Letzten Donnerstag wandelten unsere beiden Physikkurse der Q11 auf den Spuren der Nanoteilchen. Professor Dr. Axel Enders war mit seinem Team von der Universität Bayreuth zu Besuch und hat uns die spannende Welt der Nanophysik nähergebracht.
Mit Hilfe von PhyxBoxen konnten die Schüler selbst in die wundersame Nanowelt eintauchen. Diese Experimentierboxen wurden speziell von Professor Enders und seinem Team entwickelt, um den Schülern lehrplanergänzend naturwissenschaftliche Themen unterhaltsam und interaktiv zu vermitteln. Die einzelnen Versuche waren in einem spannenden Vortrag eingebettet.
Aber was macht Nanopartikel nun eigentlich so besonders? Bei einer Strukturgröße von wenigen Nanometern bestimmt die Quantenphysik die Eigenschaften der Materialien und es treten überraschende Effekte auf. Nanopartikel haben eine extrem große Oberfläche bei sehr geringer Masse und weisen damit unter anderem ein hohes Reaktionsvermögen auf. Die verschiedenen Eigenschaften haben unsere Schüler mit Hilfe der Nanokisten Schritt für Schritt experimentell entdeckt. Eine gemörserte Brausetablette löst sich zum Beispiel wesentlich schneller im Wasser auf als eine ganze. Wenn man Nanogold in Fläschchen mit einer Taschenlampe beleuchtet, schimmert es ja nach Partikelgröße in unterschiedlichen Farben, Gold ist also nicht gleich Gold! Mit Filtertüten Wasser transportieren? Möglich machen dies sogenannte funktionale Oberflächen. Das Verhalten eines Materials auf der Makroskala wird durch seine Struktur auf der Nanoskala beeinflusst. Nanosand oder die verwendeten Filtertüten sind mit einer nanometerdicken Schicht einer Siliziumverbindung überzogen, welche diese wasserabweisend machen. Mit Nagellack und Wasser stellten unsere Schüler dünne Filme mit Hilfe des Dip-Coat-Verfahrens her, dabei entstanden schön schimmernde Regenbogenschichten. Um die Nanopartikel „sichtbar“ zu machen, wurden 2D-Modelle von Graphen zusammengesteckt. Die Schüler hatten sichtlich Spaß und wetteiferten um die „größten“ Graphene. Die Selbstorganisation kleiner Nanostrukturen kann untersucht werden, indem man kleine Kreuze mit einer Pinzette auf eine Wasseroberfläche legt und deren Verhalten beobachtet. Zusammenfassend stellte Professor Enders noch die Bedeutung der Nanophysik für technische Anwendungen dar und gab einen Ausblick über die aktuelle Forschung.
Zum Schluss gab es viel Applaus für diese besondere Physikstunde, es hat allen großen Spaß gemacht! Noch einmal vielen herzlichen Dank für diese spannende Einführung in die Welt der Nanophysik!
Christian Feller und Laura Schieweck
