Bertha von Suttner IGS Kaiserslautern

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Nanotechnologie zum Anfassen

(RUE) Am Donnerstag, den 06. Juni 2019, fand eine Exkursion ans Leibniz-Institut für neue Materialien (INM) nach Saarbrücken statt. Im Rahmen der Unterrichtseinheit zum Thema Nanotechnologie hatten die Schüler des WPF-Technikkurses die einmalige Gelegenheit Nanotechnologie hautnah zu erleben. Unser Alltag wird immer mehr von Technologie beeinflusst, aber nicht nur Digitalisierung beeinflusst uns zunehmend. Viele Produkte die wir im Alltag verwenden haben mittlerweile besondere Eigenschaften. Viele davon werden uns oft gar nicht bewusst. Extrem dünne Beschichtungen verbessern Oberflächen, hier sind Kratzfestbeschichtungen auf Automobillacken, antibakterielle Beschichtungen auf medizinischen Produkten (z.B.: Hörgeräte) oder schmutzabweisende Beschichtungen auf beliebigen Oberflächen (Easy-to-clean-Beschichtung z.B. auf Waschbecken oder an Hauswänden) zu nennen.

Weiterhin eröffnet uns die Nanotechnologie völlig neue Möglichkeiten im Bereich von stabilen Materialien in der Baubranche. Nanoröhrchen besitzen beispielsweise eine Zugfestigkeit die im Vergleich zu Stahlseilen die Belastbarkeit um ein Vielfaches überschreitet. Aber auch in der Computerindustrie lässt die Nanotechnologie noch viele Verbesserungen in der Zukunft erwarten.
Voraussetzung für Entwicklungen im mikroskopischen Bereich auf Nanoebene sind hauptsächlich spektroskopische und mikros¬kopische Unter¬suchungs¬methoden. Die Spektroskopie in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums zur Materialprüfung wurde zunächst von den Schülern genauer ins Visier genommen. In der analytischen Abteilung des Leibniz-Instituts kam hier beispielsweise an verschiedenen Glassorten an einem sog. „UV-VIS-Spektrometer“ zum Einsatz. Anwendung finden solche Ergebnisse beispielsweise bei Funktionsbeschichtungen an Fensterglas.

Später wurden dann kleinste Strukturen auf der Oberfläche eines Eichenblatts und eines Cent-Stücks mit einem Rasterelektronenmikroskops (REM) untersucht. Hier wurde sehr gut die Ursache des Wasserabweisenden Effekts des Eichenblattes sichtbar Kleinste Strukturen sind hierfür verantwortlich die mit einem einfach Lichtmikroskop nicht sichtbar gemacht werden können. Weiterhin wurde die elementare Zusammensatzung der untersuchten Oberflächen mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) vorgenommen und so konnte schnell das Kupfer als Bestandteil der 1-Cent-Oberfläche nachgewiesen werden. Dr. Markus Koch und Dieter Anschütz vom Leibniz-Instituts für neue Materialien standen Rede und Antwort zu allen Fragen der Schüler und erklärten sehr anschaulich und verständlich die Funktionsweisen der verfügbaren Geräte und führten uns durch die analytische Abteilung des Instituts.
Mit einem Besuch in der Mensa der Universität Saarbrücken war auch für das leibliche Wohl gesorgt. Die Schüler des Technikkurses waren in zwei Gruppen aufgeteilt und konnten sich dadurch in keinen Gruppen intensiver mit der Thematik beschäftigen. Nach der Mittagspause konnten die Schüler gestärkt noch einmal ans Werk gehen und tauschten zwischen Spektroskopie und Mikroskopie die Führung. Gegen 14:30 Uhr ging es dann wieder zurück zum Bus und wie begaben uns auf die Heimreise nach Kaiserslautern.
Ein ereignisreicher Tag mit vielen Einblicken in die Arbeit eines Naturwissenschaftlers ging damit zu Ende und das Thema Nanotechnologie im 10. Jahrgang des Technikkurses wurde mit dieser praxisnahen Exkursion erfolgreich abgeschlossen.
(Abb.: Dr. Marcus Koch am Rasterelektronenmikroskop [REM])