Publicació a l’European Journal of Engineering Education: REI en Teoria de Màquines i Mecanismes

La investigadora de l’EUSS Dra. Elena Bartolomé, en col·laboració amb l’alumne Ramón Ruete (ara graduat en Enginyeria Mecànica), acaba de publicar un article a la revista European Journal of Engineering Education (EJEE) sobre la implementació de la metodologia REI en l’assignatura de Teoria de Màquines i Mecanismes (TeoMM).

L’educació en Enginyeria està contínuament evolucionant, per tal d’adaptar-se als nous reptes de la professió. Avui dia, s’espera que els estudiants d’Enginyeria adquireixin no només una sòlida base tècnica, sinó també altres competències transversals molt importants. En les últimes dècades s’ha demostrat que els mètodes actius, com ara l’aprenentatge basat en projectes i activitats de recerca, són molt efectius a l’hora d’adquirir totes aquestes competències.

Esquema simplificat de preguntes i respostes (Q-A map) que resulta de la pregunta generatriu,
Q0 – “¿Cóm funciona el gat de tisora d’un cotxe?”

En particular la metodologia REI (Recorregut d’Ensenyament i Investigació) és una eina educativa, basada en la Teoria Antropològica del Didàctic, que promou l’aprenentatge a través de la recerca de respostes, utilitzant tots els mitjans possibles a l’abast de l’estudiant. El REI sol començar amb una pregunta oberta (Q0), que condueix, a través d’un mapa de preguntes-respostes, a l’ampliació del coneixement sobre un tema. En els últims anys, s’ha demostrat el potencial dels REIs en l’educació en Enginyeria, i s’han implementat en algunes assignatures de l’EUSS, com ara Resistència de Materials, Mecànica de Medis Continus i Informàtica.

En l’article publicat s’ha investigat l’ús del REI en, Teoria de Màquines i Mecanismes (TeoMM), una assignatura de 2n curs a l’EUSS. Es va dissenyar, implementar i analitzar un REI basat en l’estudi, en grups de treball, del funcionament de vuit màquines reals d’un cotxe (e.g. la palanca de canvis, el capó, el gat de tisora, la biela-maneta, la grua). Durant el REI es van combinar moments d’estudi amb altres activitats, com ara la recerca d’informació, l’experimentació amb màquines reals i fabricació de prototips, l’anàlisi i simulació de màquines, la discussió amb els companys, etc. El treball reporta els  canvis produïts en els processos d’aprenentatge, l’adaptació dels estudiants a la nova metodologia, i mostra la utilitat del REI per adquirir els continguts tècnics de la matèria així com per desenvolupar altres competències transversals, com el treball en equip, l’aprenentatge autònom, la resolució de problemes, creativitat, gestió de projectes i l’orientació a la qualitat.

Publicació al Journal of Energy Storage

Els professors Dr. Llorenç Servera i Dr. Jose Maria Ruiz acaben de publicar un article a la revista Journal of Energy Storage, titulat “Carbon nanocomposite electrodes for electrical double layer capacitor”. Aquest treball ha estat fruit d’una col·laboració entre l’EUSS, i investigadors de l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB) de la Universitat de Barcelona, el Departament de Física de la Universitat Nacional An-Najah (Palestina) i el Centre de Nanotecnologia i Bioenginyeria integrada (NIBEC) de la Universitat d’Ulster (Regne Unit).

Esquema de procediment de fabricació dels nanocompostos de CA + CNF per al seu ús com electrodes de doble capa.

Els carbonis activats (CA) s’han utilitzat com a material d’elèctrodes en condensadors elèctrics de doble capa comercials (EDLC) a causa del seu baix cost, elevada superfície específica i estabilitat química. Malauradament, el rendiment supercapacitiu del CA no és satisfactori a causa de la seva baixa conductivitat. En aquest article, es reporta la síntesi de nous nanocompostos basats en una barreja de CA i CNF utilitzant ruta senzilla de processament de pols i avaluant el seu comportament electroquímic com a materials d’elèctrodes en EDLC simètrics.

Article: “Students perception of videos in introductory physics courses of engineering in face-to-face and online environments”.

El Dr. Antoni Pérez Navarro professor de l’EUSS publica l’article “Students perception of videos in introductory physics courses of engineering in face-to-face and online environments”.

Resum: Els vídeos digitals tenen una presència important (i creixent) en els processos d’aprenentatge, especialment a les universitats i escoles en línia. No obstant això, la creació de vídeos és una activitat que requereix molt de temps per als professors, que normalment no són experts en creació de vídeos. Per tant, és important saber quin tipus de vídeo és percebut com a més satisfactori i útil pels estudiants, entre els vídeos que acostumen a crear els docents. En aquest article mostrem un model estructural amb la relació entre la satisfacció, la forma en què s’ha creat un vídeo, el tipus de vídeo (amb o sense les mans del professor i amb o sense el cos / cap del professor), la utilitat percebuda, el contingut del vídeo (teoria o problemes) i l’impacte potencial dels vídeos sobre les taxes d’aprovació. L’experiment s’ha realitzat en un curs introductori de Física de l’Enginyeria amb més de 200 estudiants de primer curs a tots dos: a la universitat 100% en línia, Universitat Oberta de Catalunya (UOC); i en una universitat presencial, Escola Universitària Salesiana de Sarrià (EUSS). S’han realitzat proves amb aproximadament 100 vídeos de dos tipus: vídeos creats amb una tauleta digitalitzadora i captura de pantalla i vídeos creats gravant les mans del professor. Els resultats s’han analitzat quantitativament. La investigació mostra que els resultats són independents de l’entorn i que els estudiants prefereixen els vídeos amb les mans. D’altra banda, s’ha trobat poc efecte sobre el contingut del vídeo en la utilitat o satisfacció percebudes. Els resultats del rendiment mostren que els vídeos poden millorar les possibilitats d’aprovar l’assignatura. Per tant, l’article mostra que els vídeos amb les mans són un complement útil per a assignatures difícils, com la física introductòria a l’enginyeria, per assimilar eficaçment el coneixement científic. Les principals contribucions d’aquest article són: analitzar la percepció que els estudiants tenen del vídeo en un context específic, curs d’iniciació a la física a l’enginyeria, en diferents entorns; i analitzar la percepció del vídeo sobre la forma en què s’ha creat i el tipus de contingut. Podeu llegir l’article complet.

Article publicat al Journal of Materials Science: Materials in Medicine

El professor de l’EUSS Pablo Sevilla ha publicat recentment l’article “Osseointegration around dental implants biofunctionalized with TGFβ-1 inhibitor peptides: an in vivo study in beagle dogs” a la revista Journal of Materials Science: Materials in Medicine. Aquest treball ha sigut fruit d’una col·laboració entre l’EUSS i el Departament de Cirurgia Oral e Implantologia de la Universidad de Granada, la Unitat d’Anatomia Humana i Embriologia de la Universitat de Barcelona, el Departament de Cirurgia de l’Escola de Veterinària de la Universitat de Barcelona, i la Facultat de Medicina de la UIC.

Figura: Imatges TGF-b BS-SEM dels implants analitzats després de 8 setmanes d’implantació en (a) el grup de control (b) P17-biofunctionalitzat, i (c) P144-biofunctionalitzat.

L’objectiu d’aquest estudi era avaluar l’efecte de la biofuncionalització amb dos pèptids inhibidors del TGF-β1, P17 i P144, en l’osseointegració d’implants dentals CP-Ti. En aquest estudi es van utilitzar un total de 36 implants (VEGA, Klockner®) amb connexió interna de 3,5 × 8 mm, dividits en tres grups: (1) grup de control (n = 12), (2) implants amb superfícies biofuncionalitzades amb inhibidor del pèptid P17 (n = 12), (3) implants amb superfícies biofuncionalitzades pel pèptid P144 (n = 12). Es van inserir tres implants, un de cada grup, en els dos hemimandibles de 6 gossos beagle, 2 mesos després de l’extracció de les dents. Les mostres, analitzades a les 2, 4 i 8 setmanes després de la inserció de l’implant, es van estudiar i analitzar mitjançant microscòpia BS-SEM i anàlisi histològica. La biofuncionalització superficial amb els pèptids inhibidors del TGF-β1, P17 i P144, va donar lloc a millors paràmetres quantitatius i qualitatius en relació amb l’osseointegració de l’implant.

Article publicat al J.Physical Chemistry C: magnetisme de monocapes de molècules de FePc sobre Ag(100) controlat mitjançant oxigenació

La Dra. Elena Bartolomé professora de l’EUSS, acaba de publicar un article al Journal of Physical Chemistry C (factor d’impacte: 4.3), titulat “Augment del Magnetisme en monocapes FePc/Ag(110) a través de l’Oxigenació”. Aquest treball ha estat possible gràcies a una col·laboració entre investigadors de diversos centres, experts en diverses tècniques de deposició i caracterització de molècules sobre superfícies: l’EUSS, l’Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA-CSIC), l’ICN2 de Barcelona, la Universitat de Pàdua (Itàlia) i els Sincrotrons d’ALBA (Barcelona) i ESRF (Grenoble).

Les capes moleculars sobre substrats cristal·lins tenen un ampli camp d’aplicació en catàlisi, detecció, electrònica molecular, conversió de llum a energia, etc. En particular, les molècules de ftalocianina de ferro (FePc) s’estan investigant com a substituts dels metalls preciosos en la catàlisi de la reacció de reducció d’oxigen en piles de combustible a baixa temperatura.

(Esquerra): Fase obliqua (OB1) de FePc/Ag(100): imatge de microscòpia STM que mostra la distribució de molècules no-oxidades, oxidades rotades (en verd) i rotades (en blau) de la fase OB1 oxidada, i el seu espectre de XMCD; (Dreta): Fase rectangular R3 de FePc/Ag(100): la imatge de STM mostra una molècula no oxidada i una oxidada-rotada; l’espectre de XMCD demostra el canvi en el magnetisme que es produeix en oxigenar aquesta fase.

Les molècules de FePc evaporades en condicions d’ultrabuit sobre una superfície d’Ag (110) s’autoorganitzen segons diferents fases, rectangulars obliqües amb una densitat creixent, R1<R2<OB1<R3<OB2. En aquest treball s’ha investigat la capacitat d’absorció d’oxigen de les diferents fases, i els canvis  magnetoestructurals associats amb l’oxigenació. L’estudi combina la microscòpia de túnel de rastreig i espectroscòpia (STM / STS), dicroisme circular magnètic de rajos X (XMCD) i càlculs de teoria funcional de densitat (DFT).

Les imatges de STM mostren que l’oxigenació de les fases rectangulars de FePc/Ag (110) generalment implica un desplaçament i una rotació de les molècules, que afecta l’estat electrònic dels centres de Fe. En la fase obliqua la  intercalació d’oxigen entre FePc i substrat té dificultats estèriques, fins al punt que una fracció de les molècules s’oxigena sense canviar de posició i rotar. Els espectres de STS mostren clares diferències en la densitat local dels estats Fe en els diferents tipus de molècules. A més, els espectres de XAS i XMCD reflecteixen la distribució d’espècies de FePc existents en les diferents fases (no oxigenades, oxigenades-rotades i oxigenades-no rotades). L’aplicació de les regles de la suma ha permès calcular el moment efectiu i orbital del Fe en les diferents espècies de FePc. De forma notable, es pot augmentar el moment magnètic de les molècules de FePc amb l’oxigenació aproximadament en un ordre de magnitud, arribant a 2,2 μB per àtom de Fe.