Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

9.2 Attraktive Wechselwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
9.2.1 Van der Waals – Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
9.2.2 Dipol-Dipol – Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
9.3 Repulsive Wechselwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
9.3.1 Sterisch-stabilisierte Ferrofluide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
9.3.2 Elektrostatische Abstoßung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
10 Herstellungsmethoden von Ferrofluiden 113
10.1 Historische Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
10.2 Mühlmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
10.3 Niederschlagsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
10.4 Eigene Herstellungsversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
10.4.1 Anleitung aus der Nanobox des VCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
10.4.2 Modifikationen der Anleitung aus der Nanobox des VCI . . . . . . . 118
10.4.3 Eigene Herstellungsvariante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
10.4.4 Vereinfachte Herstellungsvariante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
11 Anwendungsbereiche von Ferrofluiden 125
11.1 Mechanische Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
11.2 Thermische Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
11.3 Anwendungen im medizinischen Bereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Aktuelle Krebsbehandlungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Magnetisches Drug Targeting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Thermoablation und Hyperthermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Vorteile des Einsatzes von Nanopartikeln . . . . . . . . . . . . . . . . 131
12 Ferrofluide im Schulunterricht 133
12.1 Einordnung in den bayerischen G8 Lehrplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
12.2 Mögliche Schulversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
12.2.1 Herstellung von Ferrofluiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
12.2.2 Das Adventure Science Kit von Ferrotec . . . . . . . . . . . . . . . . 137
12.2.3 Das NanoSchoolKit 5 von NanoBioNet . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.3 Versuche mit Ferrofluiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.3.1 Verlauf von magnetischen Feldlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.3.2 Veränderung des magnetischen Feldes . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
12.3.3 Kraftwirkung der Fluidpartikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
IV