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Die Zwerge erobern die Welt – Nanotechnologie zum Selbermachen

Heute darf ich einen Gast in Keinsteins Kiste begrüssen! Maike Köster alias Miss Declare schreibt auf ihrem Blog über die Chemie in Nahrung und Kosmetik, über Technik und was Frauen sonst noch interessiert. Heute hat Maike einen spannendes Stück ihrer „Heim-Laborausrüstung“ dabei, das sich bereits bei einem interessanten Schulprojekt gut bewährt hat.

 

Hallo, ich bin Maike von Miss Declare und habe mich auf der Suche nach einem Nanoteilchen in Keinsteins-Kiste verirrt.

Habt ihr das Nanoteilchen gesehen? Nein? Das ist auch gar nicht so leicht, denn die kleinen Teilchen haben ihren Namen vom griechischen Wort „nanos“ bekommen, was Zwerg bedeutet.

Und das sind die Nanoteilchen auch: Zwerge, denn ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter also 10-9m bzw. 0,000000001m.

Damit ihr euch das besser vorstellen könnt, nehmt euch doch mal ein einziges Haar in die Hand. Das ist schon sehr, sehr dünn, oder? Ein Nanopartikel ist aber noch 50.000mal kleiner und deswegen mit dem menschlichen Augen nicht zu finden.

was ist nano 2

Creative Commons Licenseby Maike Köster

 

Mit dem Kosmos Experimentierkasten „Nanotechnologie“ auf der Suche nach den Zwergen

Weil ich das Nanoteilchen nicht finden konnte, habe ich mich mit dem Kosmos Experimentierkasten Nanotechnologie auf die Suche nach den kleinen Zwergen gemacht.

Der Experimentierkasten

Experimentierkasten_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

Schon beim Öffnen fühlt man sich mit dem Experimentierkasten gut aufgehoben, denn eine bedruckte Folie bietet eine gute Orientierung, ohne dass man jemals von Begriffen wie Petrischale oder Deckelheber gehört haben müsste. Hier findet man alle Geräte auf einen Blick. Für diesen Experimentierkasten ist auch fast alles an Zubehör dem Kasten beigelegt. Zubehör, welches nicht beiliegt, ist aber in jedem Haushalt zu finden (z.B. Küchenwaage).

Kasten von innen_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

Unter der Folie findet ihr eine Anleitung, die 41 gängige Nano-Experimente enthält und auch für Kinder bzw. Jugendliche leicht verständlich ist, außerdem liegt einen Spielplan bei, der durch die Experimente führt.

Spielplan_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

Bei den Experimenten nimmt die Schwierigkeit der Versuche immer mehr zu, dabei sind Experimente, die sehr banal sind und so auch für Grundschulkinder geeignet; andere Versuche übersteigen jedoch sogar das Oberstufenniveau und erfordern so ein hohes Maß an physikalisch-chemischen Grundkenntnissen.

Deine Experimente_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

Die Experimente werden in 5 Gruppen eingeteilt:

  1. Größen & Oberflächen

Die Einführung in die Welt der kleinen Zwerge: Hier werden Fragen wie „Wie groß ist denn eigentlich ein Nanometer“ oder „Warum hat die Größe Einfluss auf die Eigenschaften der Teilchen“ mit teilweise banalen Experimenten beantwortet.

  1. Moleküle, Wasser & Lotuseffekt

Habt ihr schon mal von dem Lotuseffekt gehört? Bestimmt, denn als Lotuseffekt wird der Effekt der gering benetzbaren Oberfäche bezeichnet. Den findet ihr z.B. bei vielen Regenjacken, aber das und mehr lernt ihr in dieser Experimentiergruppe.

  1. Schwebende Teilchen & Mischungen von Stoffen

Welche Stoffe mischen sich miteinander, welche nicht? Und können Teilchen schweben? Nach diesen Experimenten wisst ihr mehr.

  1. Wellen und Licht

Ein einfaches Indiz für das Vorliegen von kleinen Teilchen ist der Tyndall-Effekt. Was und warum das so ist und viele Beispiele findet ihr hier.

  1. Oberflächen und Haftung?

Schon mal einen Gecko gesehen? Ja? Aber wisst ihr was dieser mit der Nanotechnologie zu tun hat? Nach diesen letzten Experimenten bestimmt.

 

Der Kosmos Experimentierkasten kostet momentan ca. 68€ und wird für Jugendliche ab 15 Jahren empfohlen.

Diese Altersempfehlung kommt wahrscheinlich daher, dass der Experimentierkasten die leicht entzündliche Flüssigkeit Propanol enthält und dieser bei falscher Anwendung gesundheitsschädlich wirken kann.

Unter Anleitung der Eltern ist dieser Experimentierkasten jedoch auch für Kinder ab dem Grundschulalter geeignet, denn die Nanowelt lässt Groß & Klein immer wieder staunen, bei noch jüngeren Kindern eignen sich die Effekte auch zum Vorzaubern durch Eltern, ältere Geschwister oder Großeltern.

Anleitungsheft_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

Auch wissenschaftlich interessierte Jugendliche finden an diesem Experimentierkasten bestimmt Gefallen, denn für begeisterte Jungchemiker werden chemische Fachbegriffe eingeführt und die spezifischen Eigenschaften von Stoffen näher gebracht.

Alles in allem ist dieser Experimentierkasten genau das Richtige für alle, die sich auf die Suche nach den Zwergen machen, und weckt die Neugier bei Groß & Klein mehr über Wissenschaft zu lernen.

Und damit auch ihr euch jetzt auf die Suche nach dem Zwerg machen könnt, habe ich euch ein Experiment aus dem Kosmos Experimentierkasten Nanotechnologie mitgebracht.

Experimente_klein

Creative Commons Licenseby Maike Köster

 

Experiment: Wasserabweisende Schicht aus Kohlenstoff

Material:

  • Eine Holzklammer oder eine Wäscheklammer
  • Einen unbeschichteten Objektträger oder ein Stück Spiegel / Plastik
  • Ein Teelicht
  • Eine Pipette
  • Ein Glas
  • Ein Feuerzeug
  • Eine Untertasse
  • Etwas Wasser

Durchführung:

  1. Fülle etwas Leitungswasser in das Glas und stelle die Kerze auf die Untertasse
  2. Nun klemmst Du den Objektträger in die Wäscheklammer ein und zündest die Kerze an
  3. Halte den Objektträger etwa 1 cm über die Kerzenflamme und warte, bis sich eine schwarze Schicht bildet.
Achtung: Bitte halte den Objektträger nicht direkt in die Flamme!

 

  1. Sobald sich die schwarze Schicht gebildet hat, pustest Du die Kerze aus und legst den Objektträger mit der schwarzen Schicht nach oben zeigend auf die Untertasse und lässt diesen abkühlen.
  2. Nun tropfst Du einige Tropfen Wasser auf die schwarze Schicht. Was passiert?

Was passiert?

Toll, Du hast gerade deine eigene wasserabweisende Schicht aus Nanopartiklen erzeugt und damit den Zwerg gefunden!

Warum?

In der Flamme der Kerze verbrennt das Wachs, welches aus organischen Molekülen besteht, zu Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid.

Der Wasserdampf und der Kohlenstoffdioxid steigen in die Luft auf, aber da nicht alle Moleküle vollständig verbrannt werden, entstehen aus den verschiedenen langen Kohlenwasserstoffketten beim Auftreffen auf den Objektträger zwergenhaft kleine, schwarze Rußpartikel. Nach einiger Zeit sammelt sich immer mehr Ruß am Objektträger, wodurch die schwarze Schicht entsteht.

Und warum ist diese Schicht wasserabweisend?

Ganz einfach, die Rußschicht hat hydrophobe Eigenschaften, das heißt, dass diese Schicht Wasser gar nicht mag und sich deswegen Tropfen bilden, die von der Schicht weg rollen.

Und habt ihr die Nanoteilchen gefunden? Dann schreibt es doch in die Kommentare.

Eure,

Maike von Miss Declare

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Kommentare (7) Schreibe einen Kommentar

  1. HiHi sehr geil. Den Kasten will ich auch haben. Wenn ich den mal irgendwo zufällig seh, nehm ich ihn mir mit. Spannend sowas.

    Antworten

    • Mich beeindruckt vor allem, wie viele geniale Phänomene sich mit so einfachen Mitteln und einer guten Dokumentation entdecken lassen. Ich finde solches „Spielzeug“ (nein, es ist ja wesentlich mehr als das) nicht nur von Berufs wegen toll ;).

      Antworten

  2. Hallo 🙂
    Das klingt interessant. Das mit den schwebenden Teilchen interessiert mich jetzt. Ich denke ich werde mir diesen Kasten mal besorgen müssen. 🙂 Danke für diesen Interessanten einblick in die Welt der Nanotechnik. Nur kann ich den Versuch mit dem Wachs leider eher weniger an meinem Auto anwenden…Ruß auf weißer Farbe… ;P

    LG
    Cedric

    Antworten

  3. Hey,

    es ist wirklich schade, dass mein Sohn so gar kein Interesse für sowas hat.
    Aber es könnte sein, dass er das von mir hat 😀
    Trotzdem war der Artikel wirklich sehr interessant. Und ich als totaler Chemie-Noob hab es sogar verstanden 🙂

    Liebe Grüße
    Nina

    Antworten

  4. Total mein Gebiet..bzw. Ich als Chemiewusel interessiere mich sehr für Nanotechnologie..<3 am liebsten würde ich es studieren (aber das wäre ein Studium komplett in Englisch, dafür muss ich dann doch noch erst mal mehr Englisch können ^.^)

    Dieser Kasten, den werde ich mir unbedingt besorgen gehen <3 tolle Sache sowas

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    • Gibt es keine Möglichkeit, einen Master in Richtung Nanotechnologie auf einen Chemie-Bachelor „aufzupfropfen“? Dann bliebe vorab Zeit, mit Englisch – vor allem Fach-Englisch – näher vertraut zu werden.

      Denn ohne geht es in der Wissenschaftswelt heute wohl nicht mehr… das musste ich in meinem (deutschsprachigen) Hauptstudium jäh feststellen, als wir erstmals mit Zeitschriftenartikeln („papers“) in Berührung kamen. Da habe ich nebenbei auch wieder Vokabeln gepaukt 🙂 – die mir um so mehr zugute kamen, als ich für meine Diplomarbeit einen Chinesen als Betreuer bekam, der fast kein Deutsch sprach…

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