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Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines...
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  1. 1. Die Innovationsgesellschaft mbH Lerchenfeldstrasse 5, CH-9014 St.Gallen Tel. +41 71 278 02 04, info@innovationsgesellschaft.ch www.innovationsgesellschaft.ch Illustration von „Nano“- Effekten Autor: Andreas Beck Datum: März 2014
  2. 2. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Neue Eigenschaften 1  Nanomaterialien zeigen „neue“ Eigenschaften.  Beispiel Aluminium: - Alu-Folie ist chemisch sehr stabil und darum wenig reaktionsfreudig. - Alu-Nanopartikel verbrennen dagegen explosionsartig und werden als Raketentreibstoff eingesetzt. Bildquellen: Wikimedia Commons (public domain images)
  3. 3. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Verhältnis Oberfläche : Volumen 2 Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Stoffes beeinflusst dessen Eigenschaften. Das folgende Beispiel unterstreicht diese Tatsache Bildquelle: © http://www.nanoforschools.ch/
  4. 4. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Verhältnis Oberfläche : Volumen 3 Ein massives Stück Eisen lässt sich zwar erhitzen, nicht aber verbrennen. Durch Zerkleinerung lässt sich die Oberfläche des Eisenwürfels massiv vergrößern. Damit wird die Reaktionsfläche im Verhältnis zur Masse viel größer. Bildquelle: US National Archives and Records Administration, Wikimedia Commons
  5. 5. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Verhältnis Oberfläche : Volumen 4 Wird Eisenpulver in eine offene Flamme gestreut, brennt es. Ermöglicht wird dies durch die – gegenüber massivem Eisen – stark vergrößerte Oberfläche des Pulvers. Bildquelle: © 2014 Die Innovationsgesellschaft mbHBildquelle: © T. Michel – Fotolia.com
  6. 6. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Beispiele aus Natur und Technik 5 In Feuerwerkskörper aller Art werden die Farben durch das Verbrennen verschiedener Metallverbindungen hervorgerufen. Beispiele beteiligter Metalle: Strontium → rot Calcium → orange Natrium → gelb Barium → grün Kupfer → blau Bildquelle: © Semnoz 2005, Wikimedia Commons
  7. 7. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Beispiele aus Natur und Technik 6 Die Gesamtoberfläche unserer Lungen beträgt ungefähr 140 m2 (entspricht etwa der Fläche eines Tennisplatzes). Die große Oberfläche kommt durch die ca. 500 Millionen Lungenbläschen (Alveolen) zustande, die einen Durchmesser von etwa 0.25 mm haben. Erst die große Oberfläche ermöglicht, dass der Gasaustausch in kurzer Zeit stattfinden kann. Bildquelle: Wikimedia Commons (public domain image)
  8. 8. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Beispiele aus Natur und Technik 7 Die wirksame Oberfläche von Abgaskatalysatoren hat die Größe von zwei Fussballfeldern, damit die Umwandlung der Schadstoffe innerhalb der kurzen Zeit, die zum Durchströmen zur Verfügung steht, vollzogen werden kann. Bildquelle: © Stahlkocher 2004, Wikimedia Commons
  9. 9. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Beispiele aus Natur und Technik 8 In Schreinereien und Mühlen besteht die Gefahr von Staubexplosionen. Wenn in der Luft viel feiner Staub (Holzstaub, Mehl etc.) vorhanden ist, reicht oft ein Funke, um eine Explosion auszulösen. Bildquelle: © Hans-Peter Scholz, Wikimedia Commons
  10. 10. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH 9 Damit sich der Kraftstoff in Dieselmotoren explosionsartig entzünden kann, muss er durch die Einspritzdüse möglichst fein zerstäubt werden. Bildquelle: © PiccoloNamek, Wikimedia Commons Beispiele aus Natur und Technik
  11. 11. © 2014 – Die Innovationsgesellschaft, mbH Beispiele aus Natur und Technik 10 Kandiszucker braucht viel länger, um sich in Wasser aufzulösen, als dieselbe Menge Puderzucker. Bildquelle: © Lizzy, Wikimedia Commons Bildquelle: © Roland Zumbühl, Wikimedia Commons
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