07.05.2019

Nanowissenschaft ganz groß Versuchsmarathon im Schullabor der Universität Hamburg

Bei einem Sonnenuntergang lässt sich vortrefflich die Zukunft planen. Schließlich braucht das Farbenspiel Zeit. „Die Reaktion verläuft relativ langsam“, erklärt Tim Wagner. Der Student der Nanowissenschaften an der Universität Hamburg wendet sich an die Mädchen: „Habt ihr Fragen? Zum Versuch, Studium oder eurer nächsten Chemieklausur?“ Enna, Sophie, Anne und Marie lassen sich nicht lange bitten: Wie eine Vorlesung abläuft, wie schwer so ein Studium ist und was für Jobs sich dahinter verbergen, wollen die Lise-Meitner-Gymnasiastinnen aus Norderstedt wissen. Der Student beantwortet geduldig alle Fragen, zeigt aber gelegentlich auf den Versuchsaufbau: Die Lösung im Bechergefäß unter dem Overhead-Projektor wandelt sich von leicht bläulich auf milchig-trüb. „Sprecht niemals im Labor von Weiß, das wären ja alle Farben gleichzeitig“, erklärt Wagner. Auf der Leinwand wechselt die Farbe von Weiß auf Gelb, Orange bis fast Schwarz – ein „chemischer Sonnenuntergang“ eben.

Der chemische Sonnenuntergang

Dass man in der Flüssigkeit etwas anderes sieht als auf der Leinwand, findet Enna so faszinierend wie verwirrend: „Das liegt an der Lichtbrechung?“, fragt die 15-Jährige noch einmal nach. „Genau, was wir hier im Becherglas sehen sind die kleinen Teilchen“, sagt Wagner. Natürlich sieht man die Schwefelmoleküle darin nicht wirklich, ihre Größenordnung liegt schließlich im Nanometerbereich. Aber dass sie wachsen und damit ausfallen, beweise ja gerade der Effekt auf der Leinwand. Der Nebeneffekt: Bei „Molecules & Schools“, dem Schullabor der Universität Hamburg geht es um mehr als reine Chemie. Um das Phänomen der Lichtbrechungen zu verstehen, brauchen die Mädchen physikalisches Grundwissen, bei der Synthese von Gold-Nanopartikeln im nächsten Versuch geht es indirekt um Quantenphysik und Wagners Bachelorarbeit dreht sich um „Life Science“, Krebs- und Strahlentherapien.

Fünf Versuche, ein Ziel: Hemmschwellen abbauen

Ganz schön anspruchsvoll für Neuntklässlerinnen, die erst seit einem halben Jahr im Fach Chemie unterrichtet werden. Aber das Fachwissen stehe nicht an oberster Stelle, sagt Physiklehrer Stefan Schleitzer, der die 14 mint:pink Teilnehmerinnen schon in der Frühe von Norderstedt bis in die Grindelallee begleitet hat: „So ein Laborpraxistag ist toll, weil er die Vielfalt der Naturwissenschaft zeigt, Lust am Experimentieren fördert und Hemmschwellen abbaut.“ So hat Sophie erst verdünnte Salzsäure, dann destilliertes Wasser passgenau abgemessen, Natriumthiosulfat-Lösung pipettiert und alles miteinander vermischt – elementarer Schwefel flockt aus!

Ein Feuerwerk an Impressionen

Marie hat zum Abschluss ein kleines Feuerwerk aus Eisenoxalat gezündet und Enna mit dem Lotuseffekt gespielt und blaue Kupfersulfattropfen über eine behandelte CD-Oberfläche hüpfen lassen. „Ein starkes Experiment“, kommentiert sie. Längst hat die Sonne draußen vor den Laborfenstern im „nanowissenschaftlichen Praktikum“ den Zenit überschritten, Anne denkt an den Untergang. „Wäre die Erde perfekt rund, gäbe es dann keinen roten Sonnenuntergang mehr?“, fragt die Neuntklässlerin. Einen Moment zögert Tim Wagner, dann zeichnet der Student eine Kugel auf ein Blatt Papier und unterschiedliche Standpunkte zur Sonne ein. „Abends muss ja das Licht immer noch einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen als am Mittag, der rote Sonnenuntergang bleibt.“ Die Mädchen verabschieden sich, raus an die frische Luft aus kleinen Molekülen, die blaues Licht so gut streuen. Dispersion live.

Leseempfehlung

NAT 2024 - In eigener Sache

Technologien entwickeln sich zum Teil rasant, die fachliche Berufsorientierung bekommt an Schulen einen immer höheren Stellenwert. Jedoch fehlt im Schulalltag oft die Zeit, um im Bereich Forschung und Technologie auf dem neusten Stand zu bleiben oder Kontakte in der Praxis zu suchen. Daher bieten wir in diesem Schuljahr kompakte Exkursionen für Lehrkräfte an, die fachspezifische sowie fächerübergreifende Einblicke in die Praxis und in zukunftsweisende Forschungsgebiete ermöglichen. Dabei erhalten die Lehrkräfte Anregungen oder Material für den eigenen Unterricht, Informationen zu entsprechenden Ausbildungs- und Studienoptionen sowie Ideen und Kontakte für Exkursionen mit dem Profil.

Wind of Change

Ohne Energie geht es nicht. Zumal das Salz ein wenig verklumpt ist, der Trichterhals eng, da muss Stefanie schon energisch mit dem Spatel nachstochern, um 25 Gramm „Salz der Essigsäure“ in einen Plastikbeutel zu befördern. Die Neuntklässlerin vom Gymnasium Süderelbe ist eine von 185 Teilnehmerinnen im elften mint:pink Jahr und an ihrem ersten Exkursionstag in der benachbarten TU Hamburg zu Gast. Genauer im DLR_School_Lab, das mit dem neuen Modul „Regenerative Energien“ ein hochaktuelles Thema aufgreift. Etwa an der Station „Energiespeicher“, an der vier Mädchen einen eigenen Handwärmer bauen. „Ich hätte es so wie Anastasia machen und die Klumpen vorab zerkleinern sollen“, konstatiert Stefanie. Oder wie Mitschülerin Alisa, die das Salz nach und nach in den Trichter gefüllt hat. Ihr Handwärmer ist jetzt schon fest verschweißt, beschriftet und muss nur noch „geladen werden“, also auf 58 Grad Celsius erhitzt werden.

NAT 2024 - In eigener Sache

Seit über 10 Jahren sprechen wir junge Frauen bereits in der Mittelstufe an, um sie für MINT und hier insbesondere für Physik, Chemie und Informatik zu begeistern. Bevor sich das Fenster zu naturwissenschaftlichen und technischen Fächern schließt – denn die Wahl eines Oberstufenprofils ist oft Wegweiser für die spätere Wahl eines Studiengangs oder einer Ausbildung. Die praktischen und persönlichen Erlebnisse im Programm wiederum können eine Entscheidungshilfe sein, die Option MINT für die eigene Zukunft in Betracht zu ziehen.