“El cuerpo humano visto desde la NANOTECNOLOGÍA”
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Por tercera vez, el I.E.S. LaFuensanta (Córdoba) participa en el programa ANDALUCÍA PROFUNDIZA. Con la ejecución de este proyecto se pretende introducir en el ámbito de la educación la nanotecnología y el cuerpo humano, permitiendo al alumnado descubrir la Ciencia, la Tecnología, la biología, la Ingeniería y las Matemáticas, entre otras áreas, de una forma entretenida.
Los nanobots son aquellas máquinas que se utilizan para el diagnóstico y tratamiento de canceres entre algunas de sus funciones. Al irradiar experimentan un cambio en las propiedades de las células tumorales cambiando su comportamiento o respuesta. Estos cambios por interacción con la luz son consecuencia de las reacciones fotoquímicas, que conducen a verdaderos cambios estructurales, y aquellos procesos previos como los procesos fotofísicos.
Las ventajas de la luz como reactivo en estos procesos son:
– Control espacial.- La luz se propaga en línea recta y solo induce la reacción deseada allí donde incide.
– Control temporal.- El proceso o reacción comienza/termina al encender/apagar la luz.
PROCESOS FOTOFÍSICOS
La absorción de luz se produce si la energía de radiación incidente se corresponde con la diferencia de energías entre los estados fundamental y excitado.
Los procesos de desactivación radiactivos son la fluorescencia y la fosforescencia. La fluorescencia es la desactivación radiactiva desde el estado excitado al fundamental, es decir, emite parte de la energía absorbida en forma de luz a una longitud de onda diferente a la absorbida y la otra parte es disipada en forma de calor. Se produce en un espacio de tiempo corto, es lo que la diferencia de la fosforescencia. La fosforescencia es el proceso de desactivación radiactiva en el que existe un retraso temporal entre la absorción y la reemisión de los fotones, por lo que se emite luz durante un tiempo más prolongado aún después del corte del estímulo que lo provoca.
Otro fenómeno generado por la luz es el fotocromatismo, que consiste en cambio de color reversible entre 2 estados con diferente espectro de absorción, cuando la luz incide. El fotocromatismo se produce por alguna modificación estructural como la isomerización de valencia o la isomerización cis-trans, entre otras. En general, los polímeros que incorporan grupos que sufren isomerizaciones reversibles fotoinducidas, experimentan cambios que modifican sus propiedades físicas, tanto en estado sólido como en disolución.
1ª Sesión
Introducción al cuerpo humano y los nanobots.
2ª, 3ª y 4ª Sesión
Realización del cuerpo humano
Utilizando el material y construyendo moldes con plastilina de los diferentes órganos creamos el cuerpo humano al que posteriormente introduciremos las distintas arterias y venas para su posterior uso
5ª y 6ª sesión
Diseño, fabricación, montaje y puesta en funcionamiento del sistema circulatorio.
En estas dos sesiones se prepara la bomba de agua que se utilizará para el bombeo simulado del corazón. También se montará el sistema de circulación de arterias y venas para que puedan fluir los nanobots a través del cuerpo
7ª sesión
Fabricación de ferrofluido
El ferrofluido se utiliza para la simulación de los nanobot. Los ferrofluidos son suspensiones coloidales de nanopartículas magnéticas. Los ferrofluidos responden a un campo magnético externo que permite la ubicación de la solución a ser controlado mediante la aplicación de un campo magnético. Fe 3 O 4 nanopartículas de magnetita se pueden producir mediante la mezcla de sales de Fe (I ) y Fe (I I) juntos en una solución básica. Las partículas deben permanecer pequeñas y separadas entre sí con el fin de permanecer en suspensión en el medio líquido. Los surfactantes se utilizan para prevenir que las nanopartículas se acerquen el uno al otro muy cerca. Una vez preparado, los ferrofluidos tienen la propiedad n de exhibir «picos» cuando se coloca en la proximidad de un imán fuerte.
8ª sesión
En esta última sesión se realiza la simulación de la circulación de los nanobots por el torrente sanguíneo siendo conducidos por un biosensor que analiza las proteínas de membrana del cáliz celular hasta conseguir detectar las células cancerosas.
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