Generierung einer mikro- und nanostrukturierten Kupferoberfläche mit Lotos-Effekt: Ein Versuch für die Sekundarstufen I und II

Es gibt eine Vielzahl an Produkten auf dem Markt, die durch die Natur inspiriert wurden. Aufgrund der enormen Alltagsrelevanz sollte diese relativ neue Wissenschaftsdisziplin Bionik zunehmend Einzug in den Schulunterricht finden. In diesem Artikel wird ein Versuch vorgestellt, mit dem der Lotos-Effekt in den Regelunterricht der allgemeinbildenden Schulen eingeführt werden kann. Durch die Verwendung geeigneter Chemikalien wird eine hydrophile Kupferoberfläche so modifiziert, dass diese superhydrophobe und damit selbstreinigende Eigenschaften aufweist. Für die Erklärung des extrem wasserabweisenden Charakters des modifizierten Kupferplättchens muss die Oberflächenstruktur näher betrachtet werden. Folglich bietet der Versuch die schrittweise Erarbeitung der beobachtbaren Struktur-Eigenschafts-Beziehungen an und kann sowohl in der Sekundarstufe I (Wahlpflichtunterricht) als auch in der Sekundarstufe II (Chemie) eingesetzt werden. Er ermöglicht den forschend-entwickelnden Ansatz in den Unterricht zu integrieren. Auch war der Versuch Anlass für Schülerinnen und Schüler weitergehende experimentelle Fragestellungen zu bearbeiten und ihre Ergebnisse einem größeren Publikum im Rahmen eines Wettbewerbs vorzustellen.