Nanoquímica, un campo de conocimientos de alto valor educativo y disciplinar
Resumen
La nanoquímica es un área de conocimientos enfocada en la obtención y la caracterización de materiales que tienen su origen en la escala nanométrica. Se fundamenta en métodos de síntesis ascendente (bottom-up) que involucran procesos de autoensamblaje molecular, así como herramientas, modelos y aproximaciones que son propios de la química. En las últimas décadas esta subdisciplina ha hecho valiosas contribuciones a los ámbitos de la investigación, la industria, la tecnología y el cuidado del medio ambiente. En este trabajo, se analiza el desarrollo histórico, las nociones básicas, así como algunas técnicas y aplicaciones representativas de la nanoquímica con la finalidad de mostrar su valor disciplinar. Posteriormente, se discuten aspectos que permiten justificar su relevancia educativa. En la última parte de este manuscrito se ofrece una descripción de diversas propuestas que se han desarrollado en el bachillerato y en las etapas iniciales de la formación universitaria en torno a la enseñanza de contenidos que guardan relación con la nanoquímica, ya que estas pueden orientar y robustecer el trabajo pedagógico en este campo.
Citas
Aegerter, M., Almeida, R., Soutar, A., Tadanaga, K., Yang, H. y Watanabe, T. (2008). Coatings made by sol–gel and chemical nanotechnology. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 47(2): 203-236.
Aguayo-González, F., Zarzuela Roldán, E. y Lama-Ruiz, J. (2011). Nanotecnología y nanoquímica. Sevilla Técnica, 36: 28-37. http://hdl.handle.net/11441/38339
Alonso-Núñez, G. (2008). Nanoquímica: ingeniería de nanomateriales. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 1(1): 45-50. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2008.1.53559
Álvarez-Amparán, M. y Cedeño-Caero, L. (2020). Análisis y relevancia de los procesos catalíticos para la remoción de azufre en los combustibles fósiles. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 14(26): 51-71. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2021.26.69633
Atkins, P. (2013). What is chemistry? UK: Oxford University Press.
Bäuerle, D. (2013). Laser processing and chemistry. Springer Science & Business Media.
Bayda, S., Adeel, M., Tuccinardi, T., Cordani, M. y Rizzolio, F. (2020). The history of nanoscience and nanotechnology: From chemical-physical applications to nanomedicine. Molecules, 25(1): 112. https://doi.org/10.3390/molecules25010112
Bensaude-Vincent, B. (2004). Two cultures of nanotecnology?, HYLE-International Journal for the Philosophy Chemestry, 10(2): 65-82. https://doi.org/10.1142/9789812773975_0002
Bolaños, L. y Álvarez, X. (2018). Polímeros conductores: aplicaciones en celdas fotovoltaicas y dispositivos electrónicos. Revista de Ciencia y Tecnología, Revista de la Universidad de Costa Rica, 34(1), 18-38.
Bueno, O. (2004). The Drexler-Smalley debate on nanotechnology: incommensurability at work? HYLE-International Journal for the Philosophy Chemestry, 10(2): 65-82. https://doi.org/10.1142/9789812773975_0003
Camacho, B. A., Martínez, O., Arenas, M., Argueta, L., de la Fuente, J. y Acosta, L. S. (2015). Copper: Synthesis techniques in nanoscale and powerful application as an antimicrobial agent. Journal of Nanomaterials, ID 415238, 1-10. https://doi.org/10.1155/2015/415238
Castro, E., García, A. H., Zavala, G. y Echegoyen, L. (2017). Fullerenes in biology and medicine. Journal of Materials Chemistry B, 5(32), 6523-6535. https://doi.org/10.1039/C7TB00855D
Contreras, R. y Cardozo, E. (2015). Conceptos de nanoquímica. En Laréz-Velásquez, C., Koteich-Katib, S. y López-González, F. (eds.), Nanotecnología: fundamentos y aplicaciones. Mérida, Venezuela: Universidad de los Andes.
Cruz-Alonso, M., Fernández, B., García, M., González-Iglesias, H. y Pereiro, R. (2018). Quantitative imaging of specific proteins in the human retina by laser ablation ICPMS using bioconjugated metal nanoclusters as labels. Analytical chemistry, 90(20): 12145-12151. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b03124
De Jong, K. P. (2009). Synthesis of solid catalysts. Weinhem: Wiley-VCH.
Delgado, G. C. (2011). Implicaciones éticas, economicosociales y legales de la nanomedicina: el caso de México. En Arnaldi, Simone, Delgado, Gian Carlo, Piccinni, Mariassunta, Poletti, Piera (eds.), Nanomedicina. Entre políticas públicas y necesidades privadas. CEIICH, UNAM/CIGA, Universidad de Padua. México: 67-112.
Delgado, G. C., y Magaña, E. L. (2012). Diálogo para el avance científico y tecnológico a la nanoescala. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 5(1): 82-102. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2012.1.45168
Díaz, G. (2011). Catálisis y nanocatálisis. En Takeuchi, N. (ed.), Nanociencia y nanotecnología. Panorama actual en México. México: CEIICH-UNAM, 43-63.
Escobar-Alarcón, L. y Solís-Casados, D. (2020). Desarrollo de fotocatalizadores basados en TiO2 en forma de película delgada para la degradación de moléculas orgánicas en solución acuosa. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 14(26), 11-33. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2021.26.69646
Feynman, R. P. (1960). There’s plenty of room at the bottom. Engineering and Science magazine (Caltech), 23: 22-36.
Fesenko, O. y Yatsenko, L. (2018). Nanochemistry, biotechnology, nanomaterials, and their applications. Springer International Publishing.
Foladori, G. y Invernizzi, N. (2018). A critical vision of disruptive nanotechnologies. Perspectives on Global Development and Technology, 17(5-6): 614-631. https://doi.org/10.1163/15691497-12341497
García-Betancourt, M. (2017). Perspectivas para la innovación en educación con nanociencia y nanotecnología. Revista de educación y desarrollo, 41: 93-101. Universidad de Guadalajara.
García, A. (2012). Aprendiendo del futuro: gobernando la nanotecnología. CTS: Revista iberoamericana de ciencia, tecnología y sociedad, 7(20), 261-272.
García, N. G. (2013). Electrospinning: una técnica fascinante para la obtención de nanofibras poliméricas. Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, (677): 166-173.
Isaza, A., Patiño, S., Arango, E. y Rave, N. (2019). Sistema de protección térmica basado en polímeros reforzados con nanotubos de carbono y dióxido de titanio para aplicaciones industriales. Materiales Compuestos, 3(4): 11-16.
Jones, M., Blonder, R., Gardner, G., Albe, V., Falvo, M. y Chevrier, J. (2013). Nanotechnology and nanoscale science: educational challenges. International Journal of Science Education, 35 (9): 1490-1512. https://doi.org/10.1080/09500693.2013.771828
Kaplan, S. y Radin, J. (2011). Bounding an emerging technology: Para-scientific media and the Drexler-Smalley debate about nanotechnology. Social Studies of Science, 41(4): 457-485. https://doi.org/10.1177/0306312711402722
Karousis, N., Tagmatarchis, N. y Tasis, D. (2010). Current progress on the chemical modification of carbon nanotubes. Chemical reviews, 110(9): 5366-5397. https://doi.org/10.1021/cr100018g
López-Quintela, M. (2015). Nanoquímica: una verdadera revolución científico-tecnológica. Panorama social, (21): 39-50.
Martín, N. (2011). Sobre fullerenos, nanotubos de carbono y grafenos. Arbor, 187(Extra_1): 115-131. https://doi.org/10.3989/arbor.2011.extran1117
Martín, J., Camacho, M. y Vega, J. (2013). Influencia de las nanopartículas de sílice en polímeros termoplásticos. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 6(11): 40-51. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2013.11.50003
Meinguer, J. (2018). El valor del pensamiento crítico en la educación científica. Eutopía, 11(29): 5-11. CCH-UNAM.
Meinguer, J. (2019). La comunicación de la nanotecnología a través del análisis crítico de textos informales. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencia y Nanotecnología, 12(22): 3-35. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2019.22.61953
Meinguer, J. y Pérez, M.C. (2021). Desarrollo y evaluación de elementos de pensamiento crítico sobre la química verde en el bachillerato. Investigación en la Escuela, 103: 106-124. https://doi.org/10.12795/IE.2021.i103.08
Munuce, A. (2014). Biografía no autorizada de las nanopartículas. En Silvestri, S., Munuce, A. y Alassia, M., Seferian, A., Reviglio A. y Soria, L., Nanotecnología hoy: el desafío de conocer y enseñar. Buenos Aires: Ministerio de Educación de la Nación, 41-63.
Nevárez-Martínez, M., Espinoza-Montero, P., Quiroz-Chávez, F. y Ohtani, B. (2017). Fotocatálisis: inicio, actualidad y perspectivas a través del TiO2. Avances en Química, 12(2-3): 45-59.
ONU (2019). Informe Mundial sobre el Desarrollo Sostenible 2019: El futuro es ahora—la ciencia al servicio del desarrollo sostenible—. Grupo independiente de científicos designados por el secretario general. Naciones Unidas.
Ozin, G. y Cademartiri, L. (2011). From ideas to innovation: nanochemistry as a case study. Small, 7(1): 49-54. https://doi.org/10.1002/smll.201001097
Ozin, G. y Arsenault, A. (2015). Nanochemistry: a chemical approach to nanomaterials. UK: Royal Society of Chemistry Publishing.
Palma, M., Acuña, R., Acosta, G. y Padrón, G. (2010). Estado del arte del proceso sol-gel en México. CIENCIA ergo-sum, 17(2): 183-188.
Pagliaro, M. (2015). Advancing nanochemistry education. Chemistry–A European Journal, 21(34): 11931-11936. https://doi.org/10.1002/chem.201501042
Pyrrho, M., y Schramm, F. R. (2019). Cruces entre salud colectiva y bioética: la nanotecnología como objeto-modelo. Revista Bioética, 27(4): 587-594. https://doi.org/10.1590/1983-80422019274341
Reviglio, A. 2014. Por qué y para qué enseñar nanotecnología en las escuelas. En Silvestri, S., Munuce, A. y Alassia, M., Seferian, A., Reviglio A. y Soria, L., Nanotecnología hoy: el desafío de conocer y enseñar. Buenos Aires: Ministerio de Educación de la Nación, 159-183.
Ribeiro, A., Godoy, G., Neto, L. y de Souza-Filho, M. (2018). Holografía y realidad virtual en la enseñanza de nanotecnología: nuevos horizontes dirigidos a educación secundaria. MOMENTO, (56E): 34-45. https://revistas.unal.edu.co/index.php/momento/article/view/71645
Ribeiro, A. y de Souza-Filho, M. (2014). Proyecto de ambientes innovadores de enseñanza y la propuesta del laboratorio de formación interdisciplinar de educadores en nanociencia y nanotecnologia-LIFENano/IFSP. MOMENTO, (49E): 38-48. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/67391
Rojas, M. (2015). Diseño y síntesis de materiales “a medida” mediante el método sol-gel. Madrid: UNED.
Saldívar, L. (2021). Recomendaciones de política pública de nanociencia y nanotecnología en México: privilegiar el bienestar humano y ambiental. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 15(28): 1e-23e. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2022.28.69655
Santos, R. y Auler, D. (2019). Práticas educativas CTS: busca de uma participação social para além da avaliação de impactos da Ciência-Tecnologia na Sociedade. Ciência & Educação (Bauru), 25(2): 485-503. https://doi.org/10.1590/1516-731320190020013
Sánchez-Mora, C. y Tagüeña, J. 2011. El manejo de las escalas como obstáculo epistemológico en la divulgación de la nanociencia. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 4(2): 83-102. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2011.2.45011
Sebastián, V. (2018). Nanocristales, nuevos materiales con propiedades y aplicaciones únicas. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 26(3): 306-314. https://www.raco.cat/index.php/ECT/article/view/343169
Serena, P. 2013. Acercando la nanotecnología a la sociedad: la exposición un paseo por el nanomundo. Revista Digital Universitaria, 14 (4). http://www.revista.unam.mx/vol.14/num4/art29/index.html
Serena, P., Giraldo, N., Takeuchi, N. y Tutor J. (2014). Guía didáctica para la enseñanza de la nanotecnología en la educación secundaria. Madrid: nanoDYF. https://cutt.ly/qcCRR3M
Strand, Roger y Nydal, Rune. (2008). Nanoética buena–nanotecnología buena. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria de Nanociencia y Nanotecnología, 1(1): 61-79. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2008.1.53562
Takeuchi, N. (2011). Nanociencia y nanotecnología: la construcción de un mundo mejor átomo por átomo. México: FCE-UNAM.
Vilches, A., Gil, D. y Paia, J. (2011). De CTS a CTSA: Educación por un futuro sostenible. En Pereira., W y Auler, D. (coords.), CTS e educação científica: desafios, tendências e resultados de pesquisa. Brasil: Universidade de Brasília, 185-209.
Zanella, R. (2012). Metodologías para la síntesis de nanopartículas: controlando forma y tamaño. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, 5(1),69-80. https://doi.org/10.22201/ceiich.24485691e.2012.1.45167
Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, editada por la Universidad Nacional Autónoma de México, se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.
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