Verschiedene Bereiche aus dem Feld der Nanowissenschaften entdecken
Nano-Grundlagen, chemische Schalter und Videos aus der Forschung
In diesem Angebot für die Oberstufe lernen die Jungen und Mädchen verschiedene Bereiche aus dem Feld der Nanowissenschaften kennen. Dafür durchlaufen die Jugendlichen an ihrem Besuchstag verschiedene Versuchsstationen. Folgende Experimente und Fragstellungen sind dabei den jeweiligen Themenfeldern zugeordnet:
Bereich 1: Nano-Grundlagen
- Herstellung von Goldnanopartikeln
- Computersimulationen
- Kontaktwinkelmessung
- Generierung von modifizierten Oberflächen
Fragen: Was bedeutet Nanowissenschaft? Wie lassen sich die besonderen Eigenschaften der Nano-Welt erklären? Mit welchen Methoden und Verfahren lassen sich Nanostrukturen und Funktionen untersuchen? Wie können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler z.B. Oberflächen modifizieren?
Bereich 2: Chemische Schalter
- Alltagsschalter
- Spiropyran: Schalten mit Licht
- Farbe auf Knopfdruck: Schalten mit Strom
Fragen: Welche Prinzipien des chemischen und physikalischen Schaltens von Materie werden zur Konstruktion von (Nano)Schaltern ausgenutzt? Welche Alltagsprodukte gibt es in diesem Bereich bereits?
Beispiel: Chemische Schalter Molekulare Schalter reagieren auf externe Reize wie Licht oder Temperaturveränderung mit einer optischen Änderung beispielsweise ihres Erscheinungsbildes. In diesem Themenbereich ergründen wir gemeinsam, welche Mechanismen einer Farbänderung zu Grunde liegen. Im Alltag nutzen wir diverse Schaltprodukte ganz selbstverständlich. Dazu gehören elektrochrome, abdunkelbare Rückspiegel in Autos, thermochrome Babylöffel oder Badeenten sowie photochrome Brillen. Selten hinterfragen die Nutzerinnen und Nutzer aber die damit verbundenen chemischen Zusammenhänge.
Bereich 3: Videos aus der Forschung
Die fünf- bis zehnminütigen Videos zu den Stationen stellen die aktuelle Forschung sowie den Arbeitsalltag von Forschenden vor. Sie zeigen viele unterschiedliche Facetten, wie beispielsweise die typischen Laborarbeiten, aber auch Besuche von Fachtagungen, das Geben von Seminaren und das Publizieren von Ergebnissen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten so die Möglichkeit in die Welt der Wissenschaft einzutauchen und einen authentischen Einblick in die Arbeitswelt der Forschenden zu erhalten.
Fragen: Wie sieht der Arbeitsalltag von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus? Was sind typische Laborarbeiten? Welche Aufgaben müssen neben dem reinen Forschen außerdem bewältigt werden?