Auf dieser Seite finden Sie eine kostenlose Unterrichtseinheit zum Thema "Nano" für Chemieunterricht und Schülerlabore. Sie umfasst ein Theorieseminar, ein Laborpraktikum mit bis zu 6 Experimenten zu Titandioxid-Nanopartikeln und ein abschließendes WebQuest. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Herrn Dr. Erhard Irmer entwickelt und bereits am Otto-Hahn-Gymnasium in Göttingen durchgeführt.
Kurze Einführung
Selbstreinigende Oberflächen, antimikrobielle Wandfarbe, functional food: Die Nanotechnologie ist auf dem Vormarsch und hochleistungsfähige Funktionsmaterialien werden in der Fachwissenschaft intensiv erforscht. Ihr wird als Plattformtechnologie sogar das Potenzial zugesprochen, ganze Technikfelder von Grund auf verändern zu können.
Die Nanotechnologie befasst sich mit Partikeln und Strukturen zwischen 0,1 und einigen hundert Nanometern. Die Wirkungsweise beruht dabei im Wesentlichen auf dem stark gestiegenen Oberfläche-zu-Volumenverhältnis, denn die reaktionsfähige Oberfläche nimmt zu, je kleiner die Partikel werden. Dies hat einen großen Einfluss auf ihre Eigenschaften – Reaktionsfähigkeit, chemische und physikalische Eigenschaften werden verstärkt oder ändern sich gänzlich. So können zum Beispiel Nichtleiter leitfähig oder Werkstoffe schmutz- und wasserabweisend werden [1,2].
Einen detaillierteren Informationstext zu den Grundlagen von Nanotechnologie finden Sie bei dem Material zu der Unterrichtseinheit.
Unterrichtseinheit
Im Folgenden finden Sie eine Unterrichtseinheit zum Thema "Nano" zum kostenlosen Download. Das Projekt beginnt mit einer theoretische Einführung (ca. 45 min) und befasst sich mit den wichtigsten theoretischen Grundlagen der Nanowissenschaften und Charakteristika von Nanomaterialien (bspw. Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis). Studien[3] haben gezeigt, dass insbesondere die Vorstellung der betrachteten Größendimensionen für viele Schülerinnen und Schüler problematisch sind, sodass hierauf ein besonderer Schwerpunkt gelegt wurde.Der zweite Abschnitt beinhaltet ein Laborpraktikum mit bis zu 6 Experimenten zu Titandioxid-Nanopartikeln. Letztere werden zunächst aus Alltagsmaterialien (Zahnpasta, Sonnencreme, Smarties, ...) isoliert und nachgewiesen und anschließend auf ihre Eigenschaften untersucht. Es werden durchgehend gängige oder sehr kostengünstige Chemikalien und Geräte (siehe Abb. 1) verwendet.
