Jugend Forscht 2021

Schüler experimentieren und Jugend forscht 2021

Auch in diesem Jahr sind wir wieder stolz auf unsere insgesamt 14 Teilnehmer beim Wettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren und freuen uns über zahlreiche Auszeichnungen: Von den insgesamt zehn Arbeiten im Bereich Jugend forscht (ab 16 Jahre) gingen zwei erste Preise, zwei zweite und ein dritter Preis an Schüler*innen des WGG, die beiden Arbeiten in der Altersgruppe Schüler experimentieren erhielten einen ersten und einen zweiten Preis.

Schüler experimentieren (bis 15 Jahre)

Fabian Jockel: Handy Head-up Display, 1. Preis Schüler experimentieren im Fachgebiet Arbeitswelt

Mehr Sicherheit im Straßenverkehr dank Physik. Head-up-Displays werden schon seit einigen Jahrzehnten in Militärflugzeugen eingesetzt und sollen dort den Piloten die wichtigsten Informationen direkt ins Sichtfeld projizieren. Auch moderne Autos können mit diesen Geräten ausgestattet werden. Was ist aber mit älteren Automodellen? Fabian hat sich die Aufgabe gestellt, eine einfache und kostengünstige Nachrüstung zu ermöglichen. In eine selbstkonstruierte Halterung zwischen Windschutzscheibe und Lenkrad mit einer justierbaren Plexiglasscheibe wird einfach nur das eigene Handy gelegt. Über die Reflexion des Handybildschirms und die Transmission des Lichts von der Straße an der Plexiglasscheibe wird der Bildschirm mit Navigations-App in das Sichtfeld des Fahrers projiziert, ohne dabei die Sicht des Fahrers einzuschränken. Der Blick des Fahrers kann so also stets auf die Straße gerichtet bleiben und muss nicht mehr zwischen Straße und Navigationsgerät wandern. Für seine Idee und die sehr gute Umsetzung in einem praktischen Modell ist Fabian am Wettbewerb mit dem 1. Preis im Fachbereich Arbeitswelt ausgezeichnet worden und darf damit am Landeswettbewerb teilnehmen.

Matteo Nowinski, Levent Yildirim: Zurück in die Steinzeit, 2. Preis Schüler experimentieren im Fachgebiet Biologie, Sonderpreis Geolino

Sind heute hergestellte Werkzeuge wie Messer oder Sägen wirklich besser als ihre Vorgänger aus der Steinzeit? Dieser Frage sind Matteo und Levent in vielen Einzelversuchen auf den Grund gegangen. Zu Beginn stand aber zuerst einmal die Fertigung der steinzeitlichen Werkzeuge. Mit verschiedenen Schlagtechniken sind dabei große Feuersteine in immer kleinere Bruchstücke mit scharfen Kanten zerschlagen worden. Diese Steinzeitmesser mussten sich dann mit einem modernen Schweizer-Taschenmesser messen. Welches Messer schneidet besser Wolle, Fleisch und Holz? Erstaunlicherweise kann das Steinzeitwerkzeug mit der Moderne mithalten und zeigt in einigen Bereichen sogar bessere Ergebnisse. Matteo und Levent haben beim Wettbewerb mit ihrem umfangreichen Hintergrundwissen zu ihrem Thema die Fachjury beeindruckt und für die tolle Bearbeitung ihres Themas sind sie sowohl mit dem 2. Preis in Biologie als auch einem Sonderpreis (Jahresabo: GEOlino) ausgezeichnet worden.

Jugend forscht (ab 16 Jahre)

Nick Stieben: Aufnahme von Mikroplastik durch Pflanzen, 2. Preis im Fachgebiet Biologie, Sonderpreis Umwelttechnik

Um herauszufinden, ob Pflanzen und damit auch unser Essen, Mikroplastik aufnehmen, habe ich einen Versuch durchgeführt. Ich habe mein eigenes Mikroplastik hergestellt und damit Tomatenpflanzen systematisch gegossen. Das habe ich auch mit Kressepflanzen gemacht. Abschließend kann ich sagen, dass die Tomatenpflanzen kein Mikroplastik aufgenommen haben, die Kresse hingegen schon. Das bedeutet, dass die Aufnahme von anderen Faktoren bedingt ist. Viel wichtiger ist jedoch, dass wir das Problem des Mikroplastiks gemeinsam angehen und etwas dagegen tun!

Maximilian Fischer: Wirkung von Anästhetika auf Pflanzen, 3. Preis im Fachgebiet Biologie

Angeregt von einem wissenschaftlichen Artikel über die Narkotisierbarkeit von Pflanzen habe ich die Wirkung von Diethylether auf die phototropische Reaktion von Kressekeimlingen und die thig- bzw. seismonastische Blattbewegung von Venusfliegenfallen und Mimosen untersucht, dokumentiert und unter anderem durch die Messung von Aktionspotenzialen quantifiziert.

Jana Handfest: Vergleich verschiedener Verfahren zur Extraktion verschiedener Wirkstoffe aus Ingwer, Fachgebiet Biologie, Sonderpreis Nachwachsende Rohstoffe

In der Arbeit wurde versucht, verschiedene Extrakte des grünen Ingwers im Hinblick auf ihre antibakterielle Wirkung zu vergleichen. Zu diesem Zwecke wurden in drei Versuchsreihen mehrere Bakteriensuspensionen mit geringen Mengen unterschiedlicher Verdünnungen der Extrakte in Kontakt gebracht. Bei den verwendeten Bakterien handelt es sich um Stämme, wie sie auch im menschlichen Intestinaltrakt vorkommen. Obwohl die antibakterielle Wirkung des Ingwerrhizoms wissenschaftlich als erwiesen gilt, konnte eine solche anhand der Antibiogramme im Rahmen dieser Arbeit nicht nachgewiesen werden.

Johannes Kratzer: Lab und Labaustauschstoffe und deren Effektivität bei der Milchgerinnung, 1. Preis im Fachgebiet Chemie

In meinem Projekt wurde in sieben verschiedenen Hauptversuchen, welche insgesamt aus circa 60 kleinen Einzelversuchen zusammengetragen wurden, untersucht, welche Auswirkungen verschiedene Labsorten, Labmengen, Temperaturen und pH-Werte auf die Milchgerinnung verschiedener Milchsorten mit unterschiedlichen Haltbarmachungsverfahren und Fettgehalten, haben. Die erworbenen Daten wurden mit Fotos dokumentiert und in Diagrammen quantitativ veranschaulicht. Neben der Suche nach den optimalen Bedingungen für einen gelungenen Käsebruch war ein weiteres Ziel der Arbeit, den Einsatz von pflanzlichem Lab bei der Käseherstellung zu überprüfen. Da die verwendeten Produkte natürlichen Schwankungen unterliegen, bestand ferner eine große Herausforderung darin, reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten.

Lukas Zeltner: Extraktion von Nikotin aus Tabak und Nachweis einiger Schadstoffe im Zigarettenrauch, Fachgebiet Chemie

Ziel meines Projekts war es, zu zeigen, welche Substanzen im Tabak selbst enthalten sind, aber auch erst beim Verbrennen entstehen. Dazu habe ich Versuche zur Analyse von Tabakrauch und zur Extraktion von Nikotin aus Tabak durchgeführt.

Tim Buheitel, Fabian Meyer: Dezentrale Energieversorgung eines Haushalts - Zentrale Zukunftstechnologie?, 1. Preis Fachgebiet Technik; Sonderpreis Energiewende

Auch während der Coronakrise ist der Umweltschutz ein Thema, das es nicht zu vernachlässigen gilt. Schließlich handelt es sich bei der Herausforderung, den CO2-Ausstoß zu minimieren, um ein Langzeitprojekt. Deshalb wird in dieser Arbeit ein Haushaltssystem vorgestellt, welches es ermöglicht, ein Wohnhaus weitgehend autark und intelligent mit Energie zu versorgen. Dabei spielen Speichereinheiten, wie etwa die Brennstoffzelle, die im Verlauf der Arbeit experimentell mit anderen Speichertechnologien, wie z.B. einer Lithium-Ionen-Batterie oder einem Warmwasserspeicher verglichen wird, eine wesentliche Rolle. Zudem soll ermöglicht werden, mithilfe einer App den Status der Energieversorgungseinheit des Hauses stets abfragen und auch kontrollieren zu können. Dies stellt eine Einbindung in das zukünftige Internet of Things (IoT) dar.

Andreas Zeberl: Entwicklung und Bau eines autonomen Gewächshauses, 2. Preis im Fachgebiet Technik

Das Vorhaben eines autonomen Gewächshauses ermöglicht es, Pflanzen durch den Einsatz moderner Technik optimal wachsen zu lassen. Dabei spielt es eine wichtige Rolle, die optimalen Bedingungen für eine bestimmte Pflanzenart, die in das Gewächshaus kommt, herbeizuführen, um den höchstmöglichen Ertrag erhalten zu können. Dabei spielt die Regelungstechnik eine essentielle Rolle. Es wird gezeigt, mit welchen Methoden sich den optimalen Werten angenähert werden kann. Deshalb sind die einzelnen in Frage kommenden Methoden programmiert und ausführlich getestet worden, um das geeignete Regelungsverfahren heraus zu finden, das dann im finalen Gewächshaus genutzt wird.

Luis Fries: „Induktion in der Felge“, Fachgebiet Technik, Sonderpreis Make Jahresabonnement

Die heutige Zeit ist von Elektronik und erneuerbaren Energien geprägt, welche regenerative Güter sind und für den Umweltschutz eingesetzt werden. Hierfür werden beispielsweise Elektroautos in den Straßenverkehr integriert, um den CO2-Ausstoß zu minimieren. Dennoch werden diese nur sehr geringfügig im Verkehrsbild genutzt. Ein Faktor, welcher gegen ein Elektroauto spricht, ist die geringe Reichweite. Durch diesen ausschlaggebenden Grund kam ich auf mein Projekt "Induktion in der Felge", um die Reichweite eines Elektroautos zu erhöhen. Hierbei wird durch das Entschleunigen eines Kraftfahrzeuges in der Felge durch das physikalische Phänomen der Induktion elektrische Energie (Strom) erzeugt. Dieser Strom soll die Batterie eines Elektroautos aufladen.

Pia Gösswein: „Eine Wand aus Plastikflaschen“, Fachgebiet Technik

Ziel meines Projekts war es, eine Wand mit Plastikflaschen zu bauen, die umweltfreundlich ist und gut isoliert, sodass diese im Bauwesen eine Alternative zu gewöhnlichen Wänden darstellen könnte. Hierfür wurde zunächst eine Wand aus Bauschaum und Plastikflaschen gebaut und anschließend eine weitere Wand aus Flaschen und einem Lehm-Heu-Gemisch gefertigt. Danach wurde der Wärmedurchgangskoeffizient der Wände errechnet, indem in Testreihen Temperaturen bei dem Erwärmen des Innenraumes gemessen wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Lehm-Flaschen-Wand schlechter als das Styropor isoliert.

Sebastian Horner: „Hochleistungskühler für Kaltgetränke“, Fachgebiet Technik

Mein Getränkekühler soll innerhalb kürzester Zeit z.B. Cola oder Limo abkühlen. Das Gerät erreicht dies mit Peltier-Elementen. Durch thermoelektrisches Kühlen können nämlich Schwierigkeiten bei der Bedienung, die Größe sowie die Lautstärke des Gerätes möglichst klein gehalten werden. In meiner Arbeit konnte ich in mehreren Versuchen verschiedene Arten dieses Kühlkonzepts ausprobieren. Letztendlich ist es mir gelungen, meine Ziele eines schnelleren und einfacheren Getränkekühlers umzusetzen. Außerdem habe ich mich noch mit einer möglichen Zukunft dieser Maschine beschäftigt.