Elektronenmikroskopie und Neue Technologien

Elektronenmikroskopie und Neue Technologien

Am 12. Mai machten wir, der Biologie Leistungskurs der Q1 von Dr. Tech, uns auf den Weg nach München, ins Zentrum „Neue Technologien“. Da das Thema „Elektronenmikroskop und andere Bild gebende Verfahren“ ohnehin im Lehrplan steht, entschied sich Herr Tech dazu, uns das am besten „life“ vorzuführen. Da Elektronenmikroskope sehr teuer und aufwändig sind, kann man diese nur in großen Universitäten oder Instituten zu Gesicht bekommen; im Unterricht hätten wir das Thema also nur theoretisch behandeln können. Hier bekamen wir jedoch eine sehr spannende Einführung am Gerät selbst. In einem Elektronenmikroskop werden anstelle von Licht Elektronen zur Abbildung verwendet.

Wie vielfältig das Fach Biologie tatsächlich ist, wurde uns erst jetzt bewusst, als wir uns mit den physikalischen Grundlagen vertraut machen mussten. Wir kannten zwar die plastisch erscheinenden Abbildungen aus dem Biobuch, hatten uns aber bisher keine Gedanken darüber gemacht, wie diese eigentlich zustande kamen. Wir starteten also mit dem Welle-Teilchen- Dualismus des elektromagnetischen Spektrums, wobei die Wellennatur folgendermaßen definiert ist:

(λ = Wellenlänge, h = Plank’sches Wirkungsquantum, M = Masse des Teilchens, v = Geschwindigkeit des Teilchens)

Aufgrund dieser Gleichung ist es leicht ersichtlich, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Elektronen zu einer kürzeren Wellenlänge führt und somit auch zu einer höheren Auflösung. Letzteres wird auch in dieser Gleichung deutlich:

(d = Auflösungsvermögen, λ = Wellenlänge, n sin α = numerische Apertur (NA))

Je kleiner der Wert der Wert von d wird, umso feinere Strukturen können aufgelöst werden. Da Elektronen wesentlich kürzere Wellenlängen besitzen als sichtbares Licht, können sie auch wesentlich kleinere Strukturen auflösen. Die ursprünglich erhaltenen Bilder sind schwarz-weiß, da Elektronen anstatt von Licht zur Abbildung verwendet werden.

Zuerst muss jedoch erst einmal ein Elektronenstrahl erzeugt werden. Hierfür verwendet man eine Haarnadelkathode (z.B. aus Wolfram), die im glühenden Zustand Elektronen erzeugt, welche durch einen sogenannten Wehnelt-Zylinder gebündelt und in Richtung Anode auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Da allerdings die Anwesenheit reaktiver Gase (Luftsauerstoff) zu Wechselwirkungen mit dem aufgeheizten Elektronenemitter führen und der Wolframfaden infolge dessen durchbrennen würde, wird im EM ein Vakuum benötigt. Nun muss der Elektronenstrahl noch gelenkt und gebündelt werden. Dies erfolgt mit Hilfe inhomogener magnetsicher Felder (Linsen). Die meisten Proben müssen elektrisch leitend gemacht werden, indem sie beispielsweise mit Gold bedampft werden. Die Rasterelektronenmikroskope verfügen über einen ca. 30 bis 500 000fachen Vergrößerungsbereich und besitzen ein Auflösungsvermögen zwischen 2 und 6 nm. Besonders geeignet ist diese Art von Elektronenmikroskop, um die Oberfläche eines Gegenstandes plastisch und dreidimensional abzubilden.

Nach der Einweisung erhielten wir noch eine Führung durch weitere Ausstellungsstücke des Zentrums der Bio-, Gen- und Nanotechnologie. Besonders beeindruckend war dabei der Einblick von der Idee, über die Forschung bis hin zur industriellen Anwendung, wie z.B. die massenhafte Herstellung des für Diabetiker lebenswichtigen Insulins durch gentechnisch veränderte Bakterien, die mit Hilfe eines „eingebauten“ menschlichen Gens ein dringend benötigtes Medikament herstellen können uvm. Es ist leicht nachvollziehbar, dass wir nach zwei Tagen „Input“ und gedanklichen Ausflügen in die Physik, Biochemie, Neurobiologie und Genetik ziemlich erschlagen waren; dafür waren die Tage aber auch Wissenschaft zum Anfassen.

 

 

(von Nick Decius)

 

Michael Tech
Klassenfahrt der 9a nach München

Klassenfahrt der 9a nach München

Am 1. Juli machte sich die Klasse 9a auf zur Klassenfahrt; eine Abschlussfahrt und das letzte Mal im Klassenverband, bevor es im neuen Schuljahr im Kurssystem der Oberstufe weitergeht. Unter der Leitung des Klassenlehrers Dr. Tech und in Begleitung von Eltern, Frau Kokoras und Herr Neubauer, ging es nach München. Die Jugendherberge war ideal zentral gelegen und erlaubte es, jeden Tag zu interessanten Ausflügen zu starten.

Nach unserer Ankunft am Freitag bezogen wir zuerst unsere Zimmer und verschafften uns dann im Sinne des Wortes einen Überblick über München, denn wir fuhren gemeinsam in die Stadt und bestiegen den Kirchturm des „Alten Peter“.

Am Samstagmorgen brachen wir zu unserem ersten großen Programmpunkt auf: einem Besuch im Deutschen Museum. Herr Tech führte uns zu den verschieden Abteilungen und erklärte uns in kleinen

Führungen die verschiedenen Ausstellungen. Im „Zentrum neue Technologien“ konnte man Forschungen in den Bereichen Physik, Chemie und Biologie bestaunen, z.B. die Nanotechnologie, in der mit Hilfe von Werkstoffen in der Größe eines millionsten Millimeters extrem belastbare Materialien, Baustoffe aber auch Textilien hergestellt werden können. Interessant waren auch die so genannten „Ferro-Fluide“, das sind Öle und Schmierstoffe, die durch magnetische Nanoteilchen selbst magnetisch werden und in Hochleistungsmotoren zur Anwendung kommen.

 

In der Ausstellung „Pharmazie“ konnten wir einen Überblick über die gesamte Humanbiologie gewinnen. Herr Tech zeigte und erklärte uns alle Ausstellungsstücke, die wir auch im Fach Biologie der Oberstufe behandeln werden, z.B. die Immun – und die Neurobiologie. Das Herzstück der Ausstellung war eine riesige begehbare Zelle, in der man Zellorganellen wie Mitochondrien, die „Kraftwerke“ der Zelle“, den Zellkern oder auch die DNA, das genetische Material der Zelle, bestaunen konnte.

Im Nachbau einer steinzeitlichen Höhle aus Altamira in Spanien erfuhren wir eine Menge über die menschliche Evolution, Wanderungen der Steinzeitmenschen und ihre Kunst und Kultur. Anschließend erhielten wir noch Zeit, uns in kleinen Gruppen alleine im Museum umzuschauen; einige nutzten z.B. die Zeit, um sich im Nachbau eines riesigen Bergwerkes beinahe zu verlaufen.

Am Sonntag erwartete uns eine kleine Wanderung zum Schloss Nymphenburg. Unser eigentliches Ziel war aber nicht das Schloss selbst, sondern eine besondere Ausstellung zu „Mensch und Natur“ in einem Seitenflügel der riesigen Schloss- und Parkanlage. Dort erfuhren wir durch gigantische Dioramen alles über die Urzeit und Entstehung der Erde, Evolution von Pflanzen und Tieren und wiederholten mit Hilfe von Arbeitsblättern viele Themen aus der Neurobiologie und Genetik.

 

 

Danach bekamen wir Gelegenheit uns in Gruppen verschiedene Sehenswürdigkeiten anzuschauen, z.B. den Olympiapark, das BMW-Museum, die Allianz-Fußballarena oder die Flugzeugwerft in Schleißheim mit 100 Jahren Technikgeschichte.

Sonntagabend hatte Herr Tech für alle ein gemeinsames Pizzaessen organisiert, bevor wir am Montag wieder die Heimreise antreten mussten. Wir möchten uns bei Herrn Tech, Herrn Neubauer und Frau Kokoras bedanken, dass sie uns die Möglichkeit gegeben haben ein letztes Mal gemeinsam als Klasse unterwegs sein zu können.

 

 

Michael Tech
Erdkundeleistungskurse zum Schnuppertag an der Universität Wuppertal

Erdkundeleistungskurse zum Schnuppertag an der Universität Wuppertal

Abitur, und was dann? Beim Schnuppertag am Institut für Geographie und Sachunterricht der Universität Wuppertal am 15. Januar hatten die Schülerinnen und Schüler der Erdkundeleistungskurse die Gelegenheit, sich mit den beruflichen Perspektiven eines Geographen auseinanderzusetzen und sich über die Voraussetzungen und Inhalte eines Geographiestudiums ausführlich zu informieren.

Den Auftakt bildete eine Exkursion ins Zentrum von Wuppertal zur Großbaustelle am Döppersberg, wo die SchülerInnen sich mit stadtgeographischen Fragestellungen vor Ort rund um die Transformation einer autogerechten Stadt zu einer nachhaltigen Stadt der kurzen Wege kritisch auseinandersetzen konnten. Dabei wurden potentielle Auswirkungen des geplanten innenstadtnahen Outletcenters auf die Wuppertaler Innenstadt diskutiert.

Im Anschluss besuchten die Schülerinnen und Schüler die Vorlesung Humangeographie bei Prof. Dr. Andreas Keil. Zunächst stellte ein Student seine Zukunftsvisionen von der Stadt der Zukunft in Form eines Referates vor, in dem globale Herausforderungen der zukünftigen Stadtentwicklung auf der Grundlage von aktuellen innovativen Stadtentwicklungskonzepten aufgegriffen und in ein eigenes Gesamtkonzept eingebunden wurden. Im weiteren Verlauf der Vorlesung referierte Prof. Dr. Keil über zukünftige Stadtentwicklung am Beispiel des Klimaviertels Arremberg und des Ruhrgebietes. Danach lud Professor Dr. Keil zu einer gemeinsamen Gesprächsrunde mit Schülern, Studenten und Lehrern rund um den Aufbau und die Inhalte eines Geographiestudiums sowie die vielfältigen Berufsperspektiven als Geograph ein.

Ein Besuch der Universitätsbibliothek sowie ein kurzer Rundgang über das Universitätsgelände rundeten den Besuchstag ab. Beim abschließenden gemeinsamen Essen in der Mensa wurde noch lange über die neu gewonnenen Eindrücke, Zukunftsperspektiven und eigene Erfahrungen mit Geographie  gesprochen. Insgesamt bot die Veranstaltung viele Impulse zur Studien- und Berufsorientierung. Ganz nebenbei erhielten die Schüler auch viele Eindrücke zur aktuellen Stadtentwicklung Wuppertals und konnten somit auch Einblicke in geographische Fragestellungen in der Praxis gewinnen.

 

Ursula Steffen
Studienfahrt nach London der Leistungskurse Erdkunde und Mathematik

Studienfahrt nach London der Leistungskurse Erdkunde und Mathematik

Der Leistungskurs Erdkunde fährt auf Studienfahrt! Nach langer Diskussion entschied man sich für  London. Schwerpunktthema war: Auf den Spuren aktueller Stadtentwicklungstendenzen in einer Global City.

So begaben sich am Montag früh die zwei Leistungskurse mit Caroline Blankenagel und Julia Görmann auf die Reise und nach einer 12-stündigen Busfahrt war es endlich soweit: Wir erreichten unser Hostel in Rotherhithe/London und genossen den abendlichen Blick auf die hell erleuchtete Skyline von London.

Highlight des nächsten Tages war der Rundgang entlang der Thames mit Blick auf die London Bridge und den weltberühmten Tower. Von Westminster aus startete dann die Stadtrallye, die uns die wichtigsten Sehenswürdigkeiten erkunden ließ!

Der nächste Tag führte den Erdkunde-Leistungskurs nach Kings Cross. Unser local guide  erzählte uns Spannendes über die bauliche Neugestaltung des Viertels: Fast 150 Jahre lang dominierte hier die industrielle Nutzung, der Bahnhof war einer der wichtigsten Knotenpunkte des überregionalen Verkehrs. Nach einer langen Phase der Deindustrialisierung wird der Stadtteil nun seit 2001 durch private Investoren revitalisiert: Durch  Restaurants, Bars, Büros und Luxuswohnungen erfährt Kings Cross eine rasante Aufwertung. Der Mathematikleistungskurs verbrachte den Vormittag im Science Museum. Am Nachmittag ging es dann gemeinsam weiter zum Herzstück Londons: der City of London. St. Paul’s Cathedral und das Banken- und Versicherungsviertel standen auf dem Programm. Der Tag war sehr anstrengend, stand doch noch der Besuch im Shakespeare Theatre an. Einige von uns besuchten das dreistündige Theaterstück Imogen. Schon bei der Ankunft waren wir begeistert: Der Eingang zum Vorhof des Theaters war mit Lichterketten in den Bäumen geschmückt und das  Wort WONDER über dem Eingang sah nicht nur schön aus, sondern schaffte auch eine zauberhafte Atmosphäre. Zudem verfügt das Globe, eine Rekonstruktion des Shakespeare Theatres, über eine besondere Architektur: es ist rund, das Hauptaugenmerk liegt auf der  prachtvollen Bühne, die noch in den open-air yard hineinreicht. Das Theaterstück war eine moderne Verfassung von Shakespeare’s Cymbeline, gespielt von jungen, englischen Schauspielern und einem tollen Mix aus Dramatik, Spannung und Comedy.
Unser letzter Tag in London führte uns nach Greenwich zum  Royal Observatory, zum  Nullmeridian und zur Cutty Sark. Anschließend besichtigten wir die ehemaligen Docklands, aktuelle Tendenzen des Waterfront Developments standen hier  im Vordergrund. Heute ist das ehemalige Hafengelände das neue Bankenviertel Londons. Der Tag endete  mit einem gigantischen Ausblick über London: Der Skygarden ist ein 160m hohes Gebäude mit einer Besucher – Plattform, die mit einem tollen Garten über den Dächern Londons gestaltet ist.

Sarah Nitsche und Verena Wagener (Q2)

Achtklässler auf Skifahrt in Jochgrimm

Achtklässler auf Skifahrt in Jochgrimm

…eine anstrengende Woche mit viel Spaß

Am Montagmorgen sind wir, also die 8B und die 8C, nach einer ca. 12 Stunden langen Busfahrt mit unseren Klassenlehrern Herrn Valente und Herrn Engels und mit Herrn Schnitzler, Frau Zemter und den ehemaligen Schülern Chris und Tim in Jochgrimm angekommen. Der Himmel war schon am Morgen strahlend blau, die Sonne hat geschienen und so sollte es auch die ganze Woche bleiben. Nur leider hatte der Himmel uns nicht gerade viel Schnee beschert. Wir mussten mit drei gut präparierten Kunstschneepisten auskommen.

An unseren Ankkunftstag haben wir zunächst unsere Zimmer bezogen, dann gab es Mittagessen und schon haben wir mit dem Skifahren losgelegt. Die Skigruppen wurden eingeteilt. Zunächst gab es zwei Fortgeschrittenen-Gruppen, von Schülern, die alle schon mal mit ihren Eltern skigefahren sind, und vier Gruppen von ziemlich ahnungslosen Anfängern. Nach deren ersten Versuchen des Rutschens und Gleitens und erster kleinen Bögen, schafften es am nächsten Tag bereits alle Gruppen per Tellerlift auf die blaue Piste. Die Profis testeten das erste Mal das Weißhorn.

Am Mittwoch fuhren die Fortgeschrittenen wieder auf dem Weißhorn, die meisten Anfänger haben bereits die schwierigere blaue Piste gemeistert. Wir waren jeden Tag skifahren, das Highlight war die Erlaubnis am Freitag in kleineren Gruppen alleine die blauen Pisten hinunterzufahren.

news-skifahrt_8bcAm Donnerstagnachmittag waren wir alle zusammen wandern, wobei wir auf einem vereisten See geschlittert sind und einige Mühe hatten, über einen vereisten Bach zu kommen. Wer allerdings nicht rutschen wollte, konnte auch über Kiefernzweige gehen. Der etwa eine Stunde lange Weg wurde belohnt mit einer Superaussicht von oben in die Bletterbachschlucht. Ein weiteres Outdoorangebot gab es am Samstagnachmittag, genau genommen gab es zwei verschiedene Angebote: Knapp die Hälfte der Schüler ist zum Gipfelkreuz des Weißhorns gewandert, um die schöne Aussicht auf die umliegenden Berge und Täler zu genießen. Die andere Gruppe hat sportliche Spiele im Freien gespielt. Dabei war die größte Gaudi das Brennballspiel mit einem Rugby-Ei.

Der Sonntag, unser letzter Tag, begann mit einer Skirallye mit Geschicklichkeitsaufgaben und am Nachmittag war das Skifahren freiwillig. Einige fuhren noch mal die blauen Pisten hinunter, andere ein letztes mal Weißhorn, und eine ganz sportliche Gruppe stieg in voller Skimontur hoch bis zur Bergstation des Sesselliftes. So konnten sie noch eine neue Piste ausprobieren, obwohl der Sessellift gesperrt war.

Abends gab es noch eine kleine Disco und am Montagmorgen ging es nach einer anstrengenden und spaßigen Woche zurück nach Düsseldorf.

Lena Schenk

 

Skifahrtsbegleiter auf Skifortbildung

Skifahrtsbegleiter auf Skifortbildung

Auch in diesem Jahr bereitete sich das Skifahrtsteam unter Leitung eines vom deutschen Skiverband zertifizierten Skilehrers in der Skihalle Neuss auf die Skifahrt der 8. Klassen vor.

Sechs Kolleginnen und Kollegen sowie die zwei ehemaligen Schüler Hendrik Lofruthe und Christian Deutscher setzten sich am 28.11.2016 während der ganztägigen Fortbildung intensiv mit der aktuellen Skimethodik auseinander und feilten an ihrer Demonstrationsfähigkeit.

Jetzt muss es in Jochgrimm nur noch ordentlich schneien und der Skifahrt im Januar steht nichts mehr im Wege.

 

Charlotte Bürger