Zusammenarbeit mit Fraunhofer Institut
Kleine Forscher züchten Kristalle an der Montessori Schule Herzogenaurach
Egal ob in Smartphones oder Computern, überall verrichten Halbleiter-Kristalle in Mikrochips unauffällig ihr Werk. Doch was macht diese Werkstoffe so besonders und wie werden sie hergestellt? Um das zu erfahren, durften die Kinder der fünften und sechsten Jahrgangsstufe der Montessori Schule Herzogenaurach selbst in die Rolle von Forscherinnen und Forschern schlüpfen.
Ausgestattet mit Kitteln, Schutzbrillen und Handschuhen, züchteten die Schülerinnen und Schüler eigene Alaun-Kristalle. Mit Fachwissen und Laborausrüstung stand ihnen dabei Christian Reimann, Kristall-Experte und Leiter der Gruppe „Silizium und Spezialmaterialien“ am Fraunhofer IISB, zur Seite. Zentrales Anliegen der Projektwoche war die Nachwuchsförderung im Rahmen des MINT-Unterrichts. „MINT“ steht für die Fächer Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik.
Bedeutende Rolle in der Industrie
Ohne dass wir es bewusst wahrnehmen, sind wir in unserem Alltag umgeben von Kristallen: Digitale Massenmedien, LED-Beleuchtungen, Elektroautos - selbst das Internet gäbe es nicht ohne Kristalle. Während Kristalle für gewöhnlich als Schmucksteine wie Diamanten, Rubine und Smaragde bekannt sind, spielen sie außerdem in der Industrie eine bedeutende Rolle.
Die Halbleiter-Kristalle wie Silizium, Siliziumkarbid oder Galliumarsenid, die hier benötigt werden, entstehen in Laboren und Fertigungshallen, denn sie müssen spezifischen Anforderungen an Größe, Reinheit und Perfektion entsprechen.
Während der Projektwoche rund um das Thema Kristalle gingen 45 Schülerinnen und Schüler der Montessori Schule Herzogenaurach dem Einfluss von Kristallmaterialien auf unser tägliches Leben genauer auf den Grund. Sie züchteten dann in kleinen Forschungsteams Alaun-Kristalle, so wie es im Laborverfahren üblich ist: Der Ausgangspunkt dafür ist eine gesättigte Kaliumaluminiumsulfat-Lösung, in welcher dann erste Kristalle, sogenannte Impfkristalle, wachsen. Sie werden entnommen, durchbohrt, aufgefädelt und in eine neue Lösung in einem größeren Gefäß gegeben. Während des Wachstumsprozesses braucht es dann Ruhe und etwas Zeit.
Experimente mit Einflussgrößen
In zirka vier Wochen können die Schülerinnen und Schüler ihre drei bis acht Zentimeter großen Kristalle herausnehmen. Die Entnahme der Kristalle wird für die Kinder besonders spannend, denn während des Züchtungsprozesses experimentierten die Gruppen mit verschiedenen Einflussgrößen, die sich auf das Wachstum auswirken. So wurde beispielsweise die Temperatur variiert, wodurch die Kristalle langsamer oder schneller wachsen.
Für die Montessori Schule Herzogenaurach, mit ihrem Standort im Herzen der Metropolregion Nürnberg, gilt naturwissenschaftliches Arbeiten als Zukunftsaufgabe. „Projektarbeit und naturwissenschaftliches Forschen stellen einen wichtigen Baustein im Lernalltag dar. Deswegen freuen wir uns besonders über die Kooperation mit dem Fraunhofer IISB und die Möglichkeit, so aktuell und spannend Inhalte zu vermitteln“, erläutert die Schulleiterin Rebekka Oberhofer die Motivation der Schule.
Mit dem Workshop zur Kristallzüchtung wurde der Grundstein für eine Schulpartnerschaft zwischen dem Fraunhofer IISB und der Montessori Schule Herzogenaurach gelegt. Es ist geplant, durch weitere Kooperationen die Begeisterung der Schülerinnen und Schüler für MINT-Fächer nachhaltig zu fördern.
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