Farbig fluoreszierende Zinkoxid‐Nanopartikel

Abstract

In diesem Beitrag wird ein im Chemieunterricht umsetzbarer Versuch zur Herstellung verschiedenfarbig fluoreszierender Zinkoxid‐Nanopartikeldispersionen vorgestellt. Es wird gezeigt, dass sich sowohl das Phänomen der Fluoreszenz als auch die verschiedenen Fluoreszenzfarben mit Hilfe chemischer Basiskonzepte deuten lassen. Neben der grundsätzlichen Erkenntnis, dass sich Nanomaterialien in ihren Eigenschaften von denen ihrer makroskopisch großen Analoga unterscheiden, kann mit Hilfe des vorgestellten Versuchs anschaulich erarbeitet werden, dass sich innerhalb eines Größenbereichs auf der Nanomaterskala Stoffeigenschaften in Abhängigkeit von der Teilchengröße steuern lassen, was heute in diversen technischen Anwendungen genutzt wird. Darüber hinaus werden im Beitrag auch Versuche zur Verwendung von Zinkoxid‐Nanopartikeln als „low cost“ UV‐Lichtdetektor, zum Nachweis der photokatalytischen Aktivität sowie zur Wirkung auf pflanzliche Zellen präsentiert.

Nanotechnology in Student Lab and School – Experimental Approach to Everyday Nanotechnological Facets

“…Dabei stellen die Lernenden zumeist unbewusst bereits sehr interessante und korrekte Vermutungen an, welche oft durch Zweifel hinsichtlich der zwingenden Notwendigkeit des Einsatzes von Nanopartikeln sowie der damit verbundenen möglichen Chancen und Risiken begleitet werden. Zur näheren Betrachtung dieser Aspekte werden von den Lernenden zwei Experimente zur Diffusion in und Zersetzung von organischen Stoffen durch Zinkoxid‐Nanopartikel durchgeführt.…”

Nachhaltige Nanochemie – Zwei einfache Green Chemistry‐Synthesen für den Chemieunterricht

“…Wird dieseR eaktioninwässrigerL çsungi mB echerglas durchgeführt, kann im wässrigenM edium aufgrund des raschenP artikelwachstums keineF luoreszenz beobachtet werden,dadie Partikel denrelevantenGrçßenbereich viel zu schnell überschreitenu nd ausfallen. Um fluoreszierendeN anopartikelzuerhalten, wird dieReaktion daher üblicherweise in Ethanold urchgeführt [ 6,7] [7] betrachtet.…”

The Temperature‐Dependent Play of Colours: A Series of Experiments on the Phenomenon of Luminescence Thermochromism

“…ChemischeR eaktionen, dief arbliche Veränderungeno der Lichteffektep roduzieren,e ignens icha ufgrundi hrer ofte indeutigen undb eeindruckenden Beobachtungenm eist gutf ür denE insatz in derS chule. DasP h änomend er Lumineszenz bietet hier einb esonders großes didaktisches Potential, was sich an derB reited er didaktischen Verçffentlichungen zu diesem Themaerkennenlässt [1][2][3][4][5][6][7].Ein im Alltag nichtbeob-achtbarerA spektd er Lumineszenzs telltd ie Beeinflussung desa bgestrahlten Lichts durchT emperaturveränderungd ar: dieL umineszenzthermochromie.D iese beschreibt dieE igenschaft einigerl umineszierenderV erbindungen, dieW ellenlänge ihrera bgegebenen Lumineszenzstrahlung temperaturabhängig zu verändern [8].Diese Lumineszenzeffektekçnnenje nach vorliegendem Mechanismusa ls Fluoreszenzo derP hosphoreszenz klassifiziertw erden. EntsprechendeG rundlagen undV ersuchew urdend abeiv erständlich und übersichtlich vonT ausch, bzw.…”

“…Chemische Reaktionen, die farbliche Veränderungen oder Lichteffekte produzieren, eignen sich aufgrund ihrer oft eindeutigen und beeindruckenden Beobachtungen meist gut für den Einsatz in der Schule. Das Phänomen der Lumineszenz bietet hier ein besonders großes didaktisches Potential, was sich an der Breite der didaktischen Veröffentlichungen zu diesem Thema erkennen lässt [1–7]. Ein im Alltag nicht beobachtbarer Aspekt der Lumineszenz stellt die Beeinflussung des abgestrahlten Lichts durch Temperaturveränderung dar: die Lumineszenzthermochromie.…”