Eine neue, an der Universität für Chemie und Technologie durchgeführte Studie hat ein innovatives Laborexperiment enthüllt, das die Leidenschaft der Studenten für Chemie wecken und ihr Verständnis grundlegender wissenschaftlicher Prinzipien verbessern soll. Unter der Leitung des korrespondierenden Autors Jan Havlik stellt die Forschung ein visuell fesselndes Experiment vor, das das Tribolumineszenzphänomen durch die Synthese eines Mangankomplexes erforscht.
Tribolumineszenz, ein faszinierendes Phänomen, das aus mechanischer Beanspruchung von Kristallen resultiert, fasziniert Wissenschaftler und Pädagogen seit langem gleichermaßen. Diese Forschung erweitert nicht nur unser Verständnis der Tribolumineszenz, sondern verwandelt sie auch in ein ansprechendes Lehrmittel. Die Ergebnisse der Studie haben erhebliche Auswirkungen auf den naturwissenschaftlichen Unterricht, insbesondere an Gymnasien und Universitäten.
„Unsere Forschung schließt die Lücke zwischen theoretischem Wissen und praktischer Erfahrung, indem sie den Studierenden eine einfache, aber bereichernde Laboraktivität bietet“, erklärte Jan Havlik, der korrespondierende Autor der Studie. „Durch dieses Experiment tauchen die Schüler nicht nur in die faszinierende Welt der Tribolumineszenz ein, sondern entwickeln auch wichtige Laborkenntnisse und ein tieferes Verständnis für die komplexen Eigenschaften chemischer Verbindungen.“
Das Experiment beinhaltet die Synthese eines Mangankomplexes, [MnBr2(Ph3PO)2], das bemerkenswerte tribolumineszierende, fluoreszierende und magnetische Eigenschaften aufweist. Oberstufenschüler, die an der Laborübung teilnahmen, bereiteten den Komplex erfolgreich vor und zeigten Ausbeuten zwischen 32 % und 96 % der theoretischen Ausbeute. Durch praktische Erfahrungen beschäftigten sich die Studierenden mit der Kristallpräparation, beobachteten Tribolumineszenz und gewannen Einblicke in Fluoreszenz und magnetisches Verhalten.
„Indem wir Studenten die Möglichkeit bieten, Tribolumineszenz und andere Eigenschaften dieser einzigartigen Verbindung zu beobachten und zu analysieren, fördern wir eine neue Generation neugieriger und erfahrener Chemiker“, fügte Havlik hinzu. „Dieses Experiment ist nicht nur fesselnd, sondern auch sicher und kostengünstig, was es zu einer idealen Ergänzung für verschiedene Bildungseinrichtungen macht.“
Die Forschung ist vielversprechend für verschiedene Bildungsumgebungen, darunter Labore an weiterführenden Schulen und Universitäten, Wissenschaftsclubs und öffentliche wissenschaftliche Outreach-Aktivitäten. Die Einfachheit und Zugänglichkeit des Experiments ermöglichen es Pädagogen, das Interesse der Schüler an Chemie zu wecken und den Grundstein für ein tieferes Verständnis wissenschaftlicher Phänomene zu legen.
Mehr Informationen:
Vaclav Matousek et al., Erforschung von Tribolumineszenz und Paramagnetismus: Eine schnelle Mn-Komplexsynthese für Chemielabore an Gymnasien und Studenten, Zeitschrift für chemische Bildung (2023). DOI: 10.1021/acs.jchemed.3c00372