1. Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für
Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere
Fachschulen
MEM-Modul
Autor: Andreas Beck
Datum: Januar 2012
Swiss Nano-Cube
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen
Tel. +41 (0) 71 274 72 66, info@swissnanocube.ch
www.swissnanocube.ch

2. Neue Eigenschaften
 Nanomaterialien zeigen „neue“ Eigenschaften.
 Beispiel Aluminium:
− Alu-Folie ist chemisch sehr stabil und darum wenig
reaktionsfreudig.
− Alu-Nanopartikel verbrennen dagegen explosionsartig und
werden als Raketentreibstoff eingesetzt.
Alu-Nanopartikel
Quellen: www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,656774,00.html,
http://german.alibaba.com/products/nanoparticles.html
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3. Verhältnis Oberfläche : Volumen
Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Stoffes
beeinflusst dessen Eigenschaften.
Der folgende Modellversuch soll diese Tatsache
beweisen.
Auftrag:
Bearbeiten Sie das Arbeitsblatt «Versuch mit Eisen»
Quelle: http://www.nanoforschools.ch/
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4. Modellversuch
Wir wissen alle aus eigener Erfahrung, dass sich ein
massives Stück Eisen zwar erhitzen, nicht aber einfach
so verbrennen lässt.
Unsere Berechnungen haben ergeben, dass sich die
Oberfläche des Eisenwürfels durch Zerkleinerung
massiv vergrössern lässt. Damit ist die Reaktionsfläche
im Verhältnis zur Masse viel grösser geworden.
Lässt sich nun das Eisen verbrennen?
Quelle: http://www.zanger-pferd.de/hufbeschlag.htm
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5. Versuchsdurchführung
Eisenpulver wird in eine offene Flamme gestreut.
Quelle: http://www.ambergerschule-nuernberg.de/kla/20092b/Waerme15.html
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6. Ergebnis
Tatsächlich ist es durch
die grosse Oberfläche
möglich geworden, das
Eisen zu verbrennen.
Quelle: http://www.planet-schule.de
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7. Anwendungen in Natur und Technik
In Feuerwerkskörper aller Art werden die Farben durch
das Verbrennen verschiedener Metallverbindungen
hervorgerufen.
Beispiele beteiligter Metalle:
Strontium  rot
Calcium  orange
Natrium  gelb
Barium  grün
Kupfer  blau
Quelle: http://www.mc-vindonissa.ch/html/1__august_09.html
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8. Anwendungen in Natur und Technik
Die Gesamtoberfläche unserer
Lungen beträgt ungefähr 140 [m2]
(Fläche eines Tennis-Spielfeldes).
Das ist nur möglich, dank dem sie
aus ca. 500 Millionen Lungen-
bläschen (Alveolen) mit je einem
Durchmesser von 0.25 [mm]
bestehen.
Durch die grosse Oberfläche wird es
erst möglich, dass der Gasaustausch
in so kurzer Zeit stattfinden kann.
Quelle: http://www.lungenemphysem.org/lungenemphysem-beschreibung
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9. Anwendungen in Natur und Technik
Die wirksame Oberfläche von Abgaskatalysatoren hat die
Grösse von zwei Fussballfeldern, damit die Umwandlung der
Schadstoffe innerhalb der kurzen Zeit, die zum Durchströmen
zur Verfügung steht, vollzogen werden kann.
Quelle: http://www.recyswiss.ch/katalysatoren_recycling.html
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10. Anwendungen in Natur und Technik
In Schreinereien und Mühlen besteht die Gefahr von
Staubexplosionen. Wenn in der Luft viel feiner Staub
(Holzstaub, Mehl etc.) vorhanden ist, reicht oft ein
Funke, um eine Explosion auszulösen.
Quelle: http://www.aud24.net/pi/index.php?StoryID=105&articleID=154153
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11. Anwendungen in Natur und Technik
Damit sich der Kraftstoff
in Dieselmotoren explo-
sionsartig entzünden
kann, muss er durch die
Einspritzdüse möglichst
fein zerstäubt werden.
Quelle: http://www.aral.de/aral/sectiongenericarticle.do?categoryId=4000065&contentId=56447
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12. Anwendungen in Natur und Technik
Kandiszucker braucht viel länger, um sich in Wasser aufzulösen,
als dieselbe Menge Puderzucker.
Quellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Kandis, http://boccafino.blogspot.com/2009/01/puderzucker.html
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