Ausflug zum Evonik-Schülerlabor

Am Montag, den 13.06.2016 befand sich der EF-Kurs Chemie von Frau Kieren auf einer Exkursion zum Evonik- Schülerlabor in der Universität Duisburg- Essen, um sich durch verschiedene Experimente näher mit der Nanotechnologie vertraut zu machen.
 
Vor Ort wurde der Kurs in vier Gruppen von jeweils drei bis vier Schülern unterteilt, da die Experimente in Stationsarbeit in insgesamt vier Stationen unterteilt waren,
sodass immer eine Station von einer Gruppe besetzt war. Die einzelnen Arbeitsphasen dauerten dabei etwa jeweils 30 bis 40 Minuten.
 
Die erste Station bestand aus dem Bau einer kleinen Solarzelle.
Dabei wurden zwei kleine Glasplatten beschichtet, wobei auf die eine Platte eine Beschichtung aus Graphen aus einer Bleistiftmine und auf die andere Platte ein Farbstoff aufgetragen wurde.
Zum Auftragen des Farbstoffes wurde die zweite Glasplatte mit einer rauen Beschichtung versehen und für zwei Minuten in roten Hibiskustee eingelegt. Anschließend wurde die Platte mit dem Farbstoff mit Iod beschichtet und mit der anderen Platte zusammengedrückt, wobei sie noch mit Büroklammern fixiert werden mussten. Um die Funktion der selbstgebauten Solarzelle zu testen, wurde sie an ein Multimeter, ein Messgerät für Stromstärke, -widerstand und Spannung, angeschlossen und dabei mit einer Taschenlampe beleuchtet. Im Idealfall konnte nun die erzeugte Menge an Strom gemessen werden.
 
Bei der zweiten Station arbeiteten die Schüler an einem Rasterelektronenmikroskop.
Dieses Mikroskop funktionierte nicht wie das weit verbreitete Optische Mikroskop, sondern es werden Elektronen durch mehrere Drahtspulen zu einem Strahl gebündelt und auf das zu betrachtende Objekt gestrahlt. Am Computer wird dann das Bild in ein Raster aufgeteilt, wobei die einzelnen Felder einzeln gescannt werden und danach am Monitor angezeigt werden können. Der Vorteil davon ist, dass man die Bilder in höherer Auflösung als beim optischen Mikroskop betrachten kann und die Oberflächenstruktur von beispielsweise dem Facettenauge einer Fliege besonders gut erkennen kann. Während des Vorgangs muss allerdings pausenlos Kühlwasser einfließen, da die oben erwähnten Drahtspulen Temperaturen von bis zu 3000°C erreichen.
 
Die dritte Station war ein Experiment mit einem UV-Spektroskop.
Bei der UV-Spektroskopie wird Licht in seiner Wellenform dargelegt. Dabei wird Licht durch ein Prisma, welches das Licht in seine Grundfarben bricht, auf ein Objekt geleuchtet. Dabei konnte beobachtet werden, dass die verschiedenen Farben des Lichts auch unterschiedliche Wellenlängen haben. Das Experiment bestand aus dem Test von Sonnencremes mit unterschiedlichem Lichtschutzfaktor, wobei diese mit UV-Strahlen beschossen wurden und die Durchlässigkeits-, beziehungsweise Reflexionsstärke am Computer in Form von Graphen in einem Koordinatensystem angezeigt wurde.
 
Bei der vierten Station fand die Nutzung eines optischen Mikroskopes statt.
Dabei ist der Aufbau dem eines Schulmikroskopes sehr ähnlich, es besteht lediglich ein Unterschied zwischen den Einfallswinkeln des Lichts und der Weise wie das Bild im Okular angezeigt wird. Des Weiteren war das Mikroskop an einen Computer angeschlossen, sodass auch die anderen Mitschüler das zu beobachtende Bild sehen konnten.
 
Abschließend lässt sich sagen, dass die Exkursion als veranschaulichender Einblick in das Thema der Nanotechnologie gedacht war, da besagtes Thema in der darauf folgenden Zeit im Unterricht behandelt wurde, der Ausflug aber zudem Spaß gemacht hat. Das liegt vor allem daran, dass nicht einfach ein Vortrag oder eine PowerPoint-Präsentation abgehalten wurde, sondern dass sich die Schüler das Wissen und die Funktionsweise der verschiedenen Techniken und Geräte selber im Team erarbeiten konnten,
folglich war die Exkursion in allen Bereichen ertragreich.
22.06.2016, Karim Mousa
Zur Erläuterung:
Die beiden Bilder der Haifischschuppen sind mit dem Elektronenrastermikroskop aufgenommen worden. Die Zahlen hinter dem Namen geben die Vergrößerung an.
Aufnahme_095441_0002 zeigt eine bunte Papageienfeder unter dem optischen Mikroskop. Der Maßstab ist mit auf dem Bild.
In der pdf-Datei ist das UV/VIS-Spektogramm von Sonnenmilch mit verschiedenen Lichtschutzfaktoren abgebildet. Anhand der Legende oben rechts kann man erkennen, welche unterschiedlichen Sonnenschutzfaktoren die Cremes haben.