Fachcommunity Nanotechnologie

Im Rahmen des Nanotechnologie-Workshops stehen auch die Möglichkeiten auf dem Programm, die Kofferexperimente, oder ganz allgemein das Thema Nanotechnologie, im Unterricht mit dem Einsatz digitaler Materialien zu verzahnen. Dabei kann zum einen auf bereits vorliegende Ressourcen aus dem Netz zugegriffen werden (siehe unten unter Software, digitale Materialien sowie Education-Websites). Zum anderen ist eine Vernetzung mit den "werkzeugorientierten" Communities von "Naturwissenschaften entdecken!" wünschenswert.

Nutzung digitaler Werkzeugen

Dynamische Mathematik, 3D-Moleküle
Haben Sie Ideen, wie Nano-Themen mithilfe digitaler dynamischer Arbeitsblätter (dynamische Mathematik, 3D-Moleküle) im Unterricht unterfüttert werden könnten? Ihre Konzepte würden wir von Fachleuten, die mit den entsprechenden Werkzeugen (zum Beispiel GEONExT oder Jmol) versiert umgehen können, umsetzen lassen. Allgemeine Infos zu den Möglichkeiten der dynamischen Mathematik und der 3D-Moleküle finden Sie hier:

• Dynamische Mathematiksoftware
  Dynamische Mathematik ermöglicht Visualisierungen, die mit traditionellen Medien nicht realisierbar sind und fördert einen aktiv-entdeckenden Zugang zu mathematisch-naturwissenschaftlichen sowie wirtschaftlichen Inhalten.
• Molekülzeichenprogramme und Molekülbetrachter
  Das Spektrum der Einsatzmöglichkeiten dieser Werkzeuge reicht vom "Zeichenknecht" für die Erstellung klassischer Arbeitsblätter bis hin zu animierten Reaktionsabläufen für den Chemie- und Biologieunterricht.
  

Dynamische Modellierung, WebQuest
Weitere Werkzeuge, mit deren Hilfe sich ebenfalls digitale Nano-Arbeitsmaterialien erstellen lassen, sind Dynamische Modellierungssoftware sowie WebQuest-Generatoren:

• Dynamische Modellierungssoftware
  Chaos, Nicht-Linearität - oft fehlen Möglichkeiten, "handgreiflich" mit Komplexität zu experimentieren. Abhilfe schaffen kostenfreie Programme, die in fast allen Fächern eingesetzt werden können.
• WebQuest-Generatoren
  Der große Vorbereitungsaufwand für die Erstellung eines WebQuest-Dokumentes und die vermeintlich erforderlichen HTML-Kenntnisse stehen der Verbreitung von WebQuests oft im Wege. WebQuest-Generatoren leisten Abhilfe!

Linkliste - Übersicht

• Allgemeine Infos
• Software, digitale Materialien
• Education-Websites
• Experimentierkoffer

• Schülerlabore und Praktika
• Lehrerfortbildungen
• Ausstellungen

• Kompetenzzentren, Netzwerke und Bildungsangebote im Überblick
• BMBF-Projekte

Allgemeine Infos

 

• Wikipedia: Nanotechnologie
  Infos zu den Ursprüngen der Nanotechnologie, Nanotechnologie als Trendwort, nanotechnologische Produkte und ihre Einsatzmöglichkeiten, Literatur (Fiktion und Sachliteratur) und Weblinks.
• Dictionary an Atlas of Nanoscience and Nanotechnology
  Ein Nachschlagewerk zur Nanotechnologie mit interessanten Grafiken und Applikationen im Multimedia-Bereich, zum Beispiel interaktive 3D-Moleküldarstellungen oder kleine Filmchen, zum Beispiel zu Nanobots.
• Quarks & Co: Faszination Nanotechnologie
  Allgemeine Informationen zum Thema Nanotechnologie und den Einsatzmöglichkeiten nanotechnologischer Produkte, populärwissenschaftlich aufbereitet auf der Quarks & Co Website des WDR.
• GeoScience-Online: Nanotechnologie
  Verschiedene Artikel zum Thema "Baukastenspiele im Reich des Allerkleinsten" auf der Website des magazins für Geo- und Naturwissenschaften mit Informationen zu Nanoanwendungen.

• Welt der Physik: Nanostrukturen
  Übersichtsartikel zu diversen Nanothemen (Quantenland, Quantendrähte, Nanoröhrchen, Neue Materialien für die Optik, Rastersondenmethoden in der Nanotechnologie ... ) auf der Website der DPG

• Scienox: Die kleinsten Arbeiter der Welt (PDF)
  Begleitmaterial zur Mission "Poseidon" aus dem Wissensspiel Scienox, einem Angebot von Wissenschaft im Dialog (WiD), einer Initiative, die zum Staunen bringen und Neugier auf Wissenschaft und Technik wecken möchte.
• nano-polis
  Website des Instituts für Innovationsgestaltung im Nano-Zeitalter. nano-polis erforscht die Möglichkeiten einer sozial und ökologisch nachhaltigen Innovationsgestaltung.
• Politik der Nanotechnologie
  Ziel des DFG-Projektes ist es, die Innovationspfade und die politischen Gestaltungsmöglichkeiten der Technologieentwicklung auf dem Feld der Nanotechnologie zu analysieren.

Software, digitale Materialien

 

Software

• Nano-World: Portal für Nanowissenschaften
  Website des Instituts für Informatik Uni Basel. Mit der dort vorgestellten Software, zum Beispiel nano 3D, können in Basel auch Schülerinnen und Schüler arbeiten. Interessant, interaktiv und multimedial ist auch das Demo-Labor.
• Nanoscience Instruments: Free Software Programs
  Verschiedene kleine Windowsprogramme, zum Beispiel  zur Simulation der Funktionsweise des Atomic Force Microscope (AFM) oder des Scanning Tunneling microscope (STM).
• nanoHUB - online simulations more
  Zahlreiche "Interactive Tools", "Educational Tools" und "Animations" für den Vorstoß in den Nanobereich. Um das Angebot nutzen zu können, müssen Sie sich zunächst für einen "Free Account" anmelden.
• Nanotube Modeler
  Die Software von JCrystalSoft läuft unter Windows dient der Generierung von xyz-Koordinaten von Nanotubes. Eine Free Version steht auf der Website von JCrystal zum Download bereit.

• Nanopolis: Exploring Nanotechnology
  "Multimedia Distributed Knowledge Network in Nanotechnology": Auf der nanopolis.net-Website finden Sie Infos zur CD-ROM "Exploring Nanotechnology". Einige Animationen können auch online betrachtet werden.
• Biochemisches Institut, Uni Zürich: Virtuelle (Nano) Welten
  Auf der CD finden sie Programme, mit denen sie auf ihrem Computer Molekülstrukturen betrachten und erstellen können. Anhand einer Auswahl biologisch wichtiger Moleküle werden Funktionen biomolekularer Nanomaschinen erläutert.

Mikroskopie im Nanobereich

• Fachbereich Maschinenbau (FH Offenburg): Kann man Atome anfassen?
  Ein Rastermikroskop-Dialog zwischen einem Forscher und einem Schüler mit Infos zur Funktion und Programmierung des "Lego Probe Microscope" - auch als Poster zum Download.
• Atomare Reibung und Reibungskraft-Mikroskopie
  Hintergrundinformationen, Filme (Atomare Reibung) und interaktive Applets (Friction Force Simulator, siehe auch Anleitung [PDF]) bei Nano-World, dem Schweizer Portal für Nanowissenschaften (Institut für Informatik der Uni Basel).
• SMX-Projekt: Das Rastertunnelmikroskop zum Nachbauen
  Schülerinnen und Schüler des Annette-von-Droste-Hülshoff-Gymnasiums und des Wilhelm-Hittorf-Gymnasiums haben mit einfachen Mitteln ein Rastertunnelmikroskop gebaut und eine bebilderte Bauanleitung mit Material- und Werkzeugliste verfasst.

• Scanning Tunneling Microscope
  Quantum Physics Online: Schülerinnen und Schüler bewegen die Nadel des Mikroskops nach unten und oben und sorgen so für einen konstanten Tunnelstrom. Das Ergebnis (Strom-Strecke) wird aufgezeichnet.
• Rastertunnelmikroskopie im Chemieunterricht
  Die von Prof. Dr. Ingo Eilks, Prof. Dr. Bernd Ralle, Jens Möllering und Gabriele Leerhoff entwickelte Lernumgebung steht auf der Website der Uni Bremen, Fachbereich Biologie und Chemie, auch als Download zur Verfügung.

Nano-Härchen

• Wissen ist Max: Nano-Härchen mit Mega-Haftkraft
  Informationen aus der Materialforschung von der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., unterfüttert mit Filmen zum Haftmechanismus bei Gecko und Stubenfliege.

Nano-Röhren

• Wissen ist Max: Kohlenstoff-Nanoröhre
  Simulation zur spontanen Einkapselung eines DNA-Abschnitts in eine Kohlenstoff-Nanoröhre - ein weiteres Angebot der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
• JNanoTube
  Mit diesem Java-Applet können Sie Nanotubes konstruieren, nach Belieben drehen und wenden oder auch hineinzoomen. Vergessen Sie nach der Eingabe der Parameter nicht, auf "create" zu klicken ;-).

Molekulare Nanotechnologie - "Nanomaschinen"

• Protonic NanoMachine Project, ERATO
  Unter Movies finden Sie auf der japanischen Website verschiedene Animationen zum Thema "Movement of bacterial flagellar" (Computeranimationen, Dunkelfeldmikroskopie "schwimmender" Salomonellen).
• Nano goes Nature - Biomoleküle in der Nanotechnologie
  In dem Artikel der Website geoscience online, einem populärwissenschaftliches Internetmagazin, geht es um Nanopropeller, DNA-Nanomotoren und so genannte Assembler.

• Nanomaschine mit Handkurbel
  Informationen auf der privaten Website von Rainer Scharf zur Funktion der ATP-Synthase. "Alle Enzyme sind schön, doch die ATP-Synthase ist zudem eine herrliche molekulare Maschine" (Paul Boyer).
• Animation Movies of ATP Synthase
  Zahlreiche Animationen und Modelle zur Funktion und Bewegung der ATP-Synthase von Hongyun Wang und George Oster auf der Website der University of California, Berkeley.
• ATP synthase - the rotary engine in the cell
  Auf der Website des Yoshida & Hisabori Labs finden Sie Movies zu einem Experiments, mit dem die Rotation der gamma-Untereinheit der ATP-Synthase nachgewiesen wurde.

• Institute for Molecular Manufacturing
  Die Website ist ein gutes Sprungbrett für eine wissenschaftliche Recherche zum Molecular Manufacturing. Interessant in diesem Zusammenhang sind die Einsatzmöglichkeiten der Open-Source-Molekülbetrachter!
• Jmol-Website: Interaktive 3D-Nanomaschine
  Mit einem interaktiven Jmol-Applet  können Sie hier verschiedene Nanomaschinen" drehen und wenden. Dabei können Sie mit der "wireframe"-Darstellung arbeiten oder die einzelnen Atomsorten im Kugelmodell darstellen lassen.

Zooms in den Nanokosmos

• Nanoreisen - Abenteuer hinterm Komma
  Interaktive Erlebnisreisen in den Mikro- und Nanokosmos, entwickelt von der VDI Technologiezentrum GmbH: Zur Auswahl steht ein Trip in den menschlichen Körper, in ein Laptop oder in einen Autoscheinwerfer.
• Strange matter: Zoom inside Stuff!
  Auf der Website zu einer US-amerikanischen Wanderausstellung mit den Bereichen "zoom in", "transform", "crush" und "improve Stuff" können Sie sich zu den Atomen einer Cola-Dose zoomen.
• Molecular Expressions Website: Secret Worlds …
  Der Flug beginnt in etwa 10 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde mit einem Blick auf unsere Milchstraße und führt über unser Sonnensystem nach Florida, zu den Spaltöffnungen eines Blattes, zu DNA und schließlich zu den Quarks.

Nano-Galerien

• SPM Animation Gallery
  Im Education-Bereich von Nanoscience Instruments finden animierte "Flüge" über dreidimensionale atomare und molekulare Landschaften.
• Nanotechnology Gallery
  Auch die NASA hat etwas zur Nanotechnologie zu bieten: Hier finden Sie zum Beispiel eindrucksvolle Grafiken und Carbon-Nanotube-Movies.
• NIST Image Gallery
  Eindrucksvolle Bilder mit ausführlichen Hintergrundinformationen auf der Website des National Institute of Standards and Technologie (USA).
• CC-NanoChem
  Eine Zusammenstellung von Links zu Bildern zum Thema Nanotechnologie auf der Website des Kompetenzzentrums Nanotechnologie in Saarbrücken.

• Welt der Physik
  Die Filme zeigen Kristallwachstum unter unterschiedlichen Bedingungen. Das verwendete Bildmaterial wurde mit dem Rastertunnelmikroskop aufgenommen.
• IBM: Welcome to the STM Gallery
  Viele eindrucksvolle Bilder, auch in hoher Auflösung, auf der Website des Almaden Research Center

Education-Websites

 

• For Students K-12
  Education-Bereich der US-amerikanischen National Nanotechnology Initiative (NNI) mit Links auf viele weitere interessante Websites.
  
• Nanotechnologie und Schule e.V.
  Ziel der Vereins ist die Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Schulbildung mit dem Schwerpunkt der Nanotechnologie.

Experimentierkoffer

 

• NanoBioNet e.V.: NanoToolBox
  Der Verein mit Sitz in Saarbrücken entwickelte im Rahmen eines BMBF-Projektes des Kompetenzzentrums CC-NanoBioTech Kaiserslautern eine NanoToolBox. Zudem werden Seminare für (Berufsschul-)Lehrer und Ausbilder angeboten.
• VCI: NanoBoX
  Die NanoBoX enthält Nanomaterialien für einfache Schulexperimente, eine CD-ROM und eine Schulfilm-DVD. Sie bietet Stoff für zwei Unterrichtsstunden oder einen Projekttag in den Fächern Chemie, Physik und Biologie.

Schülerlabore und Praktika

 

Saarland

• Schülerpraktika am Zentrum für Nanoanalytik (Saarbrücken)
  Das CFN der Universität des Saarlandes bietet Schülerpraktika mit nanotechnologischen Versuchen an (Supraleitung, Leuchtdioden, Farbstoffzellen, Rasterkraftmikroskopie).
• Das Mach-Mit-Labor  des Instituts für Biochemie  (Saarbrücken)
  Das Institut für Biochemie der Universität des Saarlandes bietet Veranstaltungen an, in denen experimentelle Untersuchungen auf dem Gebiet der Biotechnologie und Gentechnik durchgeführt werden.
• REM-Labor-Schulprojekt an der HTW (Saarbrücken)
  Schülerinnen und Schüler des Stadtgartengymnasiums Saarlouis hatten an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes die Möglichkeit mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) zu arbeiten.
• NanoBioLab des Instituts für Physikalische Chemie  (Saarbrücken)
  Das Schülerexperimentierlabor NanoBioLab des Instituts für Physikalische Chemie wendet sich an Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 8 bis 11 und dient der Breitenförderung im Fach Chemie.

Sachsen

• Schülerlabor GaraGe (Leipzig)
  Die GaraGe ist ein Nonprofit-Unternehmen, das sich als Dienstleister für Jugend, Wirtschaft und Gesellschaft versteht. Zu seinen Zielen gehört unter anderem die Entwicklung von Fachkompetenzen zu den Optischen und zu den Nanotechnologien.

Schülerlabore im Überblick

• Lernort Labor
  LeLa ist das Zentrum für Beratung und Qualitätsentwicklung von Schülerlaboren an außerschulischen Lernorten im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Ziel ist die langfristige Etablierung außerschulischer Initiativen im Bildungssystem.

Lehrerfortbildungen

 

Saarland und Rheinland-Pfalz

• NanoBioNet e.V.: Seminare für Lehrer und Ausbilder
  Die Seminare behandeln aktuelle Themen und Techniken der Nano- und der Nanobiotechnologie in Theorie und Praxis und sind so konzipiert, dass sie Anregungen und Übungsbeispiele für den Unterricht bieten.
• Zentrum für Nanoanalytik: Lehrerfortbildungen
  Das CFN (Universität des Saarlandes) organisiert Fortbildungspraktika, die einen praxisrelevanten Einblick in die moderne Oberflächenanalytik auf Mikro- und Nanometerskala für Lehrerinnen und Lehrer sowie für andere Interessenten.

Ausstellungen

 

• Bonn: Mannometer: Nanometer!
  Die Lernstation im Deutschen Museum Bonn richtet sich an Oberstufenkurse. Ausstellungstexte und Exponate erläutern anschaulich verschiedene Aspekte der Nanotechnologie.
• Hamburg: Nanotechnologie - Aufbruch in neue Welten
  Die Ausstellung des Kompetenzzentrums HanseNanoTec präsentiert Nanotechnologie in ihrer ganzen Vielfalt, gibt aber auch einen roten Faden in die Hand, der die verschiedenen Dinge miteinander verknüpft.
• Roadshow: NanoTruck
  Die rollende Ausstellung besucht Veranstaltungen an Schulen, Universitäten und Forschungseinrichtungen. Messgeräte, die Atome sichtbar machen, und Materialien mit verblüffenden Eigenschaften vermitteln die Faszination der Nanotechnologie.

Kompetenzzentren, Netzwerke und Bildungsangebote im Überblick

 

• TechPortal Nanotechnologie: Kompetenzzentren
  Hier finden Sie eine Übersicht über alle vom BMBF geförderten Kompetenzzentren für Nanotechnologie (CCN) sowie über weitere Zentren und Netzwerke zur Nanotechnologie.
• TechPortal Nanotechnologie: Bildung und Beruf
  Um Studierenden, Schülerinnen und Schülern und weiteren Interessenten den Zugriff auf das Bildungsangebot auf dem Gebiet der Nanotechnologie zu erleichtern, werden relevante Anbieter und weitere Hintergrundinformationen übersichtlich dargestellt.
• Bundesagentur für Arbeit: KURSNET
  Das Angebot der Bundesagentur für Arbeit ist die führende und größte Datenbank für berufliche Aus- und Weiterbildung in Deutschland. Angebote mit Nanotechnologie-Bezug sind unter dem Stichwort "Nanotechnologie" abrufbar.

BMBF-Projekte

 

• nanoQUIT
  Das BMBF fördert im vierjährigen Forschungsvorhaben "Nanoelektronische Halbleiterstrukturen für die Quanteninformationstechnologie (nanoQUIT)" grundlegende Untersuchungen an Halbleitern zu dieser Thematik.