Propuesta experimental docente para la síntesis de nanomateriales magnéticos. Nanopartículas magnéticas en montmorillonita
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En este trabajo se desarrolló una propuesta experimental para estudiantes universitarios por medio del Aprendizaje con Base en Problemas. A quienes se les proporcionó el reto de preparar un nanomaterial cerámico para la descontaminación de suelos; actividades enmarcadas en las áreas de la química de sólidos y de materiales cerámicos. Los estudiantes mostraron su capacidad al proponer el diseño de nanopartículas magnéticas de hierro insertadas en una arcilla montmorillonítica para la resolución del problema; a través de sus habilidades de investigación en literatura confiable, plantearon sus objetivos, hipótesis y metodología para la síntesis in situ de las nanopartículas magnéticas, en una montmorillonita acondicionada; desarrollaron e interpretaron los experimentos; realizaron la caracterizaron estructural de sus nanomateriales por las técnicas de difracción de rayos X de polvos y espectroscopía de absorción infrarroja; finalmente, concluyeron sus resultados. De forma paralela, desarrollaron sus habilidades de reflexión, toma de decisiones, de intercambio y comunicación de opiniones e información, argumentaron, memorizaron y formularon sus ideas. Los estudiantes expusieron sus avances en los seminarios semanales; redactaron el informe final en forma de artículo de investigación y realizaron una muestra experimental en la Feria de Química de la Facultad de Química, UNAM.
Detalles del artículo
Citas
Chávez García, M.L., Carreto Cortés, J.M.E., García Mejía, T.A. (2020). Síntesis de materiales: cerámicas magnéticas. Propuesta experimental con el aprendizaje basado en problemas. Educación Química, 31(4). http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2020.4.71995.
Berry, R. W., Bergaya, F., y Lagaly, G. (2006). Chapter 16 Teaching Clay Science: A Great Perspective. En Developments in Clay Science (pp. 1183-1195). https://doi.org/10.1016/s1572-4352(05)01044-5.
Carretero-Cerdán, A., Peiró-Franch, A., Torres-Iglesias, R., Trigueros-Navarro, L., Cordoncillo, E. y Beltrán-Mir, H., (2017). A simple approach to understand solid state chemistry with the example of a piezoelectric material incorporated in a birthday card speaker. Proceedings of EDULEARN17 Conference, 7559-7568.
Causil Vargas, L. A., & Rodríguez de La Barrera, A. E. (2021). Aprendizaje basado en Proyectos (ABP): experimentación en laboratorio, una metodología de enseñanza de las ciencias naturales. Plumilla educativa, 105-128. https://doi.org/10.30554/pe.1.4204.2021.
Cevallos-Torres, L., y Botto-Tobar, M. (2019). The system simulation and their learning processes. En Studies in computational intelligence (pp. 1-11). https://doi.org/10.1007/978-3-030-13393-1_1.
Chowdhury, S., Dhara, D., Chowdhury, S., Haldar, P., Chatterjee, K., y Bhattacharya, T. K. (2021). A novel approach toward microstructure evaluation of sintered ceramic materials through image processing techniques. International Journal of Applied Ceramic Technology, 18(3), 773-780. https://doi.org/10.1111/ijac.13716.
Constant, KP., (2005). Materials as Global Activity: Setting the Scene. National Academies of Sciences. Engineering and Medecine. Globalization of Materials RyD: Time for a National Strategy. Chpt. 1, 11-16. https://doi.org/10.17226/11395.
Deagen, M. E., Brinson, L. C., Vaia, R. A., y Schadler, L. S. (2022). The materials tetrahedron has a “digital twin”. Mrs Bulletin, 47(4), 379-388. https://doi.org/10.1557/s43577-021-00214-0.
Drobíková, K., Štrbová, K., Tokarčíková, M., Motyka, O., y Seidlerová, J. (2020). Magnetically Modified Bentonite: Characterization and stability. Materials Today: Proceedings, 37, 53-57. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.375.
Jansson, S., Söderström, H., Andersson, P. L., y Nording, M. L. (2015). Implementation of Problem-Based Learning in Environmental Chemistry. Journal of Chemical Education, 92(12), 2080-2086. https://doi.org/10.1021/ed500970y.
Joseph, T. M., Mahapatra, D. K., Esmaeili, A., Piszczyk, Ł., Hasanin, M. S., Kattali, M., Haponiuk, J. T., & Thomas, S. (2023). Nanoparticles: taking a unique position in medicine. Nanomaterials, 13(3), 574. https://doi.org/10.3390/nano13030574.
Martı́n, C., Segarra, I. M., Ibáñez, M., Mira, S., Fajardo, C., y González‐Benito, M. E. (2021). Effectiveness of a Hybrid Project-Based Learning (H-PBL) approach for students’ knowledge gain and satisfaction in a plant tissue culture course. Education Sciences, 11(7), 335. https://doi.org/10.3390/educsci11070335.
Miravet, L. M., Cabedo, L., Royo, M., Gámez‐Pérez, J., Lopez‐Crespo, P., Segarra, M., & Guraya, T. (2018). On the perceptions of students and professors in the implementation of an Inter-university Engineering PBL experience. European Journal of Engineering Education, 44(5), 726-744. https://doi.org/10.1080/03043797.2018.1498829.
Nagarajan, S., y Overton, T. (2019). Promoting systems thinking using project- and Problem-Based learning. Journal of Chemical Education, 96(12), 2901-2909. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00358.
Oliveira, L. C., Rios, R. V. R. A., Fabris, J. D., Sapag, K., Garg, V. K., y Lago, R. M. (2003). Clay–iron oxide magnetic composites for the adsorption of contaminants in water. Applied Clay Science, 22(4), 169-177. https://doi.org/10.1016/s0169-1317(02)00156-4.
Ramos Mejía, A. (2018). ¿Cómo producir una experiencia profunda y transformadora en un curso experimental de fisicoquímica? Educación Química, 29(2), 62. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2018.2.63708.
Reichel, V. y Faivre, D., (2017). Magnetite Nucleation and Growth. Alexander E.S. Van Driessche, Matthias Kellermeier, Liane G. Benning y Denis Gebauer, Editors. New Perspectives on Mineral Nucleation and Growth, Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45669-0_14.
Reyes, A., (2019). Síntesis de hidroxiapatita y B-fosfato tricálcico, en la elaboración de biomaterials, con ácido poliláctico, por impresión 3D para la regeneración ósea. [Tesis que para obtener el título de Licenciada en Química, Universidad Nacional Autónoma de México]. TESIUNAM. https://goo.su/wtkNJTS.
Rule, A. C. (2007). Preservice Elementary teachers’ ideas about clays. Journal of Geoscience Education, 55(4), 310-320. https://doi.org/10.5408/1089-9995-55.4.310.
Sebastián, V., y Gimenez, M. (2016). Teaching nanoscience and thinking nano at the macroscale: Nanocapsules of Wisdom. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 228, 489-495. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2016.07.075.
Tokarčíková, M., Seidlerová, J., Motyka, O., Životský, O., Drobíková, K., y Kutláková, K. M. (2020). Easy and low-cost preparation method of magnetic Montmorillonite/FEXOY Composite: Initial study for future applications. Monatshefte für Chemie - Chemical Monthly, 151(1), 1-10. https://doi.org/10.1007/s00706-019-02536-x.
Schoonheydt, R. A., Johnston, C. T., y Bergaya, F. (2018). Clay minerals and their surfaces. En Developments in Clay Science(pp. 1-21). https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102432-4.00001-9.
Shokrollahi, H. (2017). A review of the magnetic properties, synthesis methods and applications of maghemite. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 426, 74-81. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.033.
Vorozhtsov, S. A., Khrustalyov, A., y Kulkov, S. N. (2016). Synthesis and properties of aluminum-based composite materials for high operating temperatures. Nucleation and Atmospheric Aerosols. https://doi.org/10.1063/1.4966524.
Educación Química por Universidad Nacional Autónoma de México se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional.
Basada en una obra en http://www.revistas.unam.mx/index.php/req.