MEM-Modul (BKU Teil 3) Autor: Andreas Beck Datum: September 2014 3. Veranschaulichung MEM-Modul (BKU Teil 3) Autor: Andreas Beck Datum: September 2014
Neue Eigenschaften 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. Alu-Nanopartikel Quellen: www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,656774,00.html, http://german.alibaba.com/products/nanoparticles.html
Verhältnis Oberfläche : Volumen Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Stoffes beeinflusst dessen Eigenschaften. Der folgende Modellversuch soll diese Tatsache beweisen. Auftrag: Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt «Versuch mit Eisen» Quelle: http://www.nanoforschools.ch/
Modellversuch 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: http://www.zanger-pferd.de/hufbeschlag.htm
Versuchsdurchführung Eisenpulver wird in eine offene Flamme gestreut. Quelle: http://www.ambergerschule-nuernberg.de/kla/20092b/Waerme15.html
Ergebnis Tatsächlich ist es durch die grosse Oberfläche möglich geworden, das Eisen zu verbrennen. Quelle: http://www.planet-schule.de
Anwendungen in Natur und Technik 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: http://www.mc-vindonissa.ch/html/1__august_09.html
Anwendungen in Natur und Technik Die Gesamtoberfläche unserer Lungen beträgt ungefähr 140 [m2] (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: http://www.lungenemphysem.org/lungenemphysem-beschreibung
Anwendungen in Natur und Technik 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: http://www.recyswiss.ch/katalysatoren_recycling.html
Anwendungen in Natur und Technik 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: http://www.aud24.net/pi/index.php?StoryID=105&articleID=154153
Anwendungen in Natur und Technik Damit sich der Kraftstoff in Dieselmotoren explo- sionsartig entzünden kann, muss er durch die Einspritzdüse möglichst fein zerstäubt werden. Quelle: http://www.aral.de/aral/sectiongenericarticle.do?categoryId=4000065&contentId=56447
Anwendungen in Natur und Technik Kandiszucker braucht viel länger, um sich in Wasser aufzulösen, als dieselbe Menge Puderzucker. Quellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Kandis, http://boccafino.blogspot.com/2009/01/puderzucker.html