Polymere: Spiel, Spannung und was zum Naschen

PROJEKTBESCHREIBUNG:

a) Das Problem des Mainzer Brezellieferanten
Eine Bäckerei will Brezeln an Schulen in ganz Mainz ausliefern. Um Kraftstoff und Zeit zu sparen, sucht er nach der kürzesten Strecke. Ganz so einfach ist das aber nicht: Denn dahinter verbirgt sich ein bis heute ungelöstes theoretisches Problem der statistischen Physik, das "Problem des Handlungsreisenden". Es gibt immer mehrere (exponentiell wachsende) Möglichkeiten der verschiedenen Strecken die er wählen kann, aber genau nur eine hat den kürzesten Weg.

b) Schäume und Emulsionen - das A&O der Physik und Chemie von Lebensmitteln
Schäume und Emulsionen begegnen uns tagtäglich. Denken wir an geschlagenen Eischnee, zu knusprigen Baisers gebacken, geschlagene Sahne, Milchschaum auf dem Kaffee oder gar den Schaum auf einem frisch gezapften Bier. Selbst die Krume des gebackenen Brots ist ein Schaum: feine Bläschen, festgehalten durch den beim Backen fest gewordenen Brotteig. Warum aber sind Schäume so unterschiedlich in Festigkeit oder Stabilität? Dahinter stehen chemische und physikalische Prozesse, die man sich auf der Zunge zergehen lassen kann. Gleiches gilt für Emulsionen: In der Küche finden sie als Mayonnaise, Remoulade oder Vinaigrette Verwendung. Öl und Wasser lassen sich nicht ohne Weiteres vermischen. Dies gelingt erst durch die Zugabe geeigneter Emulgatoren, wie Senf oder Eigelb.

c) Das magische Gummiband
Anders als die meisten Stoffe, dehnt sich Gummi bei Erwärmung nicht aus, sondern zieht sich zusammen. Dies liegt daran, dass die Atome, die im Gummi zu langen spaghetti-artigen Molekülen verbunden sind, bei Erwärmung anfangen zu "zappeln" und die Molekülketten sich verkürzen. Wir zeigen diese physikalischen Phänomene mit einem Experiment: Ein gewöhnliches Gymnastikband (z.B. Teraband) an dem ein Gewicht hängt, wird mit einer Wärmelampe bestrahlt. Es zieht es sich zusammen und hebt das anhängige Gewicht in die Höhe. Bei Abkühlung des Bandes senkt sich das Gewicht wieder.

INTERAKTION: Wissenschaft zum Anfassen und Mitmachen

a) Spielerisch möchten wir dieses physikalische Problem mit einem mit Nägeln (sie sind die Stellen der Schulen) und Schnüren (sie messen die Wege) bestücktem Brett experimentell angehen und die kürzesten Wege finden. Den Gewinnern winkt je eine "Brezel aus dem goldenen Meenz".

b) Deren physikalischen Geheimnissen und chemischen Feinheiten gehen wir auf den Grund und präsentieren Ergebnisse, die sich verstehen, sehen und schmecken lassen können.

c) Die Besucher lernen so das Verhalten der Moleküle verstehen.

KINDERPROGRAMM:

Alle Experimente richten sich an kleine und große Besucher. Durch selbst ausprobieren und beobachten werden physikalische und chemische Phänomene erfassbar.