Kurz vor den Ferien noch ein Workshop in Chemie? – da würden viele wohl die Nase rümpfen. De Klasse 10 a ließ sich am Montag, den 13.7.26 auf das Nano-Abenteuer ein. Die Vorsilbe „Nano“ leitet sich vom griechischen Wort nanos für Zwerg und steht für einzelne Atome und Moleküle bzw. größere Gruppen dieser Teilchen, deren Größe in Nanometer also in milliardsten Teilen des Meters angegeben wird. Für das menschliche Auge blieben die Nanopartikel bis zur Entwicklung des Rastertunnelmikroskopes im Jahre 1983 unsichtbar.
Heute ist das Rastertunnelmikroskop ein wichtiges Werkzeug für die Erforschung der Eigenschaften von Stoffen, die aus Nanopartikeln bestehen, denn sie haben meistens andere Eigenschaften als Stoffe im Mikro- bzw. Makrobereich.
Im Oobleck-Einstiegsversuch stellten die Schülerinnen und Schüler aus Maisstärke und Wasser eine nicht-newtonsche Flüssigkeit, die ihre Konsistenz in Abhängigkeit von Druck ändert. Sie kann fließen oder beim Draufschlagen hart wie Stein sein, obwohl es stofflich gesehen das gleiche Brei ist.
Mit der Nanobox, die Dank Förderung der Fonds der chemischen Industrie für den Chemieunterricht „über den Tellerrand hinaus“ angeschafft werden konnte, wurde in Kleingruppen von natürlichen Lotuseffekt bis zu den technischen Anwendungen von Nanoschichten experimentiert. Die natürliche Selbstreinigung bei Pflanzen übertragen mittels dispergierter Nanopartikel auf Textilien macht sie hydrophob oder besser als „Water Proof“ bekannt und lässt die Wassertröpfen wie kleine Bälle von der Textiloberfläche herunterrollen. Besonders interessant war Nanobeschichtung für den Brandschutz. Ein so beschichtetes Papier brennt nicht mit Flamme und zerfällt zu Asche, sondern wird schwarz bzw. verkohlt. Darüber hinaus lernten die Schülerinnen und Schüler ein „Memory-Metall“ in Form einer Büroklammer, die verbogen bei etwa 50 °C zur ihrer ursprünglichen Gestalt zurückkehrte. Viel Spaß hatten alle mit den Ferrofluiden. Es sind Nanopartikeln mit magnetischen Eigenschaften, die im Wasser unlöslich sind und daher auf Grund der hohen Dichte auf dem Boden des Schraubgefäßes sedimentieren. Mit Hilfe eines Magneten lassen sich die Ferrofluide durch das Glas bewegen und dabei fantastische Muster erzeugen.
Am Ende des Workshops waren sich alle Beteiligten einig, dass die Experimente sehr interessant und auch kurzweilig waren. An diesem Montagvormittag konnte nur eine Auswahl von Experimenten aus der Nano-Box ausprobiet werden. Es kann daher auch im kommenden Jahr noch an einem MINT-Tag experimentiert werden.
(BBS)
