Die Lange Nacht der Wissenschaften

Die Lange Nacht der Wissenschaften 2009

Die Lange Nacht der Wissenschaften 2007

Experimentieren und entdecken, Erkenntnisse sammeln und lernen mit allen Sinnen,...  das ist ein Ziel  der langen Nacht der Wissenschaften. Auch die LÖHE- Schule war dabei! Mit dem Parcours –STÄRKE IST STARK –leistete die Fachschaft Chemie und Biologie ihren Beitrag zur Wissensvermittlung! Mit Hilfe von „Prof. Stark“ konnten Kinder und Jugendliche am Nachmittag des 20. Oktober 2007  sich  mit dem Alltagsstoff Stärke an sechs Stationen auseinandersetzen.

Besonderer Dank gilt Herrn S. Diller, der uns tatkräftig an den Elektronenmikroskopen Hilfestellung leistete. Ausrichten möchten wir auch ein Dankeschön an den Verband der chemischen Industrie, der uns mit Sachmitteln großzügig unterstützt hat.

1.  Stärke woher?

Kartoffeln werden gerieben, in einem Tuch ausgepresst und filtriert. Mittels einer Zentrifuge lässt sich das Absetzen der Stärkekörner beschleunigen. Jeder darf sein Stärkepräparat mit nach Hause nehmen.
Industrielle Verfahren der Stärkeproduktion bedienen sich oft großer Zentrifugalmaschinen, in welchen sich die schwere Stärke an der schnell rotierenden senkrechten Wand der Siebtrommeln ablagert. Die leichten Pflanzenfasern bleiben im Wasser verteilt, sie liegen suspendiert vor. Das Wasser weicht während der Rotation durch die Siebwand, so dass man schließlich die Stärke aus der Zentrifugalmaschine in festen Blöcken entfernen kann. Nur die innerste Schicht wird aus Fasern gebildet.

2. Stärke überführt?

Einbruch bei Oma Huber! Die Kinder arbeiten als Detektiv und vergleichen Tatortproben. Stärkereste an den Täterspuren verraten im mikroskopischen Bild ob Maismehl, Kartoffelmehl oder Reismehl vom Dieb stammt und ihn überführen kann.     Form und Aussehen der Stärkekörner sind ein Artmerkmal. Ausgehend von einem Initialpunkt lagert die Pflanze in speziellen Zellorganellen, den  Amyloplasten, immer wieder eine neue Stärkeschicht ein, die auf die zuvor gebildete aufgetragen wird. Mittels Jod-Jodkalium Lösung kann der Präparator die Stärke kräftig anfärben. Der Farbtest stellt eine spezifische Nachweisreaktion für Stärke dar.

3. Stärke hüpft!

Ein springlebendiger Flummie wird aus Maisstärke, Wasser und etwas Maiskeimöl gebastelt. Eine schnelle Mikrowelle verbäckt den Flummie blitzschnell in einer Ziploc-Tüte. Vorsicht nicht verbrennen!In der Mikrowelle quillt die Stärke auf und verkleistert. In den mikroskopisch kleinen Zwischenräumen bildet Wasserdampf Hohlräume, so dass es zu einer schaumstoffartigen Masse kommt und  gummielastische Eigenschaften aufweist. Das Maiskeimöl macht den Flummie geschmeidig. Maisöl hat bessere Klebeeigenschaften als Olivenöl.

4. Stärke krallt!

Achtung, das Modellauto versinkt im Stärkesumpf! Wird das Fahrzeug mit der Kurbel bewegt, stollt die Stärke auf und riesige Spalten tun sich auf. Zäh quält sich das Amphibienfahrzeug aus dem gefährlichen weißen „Monster“. Jeder kann sich sein „Särkeungeheuer“ selbst zusammenmischen und Griffproben durchführen.Berühren Kinderhände den nassen Stärkekleister, bleiben beim Herausziehen Kleistertropfen hängen, die aber schnell wieder abfließen. Klatscht die volle Hand rasch  auf den Stärkespiegel spritzen keine Kleisterfladen nicht einmal Tropfen durch die Luft, obwohl jeder das erwarten würde.Als Makromolekül kann die Stärke in Mischung mit Wasser zwei Aggregatzustände vortäuschen. Haben die spiralförmig aufgebauten Amylosemoleküle Zeit sich aneinander vorbei zuschieben zeigt das Gemisch flüssigkeitsähnliche Eigenschaften. Bei rascher Bewegung krallen die sperrigen Riesenmoleküle ineinander. Cluster von langkettigen makromolekularen Spiralkörpern verzahnen sich und erzeugen bei Druck und Zug einen festkörperähnlichen Widerstand.

5. Stärke schmeckt!

Prof. Stark empfiehlt heute! Waffeln aus Reisstärke! Sie knuspern am Besten! Reis bildet wie der heimische Hafer zusammengesetzte Stärkekörner. Bei der Verarbeitung zerfallen diese. Die Stärkesplitter sind sehr kompakt und zeigen bei der gemäßigten Erhitzung in der Backwaffel vor allem im Zentrum der Waffel kaum Quellerscheinungen. Auch die Verkleisterung steht deutlich hinter dem der Kartoffelstärke zurück, was sie als Soßenbinder und Teigbinder im Gegensatz zur Kartoffelstärke weniger geeignet macht. 

6. Stärke ganz groß!

Herr Diller zeigt mit seinem Team Stärke im Rasterelektronenmikroskop. Da werden Stärkekörner am Bildschirm so groß wie Tennisbälle! Die Stärkekörner lassen sich im Hochvakuum erst dann gut betrachten, wenn sie zuvor in einem „sputter coater“ mit einer dünnen Goldschicht bedampft worden sind. Im Rasterelektronenmikroskop wandert dann ein Elektronenstrahl über das Präparat. Man sagt er rastert das Präparat ab. Beständig werden dabei Elektronen aus der Goldschicht förmlich herausgeschossen. Einige dieser Sekundärelektronen gelangen zum Detektor. Die angeschlossene Elektronik verrechnet und verarbeitet die Signale bis diese Spannungssignale ein Bild auf dem Schirm ergeben. Das Rasterelektronenmikroskop entwirft also ein plastisches Bild der Präparatoberfläche.