klick! für die 10.-13. Klassenstufe

Angeboten werden im klick! drei Teilgebiete aus denen von den Schülerinnen und Schülern am Tag des Besuchs frei gewählt werden kann. Dieser Bereich wird dann vornehmlich bearbeitet. Folgende Experimente sind den jeweilgen Bereichen zugeordnet. Exemplarisch werden Beispiele am Ende dieser Webseite gegeben.

  • 1: Nano-Grundlagen
  • Schichtdicke einer Seifenblase
  • Herstellung von Goldnanopartikeln
  • Photokatalyse durch Zinkoxidnanopartikeln
  • Herstellung von Zinkoxidnanopartikeln
  • 2: Methoden und Verfahren
  • Interferenz an Seifenblasen
  • Rasterkraftmikroskopie (AFM)
  • Rastertunnelmikroskopie (STM)
  • Kontaktwinkelmessung
  • Generierung von modifizierten Oberflächen
  • 3: Schalter
  • Alltagsschalter
  • Schalten mit Wärme: Ampelthermochrom
  • Schalten mit Licht: Spriropyran
  • Schalten mit Strom: Farbe auf Knopfdruck

Beispiel aus Themenbereich 1: „Schichtdicke einer Seifenblase“

Der Begriff „Nano“ wird u.a. über eine Schichtdicken- und Interferenzmessung an einer Seifenblase mit den Schülerinnen und Schülern erarbeitet sowie definiert. Konkret bedeutet dies eine Vermessung der Seifenblase hinsichtlich ihres Durchmesser und ihres Gewicht. Zusammen mit den Daten zur Dichte der verwendeten Seifenblasenflüssigkeit kann die Ermittlung der Seifenblasenschichtdicke erfolgen. In einem zweiten Versuch wird das schillernde Farbenspiel (Interferenz) an dünnen Schichten untersucht. Diese kann nicht nur bei Seifenblasen, sondern auch auf vielfältige Weise im Tierreich beobachtet werden. Beispiele sind das Gefieder eines Kolibris, die Flügel eines Schmetterlings und die Schalenoberfläche der Meeresschnecke Haliotis.

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Beispiel aus Themenbereich 2: „Rasterkraftmiroskopie“

In diesem Versuch bieten wir die Möglichkeit die Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen mittels eines Rasterkraftmikroskops („Schüler-AFM“) zu untersuchen. Diese Oberflächen können ebenfalls hinsichtlich ihrer Rauheit charakterisiert werden.

Es folgt die Ermittlung von Zusammenhängen z.B. zwischen Beschaffenheit und Benetzungsvermögen (Lotus-Effekt). Außerdem kann die Dicke eines Haares ermittelt oder ein Computerchip vermessen werden. Mitgebrachte Messproben können ebenfalls bis auf Nanoebene charakterisiert werden.

Neuerdings steht ein Rastertunnelmikroskop (STM) im klick! zur Verfügung. Das STM ermöglicht Darstellungen bis auf molekulare Ebene.

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Beispiel aus Themenbereich 3: „Chemische Schalter“

Molekulare Schalter reagieren auf externe Reize wie Licht oder Temperaturveränderung mit einer optischen Änderung, z.B. ihres Erscheinungsbildes. In diesem Themenbereich wird ergründet 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 werden aber die damit verbundenen chemischen Zusammenhänge hinterfragt.

Bei mehrtägigen Besuchen im klick!:labor oder einer fokussierten Themenauswahl auf molekulare Schalter kann die eigene Synthese einer „Schalterverbindung“ im Vordergrund stehen.