Blick in die Zukunft: Computersimulationen ergänzen die Heranführung von Schülerinnen und Schülern an naturwissenschaftliche Arbeitsweisen

Stamer, Insa; Beiroth, Femke; Schwarzer, Stefan; Hartke, Bernd; Lindhorst, Thisbe K. und Parchmann, Ilka (2018): Blick in die Zukunft: Computersimulationen ergänzen die Heranführung von Schülerinnen und Schülern an naturwissenschaftliche Arbeitsweisen. In: Chemkon - Chemie konret, Bd. 25, Nr. 7: S. 285-292

Abstract

A central aspect in chemistry is the synthesis of chemical compounds in laboratories, although these processes are often time consuming and expensive. Today, using increasingly more powerful computers and continuously improved software and algorithms, it is possible to analyse molecules not only in the laboratory. Instead, properties, dynamics and reactions of molecules can be predicted using computational modelling. As a subfield of chemistry, theoretical chemistry is constantly gaining importance. In this article, a simulation experiment is presented, which makes the simulation of molecules accessible for students at school and university level. As an example, the computational analysis of molecules is shown, which prevent the adhesion of E. coli bacteria to human cells. This research aims at treating inflammatory diseases of the urogenital tract such as cystitis without the use of antibiotics.

Abstract

In der Chemie ist die Synthese von chemischen Verbindungen im Labor ein zentraler Aspekt, wenngleich dieser häufig langwierig und kostspielig ist. Dank immer leistungsfähigerer Computer und immer besserer Software und Algorithmen werden Moleküle längst nicht mehr nur praktisch‐experimentell untersucht. Es können beispielsweise Eigenschaften, Bewegungen und Reaktionen am Computer simuliert und vorausgesagt werden. Die theoretische Chemie ist somit ein unverzichtbares Teilgebiet der Chemie. In diesem Artikel wird ein Versuch vorgestellt, der die Simulation von Molekülen in der Schule und im Chemiestudium ermöglicht. Als konkretes Beispiel werden Moleküle untersucht, die das Anhaften von E. coli‐Bakterien an menschliche Zellen verhindern können. Diese Forschung zielt darauf ab, Krankheiten wie Nierenbeckenentzündungen ohne Einsatz von Antibiotika erfolgreich zu therapieren.

• Dokumententyp: Zeitschriftenartikel
• Fakultät: Chemie und Pharmazie > Department Chemie
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
• ISSN: 0944-5846
• Sprache: Deutsch