Projektkurs Physik

Im Projektkurs Physik beschäftigen sich Schülerinnen und Schüler vorrangig mit der Nanotechnologie. Dabei werden verschiedene Phänomene betrachtet. Hier eine Auswahl aus dem aktuellen Projektkurs.

Lotuseffekt

Ein bearbeitetes Experiment behandelte den Lotuseffekt bei Pflanzen. Dabei wurden verschiedene Blätter von Pflanzen unter die Lupe genommen und mit Wasser benetzt, wobei einige wenige Blätter eine hydrophobe (wasserabweisende) Oberfläche hatten und das Wasser einfach abperlte. Ein weiteres Experiment zeigte den Nutzen dieser Eigenschaft: Kreidestaub der auf die Oberfläche gegeben wurde, wurde vom abperlenden Wasser einfach abgespült, sodass das Blatt sofort wieder sauber wurde.

 

Dies hat bei Pflanzen den Effekt, dass bei Regen sämtlicher Schmutz einfach abgewaschen werden kann, in der Technik wird dieses Prinzip genutzt um z.B. Tauchkleidung trocken oder Besteck sauber zu halten.

 

Hydrophilisierung

Unter dem Prozess der Hydrophilisierung versteht man das Beschichten einer Oberfläche mit Partikeln auf Nano-Ebene mit der Eigenschaft Wasser abzuweisen. In diesem Beispiel wird dieser Effekt angewendet um das Kondensieren von Wasser an einer Oberfläche zu verhindern. Dafür wird eine Beschichtung auf Glas aufgetragen. Die Beschichtung selber hinterlässt lediglich sehr leichte Schlieren und kann mit einfachen Putzen entfernt werden.

Nach dem Trocknen der Beschichtung wird Wasserdampf an die Oberfläche gegeben. Dabei fällt auf, dass am beschichteten Teil kein Wasser kondensiert. Dieser Effekt wird mittlerweile vielfach verwendet. So sichert eine Beschichtung von (Ski-)Brilllen auch bei Feuchtigkeit eine klare Sicht.

Memorymetall

Memory Metall ist ein Metall das mit einer Legierung versehen wodurch es sich immer wieder an seine Ursprungsform erinnert.

 

In unserem Versuch hatten wir einen Draht, den wir beliebig verbogen haben. Er kam in ein Wasserbad das auf 70°C erhitzt wurde. Nach Erreichen dieser Temperatur sprang der Draht wieder in seine Ursprungsform zurück, welche eine Büroklammer war.

Vor allem in der Medizin ist dies von großem Nutzen, beispielsweise Stents. Der Stent wird im Kühlschrank auf einen relativ kleinen Durchmesser komprimiert und entfaltet im Körper wieder seinen Ursprungsdurchmesser bei Körpertemperatur.

Ferrofluide

Ferrofluide können ohne zu verfestigen auf magnetische Felder reagieren, da sie aus magnetischen Partikeln bestehen, die nur wenige Nanometer groß sind und gleichmäßig in einer Trägerflüssigkeit gelöst sind. Sie können in Lautsprechern genutzt werden, um die Schwingungen der Membran abzudämpfen.

Text und Bilder (soweit nicht anders angegeben): Projektkurs Ch. Reiners

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