"Nano in der Sek"

Bis anhin gab es noch kein Lehrmittel für Nanotechnologie in der Oberstufe. Die Stiftung «SimplyScience» hat einen Nano-Experimentierkoffer namens «SimplyNano 1» herausgegeben, der die Zwergentechnologie anschaulich macht. Oberstufenlehrer von Gams bis Zürich liessen sich ins Reich der Atome locken.

Ein Rheintaler Sekundarlehrer und eine St.Galler Gymnasiallehrerin zerbrechen sich gerade den Kopf darüber, wie die Legoteile am besten zusammenpassen könnten. Diese Aufgabe lösen sie nicht in einem Kinderzimmer, sondern in einem Schulraum der Pädagogischen Hochschule in St.Gallen. Oberstufenlehrer aus den Kantonen Thurgau, St.Gallen, Appenzell und Zürich haben hier Platz genommen, um sich an einem Kurs ins ABC der Nanotechnologie einführen zu lassen. 

Die meisten Menschen hätten, wie Kursleiter Christoph Meili von der St.Galler Innovationsgesellschaft festhält, diffuse Vorstellungen über die Nanotechnologie. Um das zu überprüfen, ruft Meili das Wissen bei den Lehrpersonen ab. Einiges kommt zusammen: von der Zwergen-Technologie ist die Rede, weil nanus lateinisch Zwerg bedeutet und sich die Technik in der Grösse der Atome und Moleküle abspielt. Eine Lehrerin spricht vom «Asbest des 21. Jahrhunderts» und will damit die Verunsicherung über die Auswirkungen dieser neuen10^-9-Technologie ins Feld führen. Ein anderer hofft, dank nano-behandelten Textilien nicht mehr ins Schwitzen zu kommen.

Hohes Informationsdefizit

Das Informationsdefizit sei hoch, sagt Meili. Nano ist eigentlich nur die Grössenordnung – entscheidend für die Technologie sind die charakteristischen Effekte, die man sich im Nano-Bereich zunutze machen kann. Die Nanotechnologie spielt sich dabei in Strukturen von 1 bis 100 Nanometern ab. Mit gezielten Manipulationen dieser Strukturen versucht man, Effekte zu erzielen. Beispielsweise bei der Sonnencrème mit 40 Nanometer grossen Partikeln: Titanoxid-Partikel, die sofort transparent werden, was unter anderem zur Folge hat, dass man sich die Crème nicht minutenlang einreiben muss. Meili versucht, den Oberstufenlehrerinnen und -lehrern die Nano-Effekte an einem weiteren Beispiel zu erklären. Mit Alufolie lässt sich ein Butterbrot einpacken. Zermahlt man diese Folie aber in Nano-Grösse, kann es zu Raketentreibstoff verarbeitet werden. «Die Reaktivität eines Stoffes kann stark ansteigen durch die Zerkleinerung des Materials», erklärt der Kursleiter. Ein Beispiel, das wohl auch Sekschülern gefallen würde.

Berufsbilder aus der Technik Um solche Anschaulichkeit geht es beim Nano-Experimentierkoffer, der an diesem Nachmittag vorgestellt wird. Im Auftrag der Stiftung «Simply Science» hat die Innovationgesellschaft dieses Nano-Lehrmittel erstellt. «SimplyScience», das die ersten 200 Pilot-Koffer herausgibt, hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Nachwuchs in Naturwissenschaft und Technik zu fördern, wie Sabine Kastner erklärt. Die Stiftung mit Sitz in Zürich will Sekundarschülern die Berufsbilder in den Naturwissenschaften zeigen und stellt diese unter anderem auf einer Plattform im Internet vor. Die Berufswahl ist schliesslich die entscheidende Frage im Sekundarschulalter. Die Plattform bietet den Lehrern auch naturwissenschaftliche Experimente zum Nachmachen. Darum geht es auch im handlichen, 200 Franken teuren Nano-Koffer, den die Kursteilnehmer jetzt erhalten. Der Koffer enthält acht einfache Experimente aus der Nano-Welt. 


Auf einem USB-Stick sind Vortragsfolien, Experimentieranleitungen für Schüler und Lehrer sowie diverses Verbrauchsmaterial enthalten. Drei Themen stehen dabei im Vordergrund: zum ersten die Nanodimension, zum zweiten Nanooberflächen und zum dritten die Reaktivität von Nanopartikeln. 


Um sich über die unvorstellbaren Dimensionen ein Bild machen zu können, müssen die anfangs erwähnten Legoteile zusammengebaut werden. Genau genommen baut der Schüler damit ein Atomic-Force-Microscope, ein AFM-Modell aus Lego, versehen mit einem Laserstrahl. Damit lässt sich nachspielen und sinnlich erfahren, wie das Rasterkraft-Mikroskop die Oberfläche von Nanostrukturen abtastet. Im Kurs tasten die Lehrer Papierbahnen ab, in der Nanotechnologie sind das Atome auf der Probenoberfläche.

Nützlicher Lotus-Effekt 

Um die Wirkungsweise von Nanooberflächen zu zeigen, wird mit dem Nano-Koffer der Lotus-Effekt erklärt: Der natürliche Effekt mit Blättern von Lotuspflanzen, auf denen Wasser und Dreck abperlen. Der künstliche Lotus- Effekt mit Russschichten auf Glas und Metall oder auf Nano-imprägniertem Holz. Um die Reaktivität zu erklären, werden unter anderem Experimente mit der Löslichkeit von Kochsalz gemacht. «Etwa zwei bis drei Schüler können mit einem Koffer arbeiten», sagt Meili, der den Nano-Koffer in der ganzen Schweiz verbreiten will. Das Wissen über Nanotechnologie ist für Meili elementar. Schliesslich gebe es auch immer mehr Produkte, die in Verbindung mit Nano gebracht werden. Und bis heute habe es noch kein einziges Lehrmittel dafür gegeben.

Nano fördern

Für die Verbreiterung des Wissens über Nanotechnologie hat sich auch der Innerrhoder Ständerat Ivo Bischofberger stark gemacht. Im Ständerat hat er im vergangenen Juni eine Interpellation für die Förderung der Nanotechnologie-Ausbildung in der Berufsbildung und an Mittelschulen eingereicht. Nanotechnologie-Inhalte müssten eine zentrale Rolle im Unterricht spielen. Diese Meinung teilt eigentlich auch Bundesrat Johann Schneider-Ammann. Allerdings sei nun die Arbeitswelt gefordert, welche das vom Staat unterstützte Projekt, die Bildungsplattform «Swiss-Nano-Cube» weiterführen müsse. Konkreteres gab es noch nicht zu hören.

Quelle: Tagblatt, 20.03.2012

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Fonte: InnovationsGesellschaft