Eine Eisblume macht noch keinen Winter

2014 ist das Jahr der Kristalle. Die UNO will damit an den 100. Geburtstag der modernen Kristallographie erinnern und ihre Bedeutung für Forschung und Wissenschaft betonen.

Winterzeit ist (auch) Eisblumenzeit. Die filigranen Gewächse, die sich in kalten Nächten an Glasscheiben bilden, sind nicht nur ästhetische Wunderwerke, sie bieten auch Gelegenheit, kristalline Strukturen von Schnee und Eis zu beobachten. Mit dem Vorgang der Kristallisation lässt sich aber weit mehr erklären. Ein Grossteil des Wissens über die materielle Beschaffenheit der Welt gründet auf der Kristallographie. Und dieses Wissen hat nicht an Aktualität eingebüsst. Sei es bei der Entwicklung moderner Medikamente, in der Nano- oder in der Biotechnologie: Die Kristallographie hilft heute Protein- und Kleinmolekülstrukturen zu identifizieren und spielt bei der Entwicklung der Zahncreme bis hin zum Flugzeugteilebau eine wesentliche Rolle. 2014 feiert die moderne Kristallographie ihren 100. Geburtstag. Der Physiker Max von Laue hat 1914 entdeckt, wie sich Röntgenstrahlen beugen, wenn sie auf Kristalle treffen. Dafür hat er den Nobelpreis erhalten und vielen weiteren Studien den Boden geebnet. Aus diesem Grund hat die Generalversammlung der Vereinten Nationen das Jahr 2014 zum Internationalen Jahr der Kristallographie erklärt.
Doch zurück zu den Eisblumen: Deren Formenvielfalt ist wie die der Schneekristalle schier unergründlich. Der als "Snowflake Man" bekannte US-Amerikaner Wilson Bentley hat Variationen von Schneekristallen photographisch festgehalten und in seinem 1931 erschienenen Standardwerk "Snow Crystals" 2400 verschiedene Formen unterschieden. Wie Eisblumen und Schneekristalle wachsen, untersucht planet-schule.de. Bildgalerien, Videos und ein Eisblumen-Simulator werden mit Texten ergänzt und beantworten die Frage, wie sich Kristallstrukturen bilden (www.snurl.com/28bogsa). Wer sich auf umfassende Art mit dem Thema Schnee auseinandersetzen will, findet auf lehrer-online.de ein Unterrichtsprojekt (www.lehrer-online.de/schneeprojekt.php). Auf die Mittelstufe ausgerichtet, kommen hier Masseinheiten, gestalterische Mittel, Lesetexte zur weissen Pracht und die Lebensbedinungen von Pflanzen und Tier unter der Schneedecke zum Zug. Eine beeindruckende Bilddatenbank zu Schneekristallen führt snowcrystals.com, ein Projekt des California Institute of Technology.

Faszination, aber auch Gefahr
Doch was ist ein Schneekristall im Vergleich zu einem “richtigen” Kristall, beispielsweise dem 300 Kilo schweren Planggenstock-Kristall? Dieser 2005 von den beiden Strahlern Franz von Arx und Paul von Känel zu Tage geförderte Riesenkristall lässt sich im Naturhistorischen Museum Bern bewundern. Zentraler Teil der Ausstellung bildet eine Schatzkammer mit über 50 Kristallen (www.nmbe.ch). Auf die Spuren der Strahler macht sich auch das Dossier “Kristalle” von SRF mySchool (www.wissen.sf.tv/Dossiers/Natur/Kristalle). Ausgehend vom Planggenstock-Kristall rücken hier in 19 Videos Aspekte der Kristallsuche in der Schweiz in den Vordergrund. Dabei wird deutlich, dass die Schätze der Bergwelt grosse Faszination ausüben, zugleich aber Gefahren mit sich bringen. Deutlich einfacher und erfolgversprechender als das “Strahlen” ist es, Kristalle selber zu züchten. Ein Experiment aus dem Kinderlabor von simplysciene.ch illustriert, wie das auf einfache Art und Weise vonstatten geht (www.snurl.com/krstllzt). Grundlage bildet eine deftige Salzlösung, die man erhitzt und filtriert, bis am Ende der Salzkristall zu funkeln beginnt. Wer nachvollziehen will, wie alleine aus Salzkristallen ein glitzerndes Hochzeitskleid entsteht, findet im Lehrfilm “Achtung! Experiment: Ein Hochzeitskleid aus Salz” auf srf.ch einen gelungenen Unterrichtsinput.
Eine fortgeschrittene Variante der Kristallproduktion zeigt die Website des Bielefelder Chemieprofessors Rüdiger Blume (www.snurl.com/blume_chemie). Ob Alaunkristalle oder Kupfersulfatkristalle, im Labor von Professor Blume entstehen eigentliche Wunderwerke. Darüber hinaus ist die Website eine Fundgrube für Fragen zur chemischen Beschaffenheit von Kristallen. Ein weiteres Kleinod an Know-how rund um Kristalle und Mineralien stammt vom Fachdidaktiker und Lehrer Thomas Seilnacht (www.seilnacht.com). Er veranschaulicht die unterschiedlichen Formen von Kristallen und illustriert, welche Symmetrien sich daraus ableiten lassen.
Wer einen Kristall geschenkt bekommen hat und wissen möchte, was da genau an der Kette baumelt, der findet im Mineralienatlas den richtigen Hinweis (www.mineralienatlas.de).  Die Datenbank umfasst an die 100’000 Bilder und lässt sich anhand von Farbe, Glanz oder Opazität eines Kristalls durchsuchen.