• Chemie und Licht (deutsch)
• Chemolumineszenz (engisch)

They Might Be Giants: “Meet the Elements”

(Footage courtesy of Walt Disney Animation Studios, Kelly Ward)

Der Autor ist Physiker, forscht über Biomechanik und Biomechanik ist auch das zentrale Thema des Buches: Spannungen und Kräfte, Schubvierecke und Schlankheitsgrade, Kraftkegel und Galgeneffekt. Diese und noch viel mehr Begriffe werden mit einer Fülle von Illustrationen, Fotos und Beispielen aus der Natur dargestellt. „Es wird versucht, das in erbarmungsloser Auslese gereifte Optimum biologischer Strukturen so einfach wie möglich zu beschreiben und DENKWERKZEUGE bereit zu stellen, um dieses Optimum auf technische Bauteile zu übertragen“, dieser Satz aus der Einleitung trifft den Kern des Buches recht gut.

Wie Architekten und Konstrukteure solche formelfreien Denkwerkzeuge bewerten, kann ich nicht sagen. Für den interessierten Laien mit Interesse an Natur und Technik bieten die 230 Seiten eine Fülle von Seh-, Denk- und Experimentieranregungen. Ob Zugdreiecke in Astlöchern und Knochen oder der Ansatz, Zugspannungsverläufe ganz simpel mit Alufolie sichtbar zu machen, auch Biologie- und Physiklehrer dürften eine Menge Ideen für spannenden Unterricht finden.

Das Werk entzieht sich jeder schnellen Einordnung und lässt die Grenze zwischen Physik und Biologie verschwimmen. Der Autor will keineswegs die traditionelle oder klassische Mechanik ersetzen, sondern um anschauliche Methoden ergänzen und damit auch Nichtakademikern ein mechanisches Verständnis vermitteln. Dies halte ich für gelungen. Das Buch ist alles andere als ein klassisches Lehrbuch, aber es macht (im Gegensatz zu manchem Lehrbuch) Lust, sich näher mit Mechanik zu beschäftigen.

Claus Mattheck
Denkwerkzeuge nach der Natur
Karlsruher Institut für Technologie
1. Auflage, Oktober 2010
ISBN-10: 3923704739
ISBN-13: 978-3923704736

Besonders aufgefallen im jüngsten Conatex-Newsletter ist mir der Versuch des Monats im Fach Chemie. Unter dem Titel „Chemie ist, wenn es stinkt und raucht?!?“ geht es um Chemie in der Küche. Denn jede Küche ist ein kleines Labor, in dem mit Chemikalien wie Zucker und Salz hantiert wird. Nicht nur Braten und Backen, sondern auch der alltägliche Abwasch beruhen auf chemischen Prozessen. Und einige davon lassen sich in Schulversuchen genauer untersuchen. Die komplette Versuchsanleitung zum Thema “Chemie in der Küche” gibt es kostenlos zum Download, ebenso wie mehr als 70 weitere Versuchsanleitungen.

Einige meiner Favoriten:

• Die Messung der Lichtgeschwindigkeit in einem Mikrowellenherd mit Brot und Margarine
• Zucker erkennen – eine tägliches Problem für Diabetiker
• Nanotechnologie in der Schule
• Die große Wanderung. Warum verhalten sich Zellen wie Gnus?

James Kakalios nimmt den Leser mit auf einen vergnüglichen Streifzug durch die Grundlagen von Mechanik, Thermodynamik, Magnetismus, Elektrizität, Quantenmechanik und Festkörperphysik. Er erläutert die korrekte Anwendung physikalischer Prinzipien und zwar an Beispielen aus Comic-Heften. Spannend wird es dann, wo der Autor im Detail aufzeigt, wo und wie und wann die Superkräfte von Spiderman & Co physikalische Gesetze verletzen. Von der Sprungkraft Supermans gelangt er z.B. in wenigen Sätzen zu den Newton’schen Axiomen.
Da stößt man beim Lesen auf manch verschüttetes Grundwissen zu solchen Phänomenen wie Reibung, Schall, Widerstand oder Elektrostatik. Und genau, Kilogramm ist gar kein Maß für Gewicht, so war das …. Oder dass Hulk und Supermann sich gegenüberstehen und zwei Badezimmerwaagen gegeneinander halten, solche Bilder prägen sich ein.

Teilweise sind die Comic-Szenen erstaunlich aktuell, etwa wenn sich der Held ein „Super-Soldaten-Serum“ spritzt, um als Captain America kostümiert in den Farben der amerikanischen Nationalflagge auf die Jagd nach Verbrechern und Kriegsgegnern zu gehen. (Man google mal nach Hirndoping oder Neuroenhancement.)

“Es gibt kaum etwas, das so sehr im Gedächtnis haften bleibt wie die Konfrontation mit den eigenen Irrtümern.“ (aus dem Vorwort)

Die mehr als 500 Seiten lesen sich erstaunlich leicht, wenn auch einzelne Passagen für einen Nicht-Kenner der letzten 60 Jahre Comicgeschichte vielleicht etwas langatmig geraten. Doch so authentisch und unterhaltsam hat man selten Gelegenheit, moderne Naturwissenschaften zu verstehen (und übrigens ganz ohne schwierige Mathematik!). Das sympathische Werk gehört ins Bücherregal jedes Comic-Fans und Physikstudenten., ist aber auch geeignet als Geschenk für jeden mit einem Mindestinteresse daran, wie unsere Welt funktioniert und was an Superhelden „super“ ist.

James Kakalios: Physik der Superhelden
gebunden bei 2001 für 19,90 €, als ro-ro-ro-Taschenbuch für 9,95 €

Wie schafft es die Spinne, aus den im Inneren der Spinndrüse gespeicherten Spinnenseidenproteinen in Sekundenbruchteilen lange, hochstabile und elastische Fäden zu ziehen? (Bildquelle: idw / © John G. Hardy, 2010, Universität Bayreuth)

Diesem Geheimnis sind Wissenschaftler der Universität Bayreuth (UBT) und der Technischen Universität München (TUM) nun auf die Spur gekommen. In der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals Nature stellen sie ihre Ergebnisse vor. (Mehr dazu in der vollständigen Pressemitteilung, veröffentlicht u.a. beim Informationsdienst Wissenschaft.)

Original-Publikation:
A conserved spider silk domain acts as a molecular switch that controls fibre assembly,
Franz Hagn, Lukas Eisoldt, John G. Hardy, Charlotte Vendrely, Murray Coles, Thomas
Scheibel, Horst Kessler
Nature, 13. Mai 2010, DOI: 10.1038/nature08936