Kiel Nano, Surface and Interface Science (KiNSIS)

SFB-677-Lernstation gewinnt bundesweiten Schülerlaborpreis

30.03.2020

Vortrag zur PreisübergabeIm Rahmen der Jahrestagung von LernortLabor, dem Bundesverband der Schülerlabore, wurde am 9. März in Dresden erstmalig der LeLa-Preis verliehen, der herausragende Leistungen der Schülerlabore würdigt. In der Kategorie „Experiment des Jahres“ gewann die Lernstation „Dem Lotos-Effekt auf der Spur“, die ursprünglich für das klick!:labor der Kieler Forschungswerkstatt in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem SFB 677 „Funktion durch Schalten“ entwickelt wurde. Den mit 5.000 Euro dotierten Preis nahm Professor Stefan Schwarzer, mittlerweile Leiter des Schülerlabors LMUchemlab der Ludwig-Maximilians-Universität München, entgegen. Gestiftet wurde der Preis vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Weiterlesen

In der Kategorie „Experiment des Jahres“ werden besonders innovative, erfolgreiche Experimente ausgezeichnet, die sich gut in andere Schülerlabore übertragen lassen. So kommt die interdisziplinäre Experimentierstation „Dem Lotos-Effekt auf der Spur“ aktuell in Kiel und München, aber auch im Schülerlabor SCIphyLAB in Aachen zum Einsatz. Die Jury lobte außerdem den hohen Alltagsbezug sowie die einfache Umsetzung des Experiments für verschiedene Themen aus dem Bereich der Chemie: „Das Thema hat einen starken Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Im Versuch wird deutlich, wie es zur selbstreinigenden Wirkung nano-strukturierter Oberflächen kommt. Die hier verwendete Kontaktwinkelmessung ist eine einfache, für die Jugendlichen sehr gut verständliche Methode zur Charakterisierung der Oberfläche. Das vorgestellte Konzept beeindruckt auch dadurch, dass es auf weitere aktuelle Themen aus der Chemie übertragbar ist, wie zum Beispiel für Anwendungen in der Elektrochemie.“

Über das Experiment „Dem Lotos-Effekt auf der Spur“

LotuseffektHeutzutage existiert eine Reihe von Alltagsprodukten, die das Prinzip des Lotos-Effektes zu imitieren versuchen. Spezielle Fassadenfarben, Versiegelungen für Autoscheiben sowie Smartphones oder Imprägnierungen für Kleidungsstücke schützen die Oberflächen vor Nässe, Korrosion oder Graffiti. Die Inspiration dazu stammt aus der Natur. Damit ist der Lotos-Effekt ein Paradebeispiel aus der Bionik, wo Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von den Mechanismen der Natur lernen wollen, um Produkte zu optimieren oder neue herzustellen. Eine wichtige Rolle bei der Übertragung des wasserabweisenden Effektes in die Anwendung spielt die Nanotechnologie. Denn sowohl künstliche wie natürliche Oberflächen besitzen besonders dann optimale selbstreinigende Eigenschaften, wenn sie mikro- und nanostrukturiert sind.

An der in Kiel entwickelten Lernstation lernen Schülerinnen und Schüler nicht nur naturwissenschaftliche Arbeitsweisen kennen, sondern werden auch dazu angeregt, die Sinnhaftigkeit von Produkten zu hinterfragen und Werbeversprechen anhand von Experimenten zu überprüfen. An der einstündigen Experimentierstation ergründen sie schrittweise die chemischen Zusammenhänge eines Lotos-Effektes in Natur und Technik, wie die (raue) Struktur sowie der unpolare Charakter der Oberfläche. Durch eine chemische Modifizierung erstellen sie eine mikro- wie nanostrukturierte Kupferoberfläche und charakterisieren sie davor, währenddessen und danach. Hierbei stellen sie mit Hilfe einer Kontaktwinkelmessung fest, wie gut sie sich jeweils mit Wasser benetzen lässt. Zum Einsatz kommt dabei eine USB-Mikroskopkamera in Kombination mit einer frei erhältlichen Software.
Außerdem beschäftigen sich die Lerngruppen mit der technischen Anwendung und dem Alltagsbezug von wasserabweisenden Oberflächen wie zum Beispiel selbstreinigenden Häuserfassaden. Hier bewerten sie unter anderem, inwieweit Wasser und Reinigungsmittel eingespart werden können.

Über den LeLa-Preis

Mehr als 400 Schülerlabore bieten in Deutschland Wissenschaft zum Anfassen, Ausprobieren und Verstehen und leisten damit einen maßgeblichen Beitrag zur außerschulischen Bildung. Ab 2020 würdigt der Bundesverband der Schülerlabore „LernortLabor“ herausragende Leistungen der Schülerlabore mit dem LeLa-Preis. Angesichts der Vielfalt der Schülerlabore wird der Preis in vier Rubriken vergeben: Experiment des Jahres, Lehrkräftebildung, Schülerlabor digital, Schülerprojekt des Jahres. Die Preise „Experiment des Jahres“ und „MINT-Bildung von Lehrkräften“ werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gestiftet. Der Arbeitgeberverband GESAMTMETALL stiftet den Preis „Schülerlabor digital“ im Rahmen der Initiative think ING. Zusätzlich vergibt LernortLabor mit der Rubrik „Schülerprojekt des Jahres“ einen eigenen Preis für Schülerinnen und Schüler, die ein Projekt in einem Schülerlabor durchgeführt haben. 2020 wählte ein unabhängiges Gutachtergremium zwölf Projekte aus insgesamt 52 eingereichten Anträgen aus. 

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