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Heute möchte ich euch zeigen, wie ich versuche, meine Sternentänzer an die Naturwissenschaften heran zu führen! Es dürfte allen klar sein, dass es sich bei knapp 5- Jährigen nicht um hoch wissenschaftliche oder komplexe Konstruktionen handelt, aber ich wünsche mir, dass sie Interesse an der Welt haben und daran, wie die Dinge zusammen hängen. Ein wenig davon habe ich schon in meinen Beiträgen verarbeitet, zum Beispiel zum Thema Temperatur und Magnetismus. Heute geht es in Richtung Physik und Chemie, was für mich selbst als Kind ein Buch mit sieben Siegeln war. Jetzt, mit etwas Abstand betrachtet, finde ich es dann doch wieder ganz spannend …

1. Wir entdecken die Nicht-newtonsche Flüssigkeit (Oobleck)
 
Es gibt einen neuen Trend in Deutschlands Kinderzimmern: Schleim. Das klingt irgendwie völlig abwegig, aber tatsächlich wird Schleim in den sozialen Medien total gehypt. Es kursieren unzählige Rezepte im Internet, von Einhorn – Schleim bis Dino- Schleim, es ist für jede denkbare Lebenslage etwas dabei. Auch kaufen kann man Schleim mittlerweile in unzähligen Varianten. 
Irgendwann war ich so weit, dass ich mal ausprobieren wollte, was daran so besonders ist und habe versucht, selbst Schleim herzustellen. Leider waren meine Versuche nicht von Erfolg gekrönt, ich habe kein brauchbares Ergebnis erhalten.
Bei einem Versuch mit Speisestärke als Zutat ist mir etwas Merkwürdiges aufgefallen: Die Masse hatte Pfützen auf der Arbeitsfläche gebildet, aber als ich sie weg wischen wollte, war sie plötzlich fest und sogar etwas krümelig. Beim Loslassen wurde es dann wieder flüssig. Das fand ich total interessant und nach ein wenig Recherche habe ich heraus gefunden, dass es sich um eine so genannte „Nichtnewtonsche Flüssigkeit (Oobleck)“ handelt, also um eine Konsistenz, deren Verhalten sich nicht mit den allgemein gültigen physikalischen Gesetzen erklären lässt.
Wikipedia sagt dazu: 

Oobleck bezeichnet:
  • einen fiktiven Stoff aus dem Kinderbuch Bartholomew and the Oobleck von Dr. Seuss (1949)
  • ein aus Wasser und Stärke gemischtes nichtnewtonsches Fluid

Viele Materialien können mit dem Newtonschen Gesetz nicht korrekt beschrieben werden. Dies gilt beispielsweise für viskoelastische Stoffe. Diese Stoffe nennt man nichtnewtonsche Fluide. Die Viskosität nichtnewtonscher Fluide ändert sich insbesondere mit der Schergeschwindigkeit und/oder der Belastungsdauer.
Ein weit verbreitetes Beispiel für ein nichtnewtonsches Fluid entsteht durch Mischung von Wasser und Stärke. Dazu wird Maisstärke in kleinen Portionen in eine Tasse Wasser eingerührt. Wenn sich die Suspension der kritischen Konzentration nähert, zeichnet sich die Dilatanz ab. Krafteinwirkung, zum Beispiel durch Stochern mit dem Finger oder schnelles Umdrehen der Tasse, führt dazu, dass sich die Mischung eher als Feststoff denn als Flüssigkeit verhält. Langsamere und sanftere Einwirkung, zum Beispiel das ruhige Einführen eines Löffels, belassen den Stoff im flüssigen Zustand. Es ist sogar möglich, auf dieser Flüssigkeit zu laufen oder zu hüpfen. Faustschläge werden vollständig absorbiert, und es entstehen zu keinem Zeitpunkt Spritzer.
Blutwunder wie beispielsweise das des heiligen Januarius von Neapel, wo sich festes Blut in flüssiges verwandelt, beruhen laut Experten auf den physikalischen Eigenschaften einer nichtnewtonschen Flüssigkeit. Eine Rezeptur zur Herstellung einer blutähnlichen Flüssigkeit mit nichtnewtonschen Eigenschaften aus Eisen(III)chlorid-Hexahydrat und Calciumcarbonat in Wasser war schon im Mittelalter bekannt.

Ich war begeistert von dieser Konsistenz, und die Idee zu einem Experiment war geboren. Vor einigen Wochen habe ich dann zum zweiten Mal Oobleck hergestellt, dieses Mal mit Absicht :-).

Wie oben beschrieben mischt man hierzu vorsichtig Wasser mit Stärke. Ihr werdet wissen, wann die richtige Konsistenz erreicht ist.

Ich habe mehrere kleine Gläschen mit der Masse gefüllt und zusätzlich mit etwas Lebensmittelfarbe eingefärbt. Dazu gab es mehrere Behälter und diverse Werkzeuge, um die Eigenschaften von „Oobleck“ zu erforschen.
 

Was soll ich sagen: Es war ein voller Erfolg! Die Kinder waren total fasziniert, und wenn es etwas gibt, womit sie matschen können, sind sie ohnehin ganz vorne mit dabei … Auch bei mir selbst war der Forschertrieb erwacht und ich habe immer wieder ausprobiert, wie sich das Zeug zwischen den Fingern anfühlt, wie es eine Pfütze bildet und man es dann einfach wieder aufheben kann. Wir haben extra etwas aufgehoben, um es abends dem Sternentänzer- Papa zu zeigen. 

Flüssig oder fest?
 
Von einem Gefäß ins andere… 

Um das Oobleck auf eine Kelle zu bekommen, muss man gaaanz vorsichtig sein, mit Kraft geht da gar nichts!

Wie war das mit „zu keinem Zeitpunkt entstehen Spritzer“? Meine Sternentänzer folgen scheinbar auch ihren eigenen Gesetzen…

Das Saubermachen ging wider Erwarten sehr schnell und gut mit einem nassen Lappen.

Lässt sich Oobleck mischen?

 

 

 
Ich finde, auf den Bildern kann man die besonderen Eigenschaften gar nicht so gut erkennen, deshalb habe ich euch zusätzlich zwei Videos vorbereitet:
 
 
 
 

2. Der Regenmacher

Auch für dieses „Experiment“ haben wir Lebensmittelfarbe benutzt.
Und zwar blaue, die in einem Glas mit Wasser gemischt wurde. In eine längliche Vase habe ich ebenfalls etwa bis zur Hälfte Wasser gefüllt, der Rest wurde mit Rasierschaum aufgefüllt. Dazu gab es noch eine Pipette, und schon konnte es losgehen.
Mit der Pipette das blaue Wasser aufnehmen…

… Und auf die Wolke aus Rasierschaum tropfen.

 
Das Ganze so oft wiederholen, bis die Farbe ihren Weg durch den Schaum gefunden hat und der Effekt einer echten Regenwolke entsteht. 
 
 

Und weil es so schön aussah, gibt es auch hiervon ein kleines Video:

 

Die Übung ist nicht gerade Montessori – inspiriert, weil das Experiment nichts damit zu tun hat, wie tatsächlich Regen entsteht, aber sie hat Spaß gemacht, fördert die Feinmotorik und Konzentration, und regt dazu an, Fragen zu stellen und über das, was man dort sieht, ins Gespräch zu kommen. Es kommt eben einfach darauf an, wie man damit umgeht…

3. Das Chemielabor

 

Und wieder Lebensmittelfarben im Einsatz!
Meine beiden Sternentänzer sehen sich ja gerne als Forscher. Und sie lieben es, mit Wasser und Farben zu spielen.
Für mein neues Gewürzregal habe ich mir kleine Gläschen mit Korkverschluss gekauft. Davon sind einige übrig, die ich nicht benutze, und die ganze Zeit dachte ich schon: „Damit muss ich auch mal was für die Kinder vorbereiten!“
Ich habe also für den großen Sternentänzer mehrere Pipetten mit Wasser und Lebensmittelfarbe gefüllt und auf einem Tablett zusammen mit den kleinen Gläsern platziert. Das sah sehr forschermäßig aus!

Bei dem kleinen Sternentänzer hatte ich ein paar Bedenken, dass er das Glas zerbrechen könnte, wenn er so viel davon auf einem Tablett hat. Ich wollte ihn auch nicht überfordern, deshalb habe ich seine Übung etwas vereinfacht:

Auf seinem Tablett fand er zwei kleine Schälchen mit rot und blau eingefärbtem Wasser, sowie eine Pipette und eins von den Gläsern. Er konnte jetzt üben, Wasser in die Pipette aufzunehmen und wieder raus zu drücken. Dieser Vorgang ist ganz schön komplex und braucht einige Übung, aber er hat es richtig gut hinbekommen…

Er fand es sehr interessant, aber seine Ausdauer war noch nicht so ausgeprägt wie die seines Bruders.

Der große Sternentänzer ist voll in der Materie aufgegangen und hat gemischt, was das Zeug hält:

 

 

 

 

 

 

 
Etwas ähnliches habe ich schon im letzten Jahr zu Ostern gemacht:
Da ging es mir aber eher um den künstlerischen Aspekt und das Mischen von Farben. Hier bei diesem Experiment stand der Umgang mit den verschiedenen Werkzeugen (Pipette, kleine Gläschen…) im Vordergrund und das „wissenschaftliche“ Herangehen an eine Aufgabe. Was ich vermitteln wollte, war das spannende Gefühl, ein echter Forscher im Labor zu sein, der die Welt um sich herum neu entdeckt. Wenn ich mir die Fotos so ansehe denke ich, es ist mir ganz gut gelungen …. 🙂 
 
Viele Grüße und bis zur nächsten Woche! 
Franzi

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