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Aug 01, 2023

Professores abraçam as mãos

Imagem anterior Próxima imagem Em meio aos fornos de tijolos da forja e fundição do MIT, Mike Tarkanian derramou metal líquido em um molde até enchê-lo e depois esvaziou o resto em uma gamela. Para demonstrar como

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Entre os fornos de tijolos da forja e fundição do MIT, Mike Tarkanian despejou metal líquido em um molde até enchê-lo e depois esvaziou o resto em uma gamela. Para demonstrar a rapidez com que ele se solidificou na temperatura ambiente da sala, o professor sênior do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais (DMSE) do MIT chutou a calha e um pedaço sólido de metal caiu. A demonstração fez parte do Acampamento Anual do Genoma de Materiais, um workshop de uma semana para educar professores do ensino fundamental e médio em ciência e engenharia de materiais. O acampamento é administrado pelo Centro multiinstitucional de Design Hierárquico de Materiais e pela Sociedade Americana de Metais e no MIT por Greg Olson, Professor Thermo-Calc da Prática em DMSE. Este ano, 12 professores de todos os Estados Unidos e Canadá foram encarregados de criar um metal “autocurável” – que pode reparar os danos que sofre – usando estanho e bismuto. Embora não seja uma verdadeira liga de aço, a classe carinhosamente chama sua criação remendada de Frankensteel. O curso está alinhado com a Iniciativa Genoma de Materiais, um esforço federal da era Obama para projetar e fabricar materiais de forma mais rápida e barata do que tradicionalmente. Nesse sentido, os professores projetaram seu novo metal usando CALPHAD, uma metodologia para prever propriedades de materiais multicomponentes, como ligas. Frankensteel é sustentado por fios feitos de um material com memória de forma, que pode reverter de uma forma para outra. Se o metal rachar, ele pode “curar” quando aquecido a uma determinada temperatura. “Os professores definem a composição e a temperatura de forma que o material tenha cerca de 20% de líquido formado localmente durante o processo de cura”, diz Julian Rackwitz, estudante de pós-graduação do grupo de pesquisa de Olson e um dos coordenadores do acampamento. “Os fios com memória de forma unem as superfícies das rachaduras e o líquido cura tudo novamente – enquanto a maior parte do material ainda é sólida para manter sua forma.” Ao longo da semana os professores realizaram experiências, testando componentes estruturais em gelo e gesso, moldando as suas amostras experimentais e fazendo testes de tracção, ou medindo a força necessária para quebrar os materiais.

Usando o que aprenderam durante o acampamento, os participantes planejam desenvolver novos projetos para seus alunos em seus países de origem. “Essa experiência realmente me ajudou a aprender mais sobre ciência dos materiais – e nos deu muitas aplicações que podemos trazer para nossas salas de aula do ensino fundamental ou médio”, diz Yong You, professor da Ridgeview Middle School em Gaithersburg, Maryland. Ela ensinou física, ciências da Terra e astronomia para alunos da oitava série e este ano ensinará ciências da vida na sétima série. Você gostou de experimentar várias combinações de reforço estrutural em gesso. Bambu, clipes, papel e elásticos foram apenas alguns dos itens utilizados para fortalecer o material. “Tentamos todos os tipos de combinações, peças e depois tentamos ver quanta força precisávamos para quebrar o gesso que fizemos”, diz You. Tais experiências são facilmente transferidas de volta para a sala de aula, diz You. “Você pode ensinar seus alunos sobre os materiais. Como você os reforça? Como você os torna mais fortes? Outra participante, Brenna Toblan, é professora de ciências e física na Central Memorial High School em Calgary, Alberta. Algumas de suas aulas são pré-requisitos, por isso os alunos não estão particularmente interessados ​​em ciências. “Eles às vezes pensam nisso apenas como: 'É um curso que você está me obrigando a fazer e eu odeio isso'.” Toblan quer trazer algumas de suas experiências nos workshops práticos do acampamento do MIT de volta para seus colegas professores e ajudar compreendam a importância de desenvolver atividades envolventes motivadas pela aplicação prática. Por exemplo, ela está interessada em conversar com professores do programa de pré-engenharia do seu sistema escolar, que possam ter acesso ao equipamento especializado necessário para realizar testes de tração. O objectivo, diz Toblan, é tornar a ciência mais acessível aos estudantes, “dar-lhes ideias, mostrar-lhes: 'Qual é o objectivo da ciência?'” Toblan diz que via a semana não como trabalho, mas como recreação. Ela tentou convencer outro professor da sua escola de que deveria ir para o acampamento. “Ela diz: 'Ah, estou muito ocupada, quero tirar férias'. Não, não, você não entende. Este é um feriado. Isto é divertido." Na verdade, a experiência deixou Toblan revigorado para buscar outro diploma. Ela estava considerando sua formação em astrofísica e como ela pode se relacionar com a ciência e a engenharia de materiais. “Eu faço outro curso de engenharia? Ou vou direto para o mestrado/doutorado em astrofísica? Ou posso combiná-los de alguma forma? Porque isso é realmente fascinante”, diz Toblan, que leciona há quase 30 anos, refletindo sobre o que deseja fazer na aposentadoria. “Bem, na verdade não vou me aposentar. Vou aprender coisas novas e fazer coisas novas.”