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Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 04, Bildungsplattform zur Mikro-

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Präsentation zum Thema: "Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 04, Bildungsplattform zur Mikro-"—  Präsentation transkript:

1 Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) , Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen 3. Veranschaulichung MEM-Modul (BKU Teil 3) Autor: Andreas Beck Datum:September 2014

2 © Swiss Nano-Cube Neue Eigenschaften 1  Nanomaterialien zeigen „neue“ Eigenschaften.  Beispiel Aluminium:  Alu-Folie ist chemisch sehr stabil und darum wenig reaktionsfreudig.  Alu-Nanopartikel verbrennen dagegen explosionsartig und werden als Raketentreibstoff eingesetzt. Quellen: Alu-Nanopartikel

3 © Swiss Nano-Cube Verhältnis Oberfläche : Volumen 2 Auftrag: Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt «Versuch mit Eisen» Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Stoffes beeinflusst dessen Eigenschaften. Der folgende Modellversuch soll diese Tatsache beweisen. Quelle:

4 © Swiss Nano-Cube Modellversuch 3 Wir wissen alle aus eigener Erfahrung, dass sich ein massives Stück Eisen zwar erhitzen, nicht aber einfach so verbrennen lässt. Unsere Berechnungen haben ergeben, dass sich die Oberfläche des Eisenwürfels durch Zerkleinerung massiv vergrössern lässt. Damit ist die Reaktionsfläche im Verhältnis zur Masse viel grösser geworden. Lässt sich nun das Eisen verbrennen? Quelle:

5 © Swiss Nano-Cube Versuchsdurchführung 4 Eisenpulver wird in eine offene Flamme gestreut. Quelle:

6 © Swiss Nano-Cube Ergebnis 5 Tatsächlich ist es durch die grosse Oberfläche möglich geworden, das Eisen zu verbrennen. Quelle:

7 © Swiss Nano-Cube Anwendungen in Natur und Technik 6 In Feuerwerkskörper aller Art werden die Farben durch das Verbrennen verschiedener Metallverbindungen hervorgerufen. Beispiele beteiligter Metalle: Strontium  rot Calcium  orange Natrium  gelb Barium  grün Kupfer  blau Quelle:

8 © Swiss Nano-Cube Anwendungen in Natur und Technik 7 Die Gesamtoberfläche unserer Lungen beträgt ungefähr 140 [m 2 ] (Fläche eines Tennis-Spielfeldes). Das ist nur möglich, dank dem sie aus ca. 500 Millionen Lungen- bläschen (Alveolen) mit je einem Durchmesser von 0.25 [mm] bestehen. Durch die grosse Oberfläche wird es erst möglich, dass der Gasaustausch in so kurzer Zeit stattfinden kann. Quelle:

9 © Swiss Nano-Cube Anwendungen in Natur und Technik 8 Die wirksame Oberfläche von Abgaskatalysatoren hat die Grösse von zwei Fussballfeldern, damit die Umwandlung der Schadstoffe innerhalb der kurzen Zeit, die zum Durchströmen zur Verfügung steht, vollzogen werden kann. Quelle:

10 © Swiss Nano-Cube 9 In Schreinereien und Mühlen besteht die Gefahr von Staubexplosionen. Wenn in der Luft viel feiner Staub (Holzstaub, Mehl etc.) vorhanden ist, reicht oft ein Funke, um eine Explosion auszulösen. Quelle: Anwendungen in Natur und Technik

11 © Swiss Nano-Cube 10 Damit sich der Kraftstoff in Dieselmotoren explo- sionsartig entzünden kann, muss er durch die Einspritzdüse möglichst fein zerstäubt werden. Quelle: Anwendungen in Natur und Technik

12 © Swiss Nano-Cube 11 Kandiszucker braucht viel länger, um sich in Wasser aufzulösen, als dieselbe Menge Puderzucker. Quellen: Anwendungen in Natur und Technik


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