Física, Química i Enginyeria de Materials
Descobreix què t'espera a Enginyeria de Materials
El curs
Imagina un món on les pròtesis es fusionen amb el nostre cos i ens protegeixen de les infeccions, on les bateries d'un cotxe elèctric duren el mateix que un viatge a la Lluna, i on els sistemes de refrigeració no destrueixen la nostra atmosfera. Això no és ciència-ficció. És Enginyeria de Materials.
A Bojos per la Ciència, Enginyeria de Materials, t’endinsaràs en un món on la ciència és l’eina per reconstruir el cos humà, transformar l’energia i imaginar ciutats intel·ligents.
Treballaràs amb biomaterials que s’integren en el nostre organisme, descobrirem com es fabriquen estructures cel·lulars amb impresores 3D, explorarem nous materials que canvien de forma amb la llum, la calor o el pH de la pell, i entendràs com funciona una placa solar o perquè és resistent un ós. I tot això, ho faràs experimentant i creant en companyia de científics i científiques que estan dissenyant els materials del futur.
Si ets dels qui es pregunten per què i què passaria si, i saps que la veritable revolució no es troba en el què es construeix sinó en el material amb què es construeix, acompanya'ns en un viatge des de l’invisible (àtoms i molècules) fins a l’extraordinari.
Objectius d’aprenentatge
● Recerca
○ Acostar els estudiants a la recerca en ciència de materials.
○ Comprendre la importància de la recerca bàsica i l'aplicada per al benestar de la nostra societat.
○ Entendre la importància de la col·laboració i la interdisciplinarietat en ciència.
○ Oferir una experiència immersiva i transformadora que connecti els i les participants amb la realitat de la recerca i els reptes del món actual.
● Orientació i vocacions científiques
○ Fomentar entre els joves les vocacions científi ques vinculades al món de les ciències de materials.
○ Comprendre els fonaments de la recerca científica, des de la formulació d’una hipòtesi fi ns a la presentació de resultats.
○ Conèixer mètodes i eines pròpies de la ciència de materials, tant en la seva vessant experimental com computacional 4.
○ Aplicar la metodologia científica: observació, recollida i anàlisi de dades, elaboració d’hipòtesis, contrastació i conclusions.
○ Desenvolupar un projecte de recerca amb valor científic i comunicatiu, treballant amb rigor, creativitat i esperit crític.
○ Familiaritzar-se amb àrees d’aplicació reals de la ciència de materials: salut, energia, medi ambient i nous dispositius.
● Habilitats personals
○ Potenciar habilitats com el treball en equip, la resolució de problemes, la comunicació científica i la presa de decisions.
○ Estimular l’autoconfiança i l’autonomia en entorns d’aprenentatge actiu i exigent.
○ Afavorir el pensament crític i la capacitat de relacionar coneixements interdisciplinaris.
○ Fomentar el networking entre joves amb inquietuds similars i amb el món investigador.
○ Gaudir d’una experiència enriquidora i transformadora que pugui infl uir en la seva orientació acadèmica i vocacional futura.
Metodologia
Bojos per la Ciència. Física, Química i Enginyeria de Materials es basa en una metodologia activa, participativa i vivencial, que posa l’alumne al centre de l’aprenentatge. A través de tallers pràctics, xerrades divulgatives, dinàmiques col·laboratives i el treball per projectes, es vol fomentar l’experimentació directa, l’autonomia i la curiositat científica.
El curs combina sessions introductòries i teòriques amb activitats en laboratoris, interacció amb el personal investigador i espais per al debat i la refl exió. Aquesta aproximació busca no només transmetre coneixements, sinó també proporcionar als alumnes una experiència real de la pràctica científi ca, desenvolupant tant competències acadèmiques com personals en un entorn de recerca d’excel·lència.
Sessions 2027
● Presentació del programa i de l’equip organitzador.
● Activitats de grup (troba la teva parella, formularis d’interessos…).
● Visita guiada a las instal·lacions amb demostracions rotatives.
● Anàlisi del mètode científic: formulació d'hipòtesis, disseny experimental i tractament de dades en recerca.
● La maleta de materials (com els nous materials responen als reptes del segle XXI).
● "La ciència del llapis": caracterització de la conductivitat elèctrica del grafit i introducció a la química i física dels nanomaterials de carboni.
● Introducció a la química verda i al disseny de nous materials d'impacte ambiental reduït.
● Fabricació d'un catalitzador químic per a la captura i purificació de CO₂.
● Creació i caracterització d'una membrana polimèrica per a la filtració de microplàstics.
● Principis de la fabricació additiva: tecnologies FDM i SLA, i comportament reològic dels termoplàstics i resines.
● Disseny assistit per ordinador (CAD) aplicat a la medicina regenerativa.
● Impressió 3D per a defectes ossis (inclou context clínic i assaig mecànic de les peces).
● Introducció a la conversió energètica, el magnetisme i la inducció electromagnètica.
● Construcció pas a pas d'una ràdio de galena sense font d'alimentació externa.
● Caracterització de la captació de senyal i optimització de la ressonància en el circuit.
● Recorregut analític per l'exposició Matter Matters: estudi de casos d'innovació en l'estat sòlid.
● Transferència tecnològica: com es passa del desenvolupament en el laboratori a la producció industrial.
● Aplicacions biomèdiques dels materials: principis de biocompatibilitat, bioactivitat i degradació controlada.
● Taller de dissecció del cor: anàlisi de la biomecànica del teixit cardíac i les seves propietats elàstiques.
● Simulació de teràpies cardiovasculars: integració de stents polimèrics i aplicació d'hidrogels en la regeneració de teixits.
● L'hidrogen en el nou model energètic: fonaments de termodinàmica i reaccions de reducció-oxidació.
● Pràctica d'electròlisi de l'aigua: generació i emmagatzematge d'hidrogen verd a escala de laboratori.
●Caracterització i mesura del rendiment energètic d'una pila de combustible tipus PEM.
● L'efecte fotoelèctric i la conversió d'energia solar: física de la unió p-n en semiconductors.
● Fabricació d'una cèl·lula solar sensibilitzada per colorant (DSSC) mitjançant diòxid de titani i pigments naturals.
● Extracció de corbes intensitat-voltatge (I-V) per calcular l'eficiència de conversió fotovoltaica.
● Teoria de la resistència elèctrica zero, l'efecte Meissner i levitació quàntica (quantum pinning).
● Mesura de la resistència elèctrica de diferents materials en funció de la temperatura (des de Tª ambient fins als -196 °C del nitrogen líquid).
● Construcció d'un circuit/pista de levitació magnètica.
● Fonaments dels sensors físics i químics (resistius, capacitius i piezoelèctrics) i integració amb electrònica de control.
● Programació d'Arduino per a l'automatització i la presa de dades contínua en entorns de laboratori.
● Disseny d'un circuit de monitoratge de paràmetres ambientals i físics en temps real.
● Efectes de superfície i confinament quantic en materials de dimensions inferiors als 100 nm.
● Taller de síntesi per via humida: preparació de nanopartícules metàl·liques (or o plata) mitjançant reaccions REDOX.
● Caracterització opticofísica: observació de l'efecte Tyndall i mesura de la ressonància de plasmó de superfície.
● Taller de Scientific Pitch: eines d'oratòria per explicar projectes d'enginyeria
● Preparació de les presentacions orals pel congrès divulgatiu
Els participants presentaran un dels tallers realitzats davant del públic, en un entorn similar als congressos científics:
● Celebració del congrés científic amb públic obert.
● Presentacions per grups.
● Agraïments i cloenda.
● Cocktail final de celebració.
Entitats col·laboradores
El Centre de Recerca en Ciència i Enginyeria Multiescala (CCEM) és un centre ubicat al Campus Diagonal-Besòs de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) dedicat a la ciència de materials avançats i les seves aplicacions en àmbits clau com ara l'energia, el medi ambient i la salut.
El CCEM neix amb l’objectiu de fomentar una recerca d’excel·lència amb un enfocament multidisciplinari, que combina la ciència de materials, l’enginyeria, la física, la química i la biologia per afrontar els grans reptes de la societat. El centre reuneix investigadors i investigadores de diferents grups de recerca de la UPC i col·labora amb institucions nacionals i internacionals de referència.
L’any 2024, el CCEM va rebre l’acreditació d’Unitat d'Excel·lència María de Maeztu, un reconeixement atorgat pel Ministeri de Ciència i Innovació del Govern d’Espanya a centres de recerca que destaquen pel seu impacte científi c i lideratge internacional. Aquest reconeixement consolida el paper del CCEM com un referent en la recerca en ciència de materials a nivell europeu i internacional.