VC 04
| Vortragende/r: | Dr. Peter Heinzerling |
| Institution: | PH Freiburg |
| Datum: | 13. November 2023 |
| Zeit: | 10:00 - 10:45 Uhr |
| Raum: | CH |
| Plätze: | noch 31 Plätze frei |
Die neuen Bundesrahmenrichtlinien der KMK sehen für Kurse mit erhöhten Anforderungen die Behandlung von modernen Werkstoffen, speziell Nanomaterialien, vor. Inzwischen wurden diese Inhalte in den neuen Richtlinien für Bremen und Niedersachsen umgesetzt. Es sich wird dort auf textile Funktionsmaterialien konzentriert.
In der fachdidaktischen Literatur der letzten 20 Jahre sind bereits einige Beiträge zu dem Thema erschienen, was jedoch fehlt sind praktikable Unterrichtsvorschläge unter Berücksichtigung vorhandener Basiskonzepte und Unterrichtsinhalte.
Im Vortrag werden schulgerechte Experimente mit beschichtetem Glas vorgestellt. Diese führen zu nanoskaligen Oberflächen mit neuen Eigenschaften. Bei Beschichtungen mithilfe des Sol-Gel-Verfahrens auf der Basis von Tetraorthoethylsilikat (TEOS) kann man Antikkratz- und Antireflex-Eigenschaften erzeugen, wie sie auf Kunststoff-Brillengläsern zu finden sind. Die Oberflächen können sehr einfach mit einem USB-Mikroskop untersucht werden. Die Antireflex-Eigenschaft kann mithilfe eines Laserpointers und einer Smartphone-App objektiv untersucht werden.
Ein weiteres Verfahren ist die Reaktion geeigneter Materialien mit Trichlormethylsilan, was zu superhydrophoben Eigenschaften führt – typisch für Funktionsmaterialien. Die Beschichtungen können auf vielen anderen Alltagsmaterialien aufgebracht werden: Holz, Glas, Keramik, Baumwolle, Seide etc. Die Grenzwinkel können aus den mikroskopischen Bildern mit einer Public-Domain-Software ermittelt werden.
Damit liegt ein praktikabler Unterrichtsvorschlag zu nanoskaligen Funktionsmaterialien aus dem Alltag vor.
Beschichtungen mit Titandioxid führen zu photokatalytischen Eigenschaften, wie man sie bei selbst reinigenden Fenstergläsern findet. Diese Eigenschaften werden durch die Entfärbung von Methylenblau nachgewiesen. Auch hierfür existiert ein praktikables Unterrichtsexperiment.
Literatur: P. Heinzerling, Funktionalisierte Oberflächen, CHEMKON 26(8), 360-369 (2019)