Nanoland: Teatro nano-científico que hace visible lo invisible

Nanoland, un espectáculo donde enseñamos a niños, niñas y familias de primaria el mundo de la nanotecnología, un espectáculo, donde a través de las emociones, logramos hablar de conceptos abstractos como la nanociencia o la cuántica.

Escena 1: ¿Qué busca Nanoland?

Nanoland tiene como finalidad acercar la ciencia en general, y la nanotecnología en particular, a los niños y niñas de primaria. De una forma divertida, emocionante y con  un gran rigor
científico, el público se adentrará en el sorprendente mundo nano, es decir, el mundo de la mil millonésima (10-9) parte de un metro, un tamaño ligeramente superior al de los átomos y
moléculas, o un tamaño 1.000.000 veces más pequeño que la medida de una hormiga!

Escena 2: El inicio del espectáculo

Nanoland comienza con un breve viaje desde el mundo macro al mundo nano, utilizando recursos del teatro negro para situar el concepto de dimensión y tamaño.

Es interesante saber que el prefijo “nano” proviene de la palabra griega “Nanos” que significa enano. ¿Sabrías cuántos nanómetros de diámetro tiene un cabello humano? Incluso es necesario releer la pregunta para saber de qué se está hablando, pero podemos avanzar que tiene 80.000. Y podríamos seguir haciendo infinitas comparaciones como que un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte de un metro, o la millonésima de un milímetro, 8 veces el radio de un átomo y 100 veces más pequeño que una célula bacteriana!

Escena 3: Átomos, moléculas y…nanopartículas

Iniciamos un viaje hacía el mundo atómico,  donde hablamos de la estructura básica del átomo mediante una escena de clowns. Como hemos deducido, la nanotecnología es la ciencia capaz de trabajar a nivel de átomos y moléculas. Por lo tanto,  es interesante conocer cómo es un átomo por dentro. En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. El núcleo está formado por partículas con carga eléctrica positiva, llamadas protones, y partículas sin carga, los neutrones, y se mantienen unidas gracias, entre otras, a la fuerza nuclear.   En la corteza, la parte exterior del átomo, se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en diferentes niveles de energía, giran alrededor del núcleo. No introducimos otras partículas sub-atómicas. La escena de clowns transforma esta explicación en divertida y entretenida. A través de despertar emociones, introducimos conceptos científicos

De átomos a moléculas

Pasamos del átomo a las moléculas, con un símil entre las relaciones personales y los enlaces atómicos a partir de una danza entre dos personas. Los átomos se pueden unir para formar lo que
llamamos moléculas. La molécula es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y está formada por dos o más átomos. Los átomos que forman las moléculas pueden ser iguales (como pasa con la molécula de oxígeno, que cuenta con dos átomos de oxígeno) o diferentes (la molécula de agua, por ejemplo, tiene
dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno).

Sin olvidarnos de los nanomateriales

Con la danza simulamos el enlace entre átomos para formar las moléculas, paso previo a la formación de las nanopartículas (es decir, de los nanomateriales una de las  dimensiones de los cuales está entre 1 y 100nm). Hay diferentes tipos de enlaces. Por ejemplo, el enlace molecular, o covalente, que es el que se produce en el agua, se forma cuando los átomos se unen intercambiando pares de electrones. Este enlace puede ser de dos tipos:  polar o no polar. En el primer caso, la unión molecular está compartida de forma desigual entre los átomos, de forma que hay como un desequilibrio de cargas, mientras que en los enlaces no polares, los electrones son compartidos por igual entre los dos átomos.

Escena 4: Feynman, visionario y genio

A partir de aquí, el personaje que introduce los diferentes conceptos es una marioneta que simula a Richard Feynman. La nanotecnología fue introducida por primera vez en 1959 por el físico
Richard Feynman, ganador del Premio Nobel en 1965.  “There is plenty of room at the bottom” (hay mucho espacio allí abajo) fue una expresión que ha pasado a la historia y que fue el título de en una de sus conferencias más relevantes, que muchos marcan como el inicio de la nanotecnología moderna.

Feynman: El nacimiento de la ciencia en la nanoescala, con Teatro negro se explica mejor

Utilizamos el teatro negro para explicar las aplicaciones de la nanotecnología. El desafío de la nanotecnología es producir nuevos materiales útiles con propiedades personalizadas. Las propiedades electrónicas, magnéticas, ópticas o mecánicas de las nanopartículas son muy sensibles a su tamaño y se pueden modificar variando su forma y dimensiones. Por este motivo, las nanopartículas resultan muy atractivas para fabricar dispositivos electrónicos, y, como no podía ser menos, están destinadas a tener un papel estelar a las nuevas tecnologías del siglo XXI. Así, en una escena de teatro negro hablamos de cómo el oro a escala nano presenta colores diferentes al oro en escala macro y de cómo estos colores dependen de su tamaño.

Escena 5: La nanotecnología- Una realidad palpable

La nanotecnología ya está teniendo un impacto en los nuevos alimentos, dispositivos médicos, revestimientos químicos, kits de pruebas de salud personal, pantallas para juegos de PC de mano y de cine de alta resolución.  En el espectáculo NANOLAND lo representamos con elementos de luz negra.

Confinamiento cuántico, superhidrofobicidad,…: ¿Pero todo esto queremos explicar?

Los materiales cuya medida se aproxima al del átomo manifiestan propiedades sorprendentes que no tienen cuando su tamaño se aleja de los 100 nm.  Algunos de los factores que  producen estas propiedades exóticas, derivadas de su muy pequeño tamaño, son: tamaño a escala nanométrica, mayor área superficial relativa y el efecto de confinamiento cuántico. El cuál explicamos mediante una divertidísima escena de commedia dell’arte, la escena más recordada del espectáculo. Comparamos el efecto de física clásica de acción-reacción con el concepto cuántico basado en que una
misma partícula puede estar a la vez en dos lugares diferentes, y mostramos varios fenómenos sorprendentes que ocurren en el mundo cuántico. También representamos el sorprendente aumento de área superficial que se produce a escala nanométrica.

Con una escena de danza, explicamos el concepto de superhidrofobicidad, tal y como le pasa a la hoja de loto, mediante una escena de danza donde una persona representa el agua y otra, el material tratado.

Escena final: Todo llega a su fin

Finalmente, después de una última aparición de la marioneta de Feynmann y de la manipulación de las letras fluorescentes que nos dieron la bienvenida al inicio del espectáculo, acaba el viaje por el mundo nano. Berta y Lidia, las protagonistas del viaje, se despiden. Lidia reconoce que ha aprendido ciencia de una manera sencilla y original, y ha comprendido que hay muchas cosas por descubrir allí abajo y lo importante que es la nanotecnología.

FIN

Espero que os haya gustado la crónica de Nanoland y sobretodo, espero veros algún día disfrutando del espectaculo!

Dr.Jordi Diaz-Marcos, coordinador de técnicas nanométricas (CCiTUB), Nanodivulga UB y EspaiNano (ACCC)

Nanodivulgación: NanoEduca, Nanoinventum y Festival 10alamenos9