Nanochemie – Eine experimentelle Einführung
Kurs für Schülergruppen

Experimente

• Die Größendimension „nano“
• Der Tyndall-Effekt als Nachweis für nanoskalige Teilchen
• Herstellung von fluoreszierenden Zinkoxid-Nanopartikeln
• Herstellung von Silber-Nanopartikeln durch Elektrolyse
• Herstellung von farbigen Titandioxid-Nanoschichten durch anodische Oxidation
• Herstellung von kohlenstoffhaltigen Nano-Partikeln (Carbon Quantum-Dots)
• Lotus-Effekt und superhydrophile Oberflächen
• Photokatalyse durch Nanopartikel
• Diffusion von Zinkoxid-Nanopartikeln durch Membranen
• Einfluss von Nanopartikeln auf die alkoholische Gärung

Nanotechnologie ist heute aus der Chemie nicht mehr wegzudenken, ob bei Katalysatoren, bei Materialien für Batteriesysteme oder bei Fragen des Umweltschutzes. Andererseits können Nanoteilchen auch gesundheitsschädlich sein, wenn sie beispielsweise Zellwände durchdringen können. In dem Kurs werden grundlegende Experimente vorgestellt, mit deren Hilfe man die Nanodimension erkunden kann. Wie erkennt man Nanopartikel, wie lassen sie sich herstellen und welche besonderen Eigenschaften zeichnen sie aus? Ausgehend von den experimentellen Befunden werden Chancen und Risiken von Nanopartikeln erarbeitet.
Die Experimente eignen sich neben der Erarbeitung der laut Bildungsstandards verpflichtend zu behandelnden Aspekte der Nanochemie auch zur Wiederholung, Anwendung, Vertiefung und Erweiterung grundlegender chemischer Konzepte, etwa Redoxreaktionen, dem Struktur-Eigenschafts- oder dem Stoff-Teilchen-Konzept.

Unterrichtsbezug

Nanochemie; Stoff-Teilchen-Konzept (Atombau und chemische Bindung); Struktur-Eigenschafts-Konzept (zwischenmolekulare Kräfte); Donator-Akzeptor-Reaktionen (Redoxreaktionen); Katalyse