Impuls Physik 4, Schulbuch

winziger Bruchteil einer Sekunde Urknall 13,7 Mrd. Jahre 10 Nachbau des Fluggerätes von Albrecht Berblinger Lotusblätter haben eine speziell strukturierte Oberfläche, auf der Schmutz schlecht haftet. Nanotechnologie 1811: Albrecht Berblinger hatte den Traum, durch die Luft zu gleiten wie ein Vogel. Er steckte sein ganzes Vermögen in eine Flugapparatur, die er vor Publikum vorführte. Leider ging der Versuch schief und er plumpste wie ein Stein in den Fluss. Von den Leuten verspottet lebte er bis zu seinem Tod in Armut. Dank der hochfliegenden Träume mancher „Spinner“ gehören heute Flugzeuge ebenso zu unserem Alltag wie Fernsehapparate, Computer und Smartphones. Heutige Technikvisionen sehen anders aus: Nanomaschinen und Kernfusion sind zwei High-Tech-Träume unserer Zeit. Niemand kann sagen, ob sie jemals Anwendungsreife erlangen werden. Wenn der Durchbruch gelingt, wird sich die Welt aber radikal verändern. Die Nanotechnologie beschäftigt sich mit der Forschung und Technologieentwicklung auf der atomaren und molekularen Ebene (siehe auch Seite 41). Nanotechnologie kommt auch in der Natur vor. Die Blätter der Lotuspflanze haben eine nanostruktuierte Oberfläche. Schmutz haftet schlecht und wird mit Wasser leicht abgewaschen. Neue Versiegelungen für Glas, Lack und glatte Oberflächen funktionieren nach diesem Prinzip des „Lotuseffekts“. Die kühne Vorstellung hinter Nanomaschinen lautet: Wir bauen in Nanofabriken, was gerade gebraucht wird, ein Haus, ein Auto, einen Apfel. Molekül für Molekül, Atom für Atom. Was denkst du, wird dies jemals Wirklichkeit werden? Die Kernfusion Bei der Kernfusion verschmelzen zwei Wasserstoffatome (Isotope Deuterium bzw. Tritium) zu einem Heliumatom. Dabei werden große Mengen Energie freigesetzt. Der Vorteil der Kernfusion wäre, dass ein Gramm Brennstoff 90 000 kWh Energie erzeugen könnte, so viel wie elf Tonnen Kohle. Und das ohne Abgase! Der Nachteil ist aber, dass Wasserstoffkerne nur unter extremen Bedingungen verschmelzen: 15 Millionen Grad Celsius, 100 Milliarden Bar Druck. Urknall und Kernfusion Unsere Welt begann mit einem Wunder, das die Forscher Urknall nennen. Vorher war die Zeit noch nicht Zeit, Raum war nicht Raum! Schwer vorstellbar, findest du auch? Unmittelbar nach dem „Big Bang“ existierten Teilchen und Strahlung. Es entstanden Raum und Zeit, Sterne und Galaxien. Wenn die Urknalltheorie richtig ist, dann fand die „Geburt“ der Welt vor 13,7 Milliarden Jahren statt. Deuterium bei 20 °C: Das Gas besteht aus Molekülen. Deuterium bei 100 000 °C: Es bildet sich ein Plasma aus Ionen und Elektronen. Deuterium bei 5 000 °C: Die Moleküle spalten sich in Atome. Bei 15 000 000 °C: Zwei Wasserstoffkerne verschmelzen zu einem Heliumatom. Energie wird frei. 100 Arbeitsblätter f2p8qm Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv