Arnstein

Auf der Spur der kleinsten Teilchen

Felix Brosowsky vom Verein „initiative junge forscherinnen und forscher“ verblüffte die Neuntklässler der Arnsteiner nicht wenig. Die Nanoteilchen der Flüssigkeit mit Spülmittel lenken den eingesetzten Laserstrahl so ab, dass das Licht jetzt grün erscheint.
Foto: Günter Roth | Felix Brosowsky vom Verein „initiative junge forscherinnen und forscher“ verblüffte die Neuntklässler der Arnsteiner nicht wenig.

Was hat ein Gecko mit der hochmodernen Nano-Technologie zu tun? Felix Brosowsky vom Verein „Initiative junge Forscherinnen und Forscher“ verblüffte die Neuntklässler der Arnsteiner Michael-Ignaz-Schmidt-Realschule nicht wenig, als er in seinem Einführungsvortrag die Behauptung aufstellte, dass sich die Natur schon längst dieser unglaublichen Gesetzmäßigkeiten bedient.

Bekanntlich ist der Gecko in der Lage, an Wänden und Glasscheiben hochzulaufen oder sogar kopfüber an der Decke zu hängen. Das Geheimnis dazu liegt in den rund 500 000 Härchen aus Keratin am Fuß der Echse, die nur ein Zehntel der Dicke menschlicher Haare aufweisen, dabei drängen sich knapp 5000 davon auf einem Quadratmillimeter.

Doch am Ende dieser Härchen kommt das eigentliche Wunder: hier findet man Hunderte von noch feineren, spatelförmigen Strukturen, deren Dicke bei 200 bis 500 Nanometern liegt. Sie sind es letztlich, die den Gecko an der Wand halten – und zwar so sicher, dass man eine Gewichtskraft von einem Kilopond pro Fuß aufwenden muss, um ihn mit Gewalt abzulösen.

Doch so spannend diese Erkenntnisse auch sind, die jungen Zuhörer in der Arnsteiner Realschule interessierten sich mehr für die konkreten Anwendungsmöglichkeiten der Nano-Technologie in ihrem Leben. Ohne sie gäbe es heute keinen DVD- oder Blu-ray-Player und kein ultrakompaktes Smartphone mit Transitorgrößen von 13 Nanometern.

Ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters, selbst ein Millimeter ist noch eine Million mal größer. Eine Zukunftsentwicklung im Zug der Nano-Technologie ist zum Beispiel das Graphen, so Brosowsky. Die Kohlenstoffnanoröhrchen sind mit einem bis 50 Nanometern ultradünn, sehr leitfähig und dabei stabil und flexibel mit extrem hoher Zugstabilität.

Doch Brosowsky und seine Kollegen hatten nicht nur Theorie dabei, sondern die Neuntklässler konnten anschließend im Chemie- sowie im Biologiesaal aktiv Versuche durchführen. Die Nachahmung des „Lotos-Effekts“, bei dem Wassertropfen von an sich rauen Oberflächen abperlen, war einer der Versuche. Dabei rußten die Schüler mit einer Kerze einen Objektträger ein, um dann mittels einer Pipette Wassertropfen darauf zu platzieren. Tatsächlich bildete sich so ein kompakter Tropfen auf den winzigen Rußpartikeln.

Farbiger Versuch

Farbig ging es im zweiten Versuch zu: Ein Laserpointer zeigte in der Wasser-Spülmittellösung eines Reagenzglases farbliche Veränderungen im grünen Bereich. Grund dafür ist die Streuung des Laserlichts durch nanokleine Teilchen, welche den Strahl entsprechend ihrer Größe ablenken und so verschiedene Farben erzeugen. Betrachtungen und Eindrücke gab es nebenan im Biologiesaal, wo das Rasterkraft Mikroskop Partikel und Feinstaub in ungewohnten Dimensionen erscheinen ließ.

Im Rahmen der Forscher-Aktionen aus den naturwissenschaftlichen Bereichen an der Arnsteiner Realschule hatte Kristina Steinrichter, die Lehrerin für Mathematik und Chemie, diesmal Fachleute der Würzburger Initiative eingeladen, um mit den Schülern diesmal die Schlüsseltechnologie des Nanobereichs kennen zu lernen.

Nach dem Einführungsvortrag folgte die konkrete Versuchsphase sowie ein Rollenspiel und für den zweiten Projekttag in wenigen Wochen bekamen die jungen Leute eine „Hausaufgabe“, bei der sie Poster erstellen sollen. Bei dieser Fortsetzung werden weitere Experimente durchgeführt und vertieft.

Die „Initiative junge Forscherinnen und Forscher“ hat ihren Sitz auf dem Campus Hubland in Würzburg und kooperiert mit den Universitäten Würzburg und Augsburg. Gefördert wird der Verein vom Sozialfonds der Europäischen Union und vom Bayerischen Staatsministerium für Arbeit und Soziales.

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