Nanotechnologie Ein möglicher Zugang

Wie passt Nanotechnik zum Lehrplan? AHS Oberstufe: Natur und Technik (Bildungsbereiche) Größenordnungen im Mikro- und Makrokosmos (5./6.Klasse) Materialwissenschaften (7./8.Klasse) BHS Sehr typenspezifisch?!

Einstieg Schüler/innen behandeln Oberflächen mit verschiedenen Nanoprodukten und vergleichen mit dem unbehandelten Zustand Schüler/innen „klappern“ Handel nach Nanoprodukten ab

Natur, Wissenschaft und Technik Was haben die Lotusblume und behandelte Fensterscheiben gemeinsam? Was verbindet moderne Montageverfahren und Geckos? Was haben moderne TFT-LCD-Bildschirme und Mottenaugen gemeinsam? Was haben zukünftige Autolacke und der Morpho-Falter gemeinsam?

Sie nutzen Effekte im Nanometerbereich! Was ist gemeinsam? Sie nutzen Effekte im Nanometerbereich!

Was bedeutet Nano? Ausdehnung in mindestens einer Raumrichtung kleiner 100nm

Kann man Nanostrukturen „sichtbar machen“? Streueffekte (IR, Raman, UV, …) Rasterelektronenmikroskop (SEM, TEM) Tunnelelektronenmikroskop (STM) Kraftmikroskop (AFM) Schüler/innenarbeit: Funktion aus Lexika oder Internet (z.B. Wikipedia) finden

Kann man Nanostrukturen herstellen? Nanolithografie (z.B. RTM) Nanoprint (via nanostrukturierte Stempel) Selbstorganisation (etwa Komposite) u.a. über Sol-Gel-Verfahren

Wie können Nanostrukturen wirken? Oberflächenkräfte (v.a. van der Waals-Kräfte bzw. Oberflächenspannung wie Gecko-Effekt, Lotus-Effekt, ...) Veränderte Materialeigenschaften (Festigkeit, Leitfähigkeit, Schmelztemperatur, ...)

Wie können Nanostrukturen wirken? Optische Wirkung (spezifisches Absorptions-, Emissions-, Streuverhalten, ...) Vergrößerte Oberfläche (z.B. desinfizierende Wirkung von Silber) Quanteneffekte (Quantenpunkte, ...)

Gibt es Nanopartikel? Buckminster Fullerene Nanotubes, Nanowires „Nanogroße“ Partikel aus Metallen, Metalloxiden oder Halbleiteroxiden (Titanoxid, Aluminiumoxid, Silber, Siliziumoxid, ...)

Wo wird Nanotechnologie schon angewandt? Hydrophobe Nanostrukturen für „Abperleffekt“ Hydrophile Nanostrukturen als Antifogbeschichtung Nanokleine Teilchen als Teil von Poliermitteln Spatulae für Nanotapes

Wo wird Nanotechnologie schon angewandt? Desinfizierende Wirkung nanoskopischer Silberpartikel in diversen Filtern und Geweben Farbeffekte in nanooptischen Materialien (variable Farben, ...) Quantenpunkte zur selektiven Emission Nanoskopische Magnetpartikel (Datenspeicherung, ...)

Was wird gerade geforscht? Oberflächenplasmonen Quantenpunkte Quantenspintronik Magnetofluide, Superparamagnetismus Negativer Brechungsindex Zahlreiche Anwendungen …

Filme, Internet, ... 10 hoch 10 www.nanoreisen.de PP-Präsentationen www.quarks.de http://www.nature.com/nnano/index.html ...

Geschichtliches ... U.a. Richard Feynmans Prognose

Rücken frühere Utopien näher? Die phantastische Reise (verkleinerte Ärzte entfernen Blutgerinsel aus Gehirn eines Patienten NANOKAMERA Nanomachines von Drexler 1986 Nanobots Jordan Krebstherapie mit trojanischen Pferden