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Nanochemie und Experimente. Geht das? - Experimentelle Zugänge zum Themenfeld Nanochemie
Mit der Verankerung der Nanochemie in den Bildungsstandards und Kerncurricula der gymnasialen Oberstufe ist ein hochaktuelles Forschungsfeld zunehmend Teil des Chemieunterrichts geworden – und zugleich auch relevant für das experimentelle Abitur im Leistungskurs. Viele Lehrkräfte stehen dabei jedoch vor ähnlichen Herausforderungen: Wie lässt sich ein scheinbar abstraktes und stark forschungsnahes Themenfeld überhaupt sinnvoll unterrichten? Welche Experimente eignen sich für die Schule? Und wie können nanoskalige Phänomene sichtbar und verständlich gemacht werden? Der Workshop greift diese Problematik auf und stellt experimentelle Zugänge zum Themenfeld Nanochemie vor, die sich mit schulüblichen Materialien und überschaubarem Aufwand im Unterricht umsetzen lassen. Im Mittelpunkt stehen alltags- und anwendungsorientierte Kontexte, über die zentrale Eigenschaften und Anwendungen von Nanopartikeln erschlossen werden. Die Teilnehmenden lernen unter anderem Experimente zur Synthese von Nanopartikeln kennen, beispielsweise die Herstellung von Ceroxid-, Gold- oder fluoreszierenden Zinkoxid-Nanopartikeln. Darauf aufbauend werden Anwendungen von Nanomaterialien in Umwelttechnik, Medizin und Alltag thematisiert. Hierzu gehören Experimente zur photokatalytischen Abwasserreinigung durch Nanopartikel, zur photokatalytischen Zersetzung von Farbstoffen, zu UV-Schutz durch Nanopartikel in Sonnencremes sowie zu optischen Eigenschaften nanoskaliger Materialien am Beispiel von Carbon Quantum Dots und QLED-Technologien. Ergänzend werden naturinspirierte Oberflächenphänomene wie der Lotus- bzw. Gecko-Effekt behandelt und hinsichtlich ihrer nanostrukturellen Ursachen untersucht. Neben der Durchführung der Experimente werden deren fachliche Hintergründe sowie mögliche curriculare Einbindungen diskutiert. Ziel des Workshops ist es, Berührungsängste abzubauen, fachliche Sicherheit zu stärken und konkrete Impulse für einen modernen, experimentellen Chemieunterricht zu geben, in dem aktuelle Forschung sichtbar und für Schülerinnen und Schüler erfahrbar wird.
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