Material
Para la clase:
10 pequeñas láminas de cobre
papeles
10 pequeñas láminas de hierro
4 baldosas de 20x20x0,5 cm
Cuentagotas o un objeto que os permita abocar el agua gota a gota.
Agua
Dispositivo móbil
Ultra Ever Dry distribuido en España por Tapón-Iberica S.L
Ultra Ever Dry distribuido en España por Tapón-Iberica S.L
Mirad el Vídeo
Si no, se puede hacer con spray impermeable para zapatos.
Información adicional
Se ha visto que las microgotas de nuestra saliva pueden transmitirse por el aire y adherirse a todo tipo de superficies, pero ¿Y si estas superficies no se mojan?
La superficie de un material es la zona que interacciona con el exterior y tiene una importancia capital en los biomateriales y en un anchísimo número de aplicaciones de muchos materiales y procesos de fabricación.
Las superficies hidrofílicas se mojan; las gotas se aplanan y forman ángulos muy pequeños con la superficie. Las superficies superhidrofóbicas no se mojan, tienen la capacidad de autolimpiarse.
Para saber las características de una superficie, tenemos que calcular su ángulo de contacto.
Para calcular el ángulo de contacto gota-superficie, podéis emplear herramientas como GeoGebra (tutorial).
También se puede calcular El ÁNGULO DE CONTACTO con este aparato que se puede hacer durante el taller:
Para construir este aparato necesitas (NOTA: extraído de NANOEDUCA):
Caja
Bombilla
Cámara de fotos
Lupa
Apoyo
Láminas de diferentes materiales
Se hace una fotografía de la gota sobre la superficie del material. En la imagen puedes obtener el ángulo de contacto de la gota con la superficie.
En esta actividad se pretende que los alumnos construyan su propio instrumento, que les permita medir lo que han propuesto en el último apartado de la actividad anterior: la forma de la gota, mediante una cosa tan sencilla como es el ángulo de contacto. Las predicciones que tienen que saber, previas al experimento, son que si la gota tiene forma esférica (más hidrofobicidad del material) el ángulo de contacto será más grande, mientras que para los materiales hidrofílicos el ángulo de contacto será más pequeño.
La construcción del instrumento se puede llevar a cabo en común o hacer varios instrumentos por grupos reducidos de alumnos. Es interesante que cada grupo de alumnos mida el ángulo de un material.
Se ha que tener en cuenta que las gotas, para las comparaciones sean más sencillas, tienen que ser de medidas similares. Las fotos se pueden hacer utilizando la misma cámara del teléfono móvil o de una tablet. Después se mide el ángulo utilizando una aplicación para hacerlo o un sencillo transportador de ángulos o plantilla:
Optativo
Hacer un video a cámara lenta mientras echan las gotas sobre las superficies con ULTRA EVER DRY. También se puede grabar con luz estroboscópica (aprovechad alguna aplicación que lo permite). Una vez tengáis el video, podéis analizar el comportamiento de la gota mediante el programa gratuito Tracker (manual).
Este taller permite poner de relieve la importancia de la superficie en el mundo de los materiales. También permite explicar conceptos como la mojabilidad, la biomimética, el ángulo de contacto y qué son y cómo funcionan los recubrimientos o las pinturas.
¿Qué queremos que aprendan los alumnos con este material?
RESUMEN PARA EL MONITOR:
Complementar explicación con concepto de mojabilidad (concepto de extensión de un líquido sobre otro). Justificar que se cuantifica mediante el cálculo del ángulo de contacto. Esto complementa a la explicación de hidrofobicidad y hidrofilicidad de una superficie. Preguntar cómo se utilizaría una superficie superhidofòbica y por qué.
Procedimiento
Siguiendo las instrucciones del fabricante, se recubren las baldosas. Antes de recubrir, se forma con *celo (que enganche bien) la palabra BASF sobre la baldosa (mirar imagen). Una vez hecho el recubrimiento se saca el *celo.
Preguntas
¿Qué superficies se mojan más?
¿Cuál es el ángulo de contacto?
Ordenar los materiales de más a menos hidrófobos.
¿Qué podría hacer QUANTUMBOT con el poder de la SUPERHIDROFOBICIDAD?
¿Qué es la nanotecnología? ¿Y la nanoescala?
Busca aplicaciones que pueda tener la nanotecnología.
¿Qué es la superhidrofobicidad?
¿Todas las superficies se mojan igual?
¿Qué significa que una sustancia «se moja»? ¿Qué aplicación puede tener una sustancia que prácticamente nunca se moje?