologia são novos mecanismos para a administração de medicamentos que “entregam” o princípio ativo exatamente no local onde ele irá agir. Esta aula abordará algumas possibilidades de aplicações da Nanotecnologia e os aspectos de desenvolvimento de novos produtos.
Materiais necessários para a aula: Datashow ou cópias do texto: “Língua Eletrônica”, disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/138192/1/Lingua-Eletronica.pdf> (slide 3), quatro computadores para que todos os alunos possam assistir os vídeos da atividade 1 e 3 (slides 5 e 6), cópias do texto: “Nanotecnologia - introdução”. Disponível em: <http://nanotech.ica.ele.puc-rio.br/nano_introducao.asp> (slide 5) e cronômetro.
Materiais de apoio:
- “A Nanotecnologia das moléculas”, por: Henrique E. Toma. QUÍMICA NOVA NA ESCOLA. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc21/v21a01.pdf> (acesso 07 set. 2018).
- “Nanotecnologia: Desenvolvimento de Materiais Didáticos para uma Abordagem no Ensino Fundamental”, por: Rodolfo A. Tasca, José R. L. de Almeida, Delmarcio G. da Silva, Fernando M. de Melo e Henrique E. Toma. QUÍMICA NOVA NA ESCOLA. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_2/03-QS-6609.pdf> (acesso 07 set. 2018).
- “Desenvolvendo Habilidades e Conceitos de Nanotecnologia no Ensino Médio por Meio de Experimento Didático Envolvendo Preparação e Aplicação de Nanopartículas Superparamagnéticas”, por: Rodolfo A. Tasca, José R. L. de Almeida, Delmarcio G. da Silva, Fernando M. de Melo e Henrique E. Toma. QUÍMICA NOVA NA ESCOLA. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_3/12-EEQ-100-13.pdf> (acesso 07 set. 2018).
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos.
Orientações: Projete ou leia o tema da aula para os alunos. Pergunte-lhes se já ouviram falar sobre Nanotecnologia. incentive-os a discutir e deixe que coloquem suas considerações sobre o assunto. Nesse sentido, explique que Nano é um prefixo de origem grega que significa “algo pequeno, reduzido ou diminuto”. O nanômetro equivale a um bilionésimo do metro, ou seja, 1x10-9 m = 0,000000001 m, e está em escala molecular. A pesquisa e o desenvolvimento de produtos nessa área está cada vez mais promissora. Entre as possíveis aplicações estão o processamento de dados dos computadores, a criação de materiais mais resistentes e mais leves, entre outros.
Material de apoio:
“Quatro aplicações surpreendentes da nanotecnologia”. Por: O Globo. Disponível em: <https://oglobo.globo.com/sociedade/tecnologia/quatro-aplicacoes-surpreendentes-da-nanotecnologia-14568642> (acesso em 7 set. 2018).
CONTEXTO
Tempo sugerido: 5 minutos.
Orientações: Para dar início à aula, organize os alunos em grupos. Em seguida projete ou distribua cópias do slide e leia-o com a turma.
Para ajudá-los a expressar mais sentido, incentive-os a explorar as informações do texto:“Língua Eletrônica”, por: EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/138192/1/Lingua-Eletronica.pdf> (acesso em: 07 set. 2018).
Entregue cópias do texto, promova uma discussão e procure levantar informações de como esse produto pode ser utilizado nas indústrias de bebidas, farmacêuticas e de alimentos e como elas se apropriaram desse conhecimento para explorar tarefas antes realizadas por seres humanos. Motive-os de modo que eles fiquem mobilizados em busca de respostas. Pergunte:
- No que consiste a língua eletrônica?
Sugestão de resposta: É uma ferramenta para análise, constituída por um conjunto de unidades sensoriais sensíveis às substâncias presentes nos líquidos e bebidas.
- Como os dados são processados?
Sugestão de resposta: Os eletrodos geram padrões de sinais elétricos que variam em função da amostra. Os dados são processados por um sistema de redes neurais similar ao aprendizado humano.
- O que mais chamou sua atenção no texto?
Resposta pessoal.
Materiais de apoio:
“Língua eletrônica brasileira já é a mais falada no mundo”, por: Redação do site Inovação Tecnológica. Publicado em: 14 mai. 2012. Disponível em: <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=lingua-eletronica-brasileira-mais-sensivel-humanos&id=010110120514#.W5MHCGhKjre> (acesso em 07 set. 2018).
QUESTÃO DISPARADORA
Tempo sugerido: 3 minutos.
Orientações: Apresente o slide ou leia a questão para a turma. A pergunta tem como objetivo aproximar o aluno da habilidade que será trabalhada nesta aula e mobilizá-lo em busca de uma resposta. É possível observar se os alunos conseguem levantar hipóteses sobre o assunto que será estudado. Deixe que os alunos compartilhem suas opiniões sobre o tema e promova a troca de informação entre eles.
Material de apoio:
“O que é nanotecnologia?”. Por Fabio Jordão. Disponível em: <https://www.tecmundo.com.br/amd/2539-o-que-e-nanotecnologia-.htm> (acesso em: 07 set. 2018). Aproveite a comparação que o texto traz entre as escalas de uma bola, uma moeda e da Lua.
MÃO NA MASSA
Tempo sugerido: 30 minutos.
Orientações: Para a atividade 1, projete o vídeo: “Do Micro ao Macro ... e de volta ao Micro”, ou organize pelo menos quatro computadores para que todos os alunos possam assistir o vídeo. O link para o vídeo utilizado nesta etapa é: <https://www.youtube.com/watch?time_continue=60&v=oJGIra4LSvY>. (acesso em: 08 set. 2018). Embora o vídeo esteja em inglês, ele é bem intuitivo, as palavras principais escritas quase como em português, e sua função é despertar o interesse dos alunos, sensibilizando-os, através das imagens, para o tema. Esta é também uma ótima oportunidade para trabalhar em parceria com o professor de Inglês e juntos explorarem este vídeo.
Recorte antecipadamente fitas de papel medindo 1 metro e organize os alunos em grupos. Incentive-os a pensar em escalas métricas e comente que a escala nanométrica equivale a 10-9m, é possível estimar a relação de escala métrica e associar o quanto é pequena uma nanopartícula. . Em seguida, motive-os a realizar as conversões de unidades de medidas. Para isso, entregue aos grupos fitas de papel medindo 1 metro e com o auxílio de uma régua, propor que eles dividam a fita em centímetro, em seguida em milímetros. Ao final ajude-os a responder às questões e peça que registrem as resoluções em seus cadernos:
- Quantos centímetros têm em 1 metro?
Sugestão de resposta: 1 metro = 100 centímetros. Para converter metros em centímetros, multiplique o valor em metros por 100 (fator de conversão). Portanto, 1 metro = 1 × 100 = 100 centímetros.
- Quantos milímetros têm em 1 cm?
Sugestão de resposta: 1 centímetro = 10 milímetros. Para converter centímetros em milímetros, multiplique o valor em centímetros por 10 ( fator de conversão). Portanto, 1 centímetro = 1 × 10 = 10 milímetros.
- Quantos nanômetros têm em 1 metro?
Sugestão de resposta: 1 metro = 1.000.000.000 nanômetros. Para converter metros em nanômetros, multiplique o valor em metros por 1.000.000.000 ( fator de conversão). Portanto, 1 metro = 1 × 1.000.000.000 = 1.000.000.000 nanômetros.
- Quantos nanômetros têm em 1 cm?
Sugestão de resposta: 1 centímetro = 10.000.000 nanômetros. Para converter centímetros em nanômetros, multiplique o valor em centímetros por 10.000.000 ( fator de conversão). Portanto, 1 centímetro = 1 × 10.000.000 = 10.000.000 nanômetros. Para chegar no fator de conversão basta fazer uma regra de três simples:
1 m = 100 cm = 1.000.000.000 nanômetros
1 cm = 10.000.000 nanômetros
Para esse momento da aula reserve 10 minutos, providencie um cronômetro para a marcação do tempo.
Caso necessite realizar outras conversões, acesse o site: conversor de medidas.com, disponível em: <https://conversor-de-medidas.com/> (acesso em: 09 set. 2018).
Materiais necessários para a aula: Datashow cópias do texto: “Língua Eletrônica”, disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/138192/1/Lingua-Eletronica.pdf> (slide 3), quatro computadores para que todos os alunos possam assistir os vídeos da atividade 1 e 3 (slides 5 e 6), cópias do texto: “Nanotecnologia - introdução”. Disponível em: <http://nanotech.ica.ele.puc-rio.br/nano_introducao.asp> (slide 5) e cronômetro.
MÃO NA MASSA
Orientações: Explique a atividade lendo as informações ou projete o slide. Organize os alunos em grupos e para a atividade 2, prepare antecipadamente cópias do texto: “Nanotecnologia - introdução”. Disponível em: <http://nanotech.ica.ele.puc-rio.br/nano_introducao.asp> (acesso em: 08 set. 2018). Em seguida, usem as informações para responder às questões:
- Dê o significado de nanômetro.
Sugestão de resposta: é a unidade de comprimento que equivalente à bilionésima parte de um metro, ou 10-9 m.
- Segundo o texto, o que significa o termo ”Nanotecnologia”?
Sugestão de resposta: O termo "Nanotecnologia" foi usado para descrever a habilidade de se criar materiais precisos na escala nanométrica.
- Cite alguns benefícios do uso da Nanotecnologia, descrito no texto?
Sugestão de resposta: Os benefícios da Nanotecnologia está em diversas áreas, tais como o desenvolver novos medicamentos, despoluir água e ar, melhorar a tecnologia de informação e comunicação, desenvolver novos produtos eletrônicos, criar chips de computadores mais rápidos, produzir materiais mais resistentes e leves, entre outros..
Para a atividade 3, projete o vídeo “USP - Laboratório do IQ concretiza promessas das nanopartículas” ou organize pelo menos quatro computadores para que todos os alunos possam assistir o vídeo. O link para o vídeo utilizado nesta etapa é: <https://www.youtube.com/watch?v=rQilZKRqqN8> (acesso em: 08 set. 2018) , em seguida, peça aos alunos que usem as informações para desenvolver um texto relacionando o uso da Nanotecnologia no desenvolvimento de novos produtos e/ou materiais.
Para esse momento da aula, reserve 20 minutos para a realização das atividades 2 e 3 e use um cronômetro para a marcação do tempo.
Caso julgue necessário e se tiver tempo disponível, assista o vídeo: “Faça nanopartículas de magnetita em casa”. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=u6DLS2x7gaI> e demonstre o experimento aos alunos para que possam visualizar as nanopartículas de magnetita e associá-las ao desenvolvimento de novos produtos. Para isso prepare as nanopartículas com antecedência!
SISTEMATIZAÇÃO
Tempo sugerido: 10 minutos.
Orientações: Leia as informações ou projete o slide. Proponha uma roda de conversa para que os alunos compartilhem o que escreveram nos exercícios propostos em cada atividade.
Comente com os alunos que a nanotecnologia não é uma ciência nova e, embora ainda longe de realizar todo o seu potencial, pode e deve ser vista de maneira multidisciplinar, sendo aplicada em diferentes áreas buscando resolver diferentes questões e melhorando nossa qualidade de vida.
Como toda tecnologia nova e ainda pouco conhecida em profundidade, é preciso refletir sobre possíveis consequências indesejadas e inesperadas. Por exemplo, pouco sabemos sobre a nanopoluição: nanomateriais podem facilmente se dispersarem pelo ar, viajando grandes distâncias, e provocando danos ainda não conhecidos, assim como pouco sabemos sobre o efeito das nanopartículas no corpo humano, nos animais e plantas, especialmente as nanopartículas não revestidas. Outro exemplo é a falta de regulamentação em relação à informação sobre as nanotecnologias utilizadas nos diversos itens de consumo. Por isso, muitas discussões e questionamentos estão sendo feitos nas implicações do uso da nanotecnologia, principalmente quanto à toxicidade e o impacto ambiental causado pelo uso dos nanomateriais. Portanto, como toda nova área é preciso cautela, tempo, muita pesquisa e desenvolvimento para que possamos saber tanto dos benefícios quanto dos riscos e poder fazer escolhas pautadas pelo conhecimento.
Materiais de apoio:
