Nanotechnologie in unserem Alltag - Chancen und Risiken

Nanotechnologie in unserem Alltag

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

10. Klasse

10 - 12 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Viele Gegenstände unseres täglichen Lebens werden immer kleiner und leistungsfähiger. Betrachten wir beispielsweise moderne Smartphones mit berührungsempfindlichen Displays: haben diese mit dem ersten Mobilfunktelefon von 1984, dem knapp 800 g schweren DynaTAC 8000X von Motorola, wenige Gemeinsamkeiten. Erst durch den Einsatz von winzigen Bauteilen auf Basis der Nanotechnologie konnten die Smartphones der neuesten Generation geschaffen werden. Auch die Herstellung von selbstreinigenden Fensterscheiben sowie von selbstreparierenden Autolacken ist ohne Nanotechnologie nicht denkbar.
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Kompetenzen

Klasse:Klasse 10
Dauer:10–12 Stunden
Kompetenzen:Die Schüler …
  • sind in der Lage, die Einheit Nanometer in Relation zu bekannten Gegenständen zu setzen.
  • können erklären, warum Eisenwolle im Gegensatz zu Eisennägeln brennt.
  • erkennen, dass Nanotechnologie bereits heute in ihrem Alltag existiert und sowohl Chancen als auch Risiken beinhaltet.
Aus dem Inhalt:
  • Das Zusammenspiel von Oberfläche und Reaktivität
  • Die zwei Hauptherstellungsverfahren für Nanopartikel
  • Die klassischen Elemente zur Herstellung von Nanopartikeln
  • Wohin geht der Trend?Nanotechnologie heute und in Zukunft
Beteiligte Fächer:Chemie Physik Biologie Umweltschutz Geschichte Anteil

Inhaltsangabe

V = VorbereitungszeitSV = SchülerversuchAb = Arbeitsblatt/Informationsblatt
D = DurchführungszeitFo = FolieLV = Lehrerversuch

Stunden 1 und 2: Nanotechnologie in unserem Alltag

M 1 (Fo)Impulsbilder: Alles Nano, oder was?
M 2 (Ab)Klein – winzig – Nano!

Stunde 3: Kleine Oberfläche – erhöhte Reaktivität

M 3 (Ab)Je kleiner, desto reaktiver – Experimente zur Reaktivität
M 3 (SV) V: 10 min D: 20 minExperiment – je kleiner, desto reaktiver Schülerversuch
  • Kandiszucker, Kristallzucker, Puderzucker
  • Waage mit Grammbereich
  • 3 Kunststoffbehälter, 40 ml mit Kunststoffdeckel
  • Gefäß mit Wasser
  • Stoppuhr
  • 3 Teelöffel
  • Becherglas mit Skala zum Abmessen von 25 ml Wasser)
  • Schutzbrille
M 3 (LV) V: 10 min D: 15 minExperiment – je kleiner, desto reaktiver Lehrerversuch
  • Eisennnagel
  • Tiegelzange
  • Gasbrenner
  • Schutzbrille
  • Eisenwolle
  • 9-Volt-Blockbatterie
  • feuerfeste Unterlage

Stunden 4 und 5: Von der Antike bis ins 21. Jahrhundert – die Wege der Nanotechnologie

M 4 (Ab)Alter Wein in neuen Schläuchen – Nanoverfahren in der Antike
M 5 (Ab)Herstellung von Nanopartikeln – Top-down oder Bottom-up?

Stunden 6 und 7: Was Titan, Zink, Kohlenstoff, Gold und Silber gemeinsam haben

M 6 (Ab)Die klassischen Elemente zur Herstellung von Nanopartikeln
M 7 (Ab)Einsatzmöglichkeiten der Nanotechnologie

Stunden 8 und 9: Chancen und Risiken der Nanotechnologie

M 8 (Ab)Nutzen der Nanotechnologie im Alltag
M 8 (SV) V: 15 min D: 35 minExperiment – je kleiner, desto reaktiver Schülerversuch
  • Blätter von Kohlrabi, Kapuzinerkresse oder Lotospflanze
  • Laubblätter, z. B. Buche
  • trockenen, gemahlenen Lehm (Tonerde)
  • Gefäß mit Wasser
  • Schutzbrille
  • je Gruppe 2 Spatel/Teelöffel
  • Kunststoffpipetten
  • Asche
  • Honig
  • Wattestäbchen
  • Petrischale oder ähnliches Auffanggefäß
M 9 (Ab)Risiken der Nanotechnologie im Alltag

Stunde 10 und 11: Fluch oder Segen – Pro und Kontra der Nanotechnologie

M 10 (Ab)Diskussionsrunde: Nanotechnologie – Technologie des 21. Jahrhunderts oder Warten auf den Störfall

Stunde 12: Blick in die Zukunft

M 11 (Ab)Nanotechnologie – heute und in der Zukunft

Stunde 13: Allerhand Wissenswertes über die Nanotechnologie – teste dein Wissen

MaterialThema und Materialbedarf
M 12 (Ab)Rätselreise im Zwergenreich – rund um die Nanotechnologie

Minimalplan

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