Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

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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
13 Schlussbemerkung 145 Literaturverzeichnis 147 14 Danksagung 155 15 Selbstständigkeitserklärung 157 III Anhang 159 A Das Rastertunnelmikroskop 161 A.1 Baupläne der Ätzeinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 A.1.1 Schaltplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 A.1.2 Konstruktionszeichnungen des Gehäuses . . . . . . . . . . . . . . . . 165 A.2 Handout für das Ferienseminar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 B Ferrofluid 185 B.1 Massenangaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 B.2 Dilution stable water based magnetic fluids - United States Patent nach Khalafalla et al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 B.2.1 Hintergrund der Erfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 B.2.2 Kurze Zusammenfassung der Erfindung . . . . . . . . . . . . . . . . 188 B.2.3 Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform . . . . . . . . . . . . 188 B.3 Production of magnetic fluids by peptization techniques - United States Patent nach Reimers et al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 B.3.1 Hintergrund der Erfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 B.3.2 Zusammenfassung der Erfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 B.3.3 Detaillierte Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 V
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4 Allgemeines zum Rastertunnelmikro
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5 Spitzenpräparation Abb. 5.1: Ras
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6 Verwendung des vorhandenen RTM 6.
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6 Verwendung des vorhandenen RTM 76
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6 Verwendung des vorhandenen RTM Ab
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6 Verwendung des vorhandenen RTM 82
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7 Ferienakademie des Piezokristalls
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7 Ferienakademie 86
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Ferrofluide, Magnetismus und Curie-
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8.2 Magnetismus Abb. 8.1: Erklärun
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8.4 Hysterese Abb. 8.2: Ausrichtung
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8.5 Sonderstellung von Ferrofluiden
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8.7 Rosensweig Instabilitäten In A
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8.8 Modellvorstellung zum Magnetism
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Physikalische Anforderungen an ein
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Eth > Epot 9.1 Bedingungen an die P
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9.2 Attraktive Wechselwirkungen Ema
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9.2 Attraktive Wechselwirkungen A i
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9.3 Repulsive Wechselwirkungen geei
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9.3 Repulsive Wechselwirkungen mit
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Herstellungsmethoden von Ferrofluid
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10.3 Niederschlagsmethode in der Gr
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10.4 Eigene Herstellungsversuche Wa
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10.4 Eigene Herstellungsversuche zu
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10.4 Eigene Herstellungsversuche Ab
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10.4 Eigene Herstellungsversuche Mi
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Anwendungsbereiche von Ferrofluiden
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11.3 Anwendungen im medizinischen B
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weiter an und es bildeten sich Meta
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Vorteile des Einsatzes von Nanopart
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Ferrofluide im Schulunterricht 12 I
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12.2 Mögliche Schulversuche 12.2 M
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12.2 Mögliche Schulversuche dem Be
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N S 12.3 Versuche mit Ferrofluiden
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12.3 Versuche mit Ferrofluiden Wahl
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12.3 Versuche mit Ferrofluiden (a)
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Schlussbemerkung 13 Aus den vorange
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LITERATURVERZEICHNIS Literaturverze
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Springer Verlag, Berlin, Heidelberg
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Scanning, 10:128-138, 1988. LITERAT
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LITERATURVERZEICHNIS [Pap65] Papell
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Danksagung 14 Zum Abschluss dieser
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Selbstständigkeitserklärung 15 Hi
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Teil III Anhang 159
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B Ferrofluid Die Konzentration der
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B Ferrofluid Temperatur der magneti
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