Regionalentscheid "Jugend forscht"

„Mach dir einen Kopf“

Regionalentscheid für Jugend forscht – Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb – fand vergangene Woche im ICO Obernburg statt – alle drei Gruppen aus dem Landkreis Miltenberg erfolgreich: Regionalsieg, zweiter Platz und Sonderpreis

In die 59. Wettbewerbsrunde ging Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb Jugend forscht letzte Woche unter dem Motto „Mach dir einen Kopf“: Im Industrie Center Obernburg fand am 22. und 23. Februar der unterfränkische Regionalentscheid statt. Dafür beworben hatten sich auch drei Teams aus dem Landkreis Miltenberg, die mit hochaktuellen und spannenden Themen an den Start gingen. Mit Erfolg – dazu später mehr!

Interesse an MINT

Gesucht waren junge Menschen mit Freude und Interesse an Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT), um ihre kreativen und innovativen Forschungsprojekte einer sachkundigen Jury vorzustellen und sich damit für den bayerischen Landesentscheid zu qualifizieren. Dieser findet in der Kategorie „Jugend forscht“ vom 10. bis 12. April in Vilsbiburg statt; der Landesentscheid in der Kategorie „Schüler experimentieren“ wird am 26. und 27. April in Regensburg ausgetragen.

Sieben Jugend forscht-Fachgebiete

Beim Wettbewerb im ICO waren junge Tüftlerinnen und Tüftler gefragt, die Spaß daran hatten, mit eigenen Ideen bestehende Prozesse zu optimieren, Probleme zu lösen oder neue Impulse für die Zukunft zu schaffen. Gestartet wurde dabei in zwei Kategorien: die Jüngeren im Alter bis 15 Jahre starteten in der Kategorie „Schüler experimentieren“, die Älteren von 15 bis 21 Jahren gehörten der Kategorie „Jugend forscht“ an. Eine der Bedingungen: Die Arbeiten der Entdeckerinnen und Entdecker mussten sich einem der sieben Jugend forscht-Fachgebiete zuordnen lassen: Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik oder Technik. Organisiert wurde der Wettbewerb vom Patenunternehmen, der ZENTEC GmbH mit ihrem Geschäftsbereich Regionalmanagement Initiative Bayerischer Untermain und dem Wettbewerbsleiter Alexander Pabst vom Friedrich-Dessauer-Gymnasium Aschaffenburg.

Rasengießroboter

Mit einer ebenso schönen wie praktischen Idee nahmen Jona Schüren aus Seckmauern und Henning Fried aus Mönchberg in der Kategorie „Schüler experimentieren“ teil. Die beiden 9.-Klässler vom Hermann-Staudinger-Gymnasium in Erlenbach bauten einen Rasengießroboter. Das Projekt „Die automatische Bewässerung des Rasens durch einen Mähroboter“ wurde im Fachgebiet Technik eingereicht. Henning und Jona haben mit ihrem Projekt den „Sonderpreis Ressourceneffizienz“ erhalten, der vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz gestiftet wird.

Trockenheit im Sommer als Ideengeber

Wie kommen zwei Neunt-Klässler auf diese Idee? „Wir haben beobachtet, dass es in unserer Region in den Sommermonaten meist sehr trocken ist“, erzählen Jona und Henning. „Und da viele Leute lange arbeiten müssen, haben sie nicht viel Zeit, ihren Rasen zu gießen. So suchten wir nach einer automatischen Bewässerung des Rasens.“ Im September fingen die Jungforscher mit dem Tüfteln an und suchten zunächst einen passenden Wasserkanister, denn die Idee war, auf einem Rasenmähroboter, den Jonas Vater zur Verfügung stellte, einen kleinen Wassertank zu befestigen. „An diesem versuchten wir, einen Schlauch mit kleinen Löchern anzubringen.“ Nach einigen Rückschlägen funktionierte es dann: Der so aufgerüstete Rasenmäher mähte und bewässerte nun alle Bereiche des Rasens gleichzeitig. „Das System ist wasser- und stromsparender als ein Rasensprenger“, freuen sich Henning und Jona. „Der Rasenmäher fährt ja sowieso.“

Zukunftspläne für den Rasengießroboter

Zukunftspläne für ihren Rasengießroboter haben die beiden, die von ihrem Physik-Lehrer Dominik Mauthofer organisatorisch unterstützt wurden, auch schon: „Wir wollen versuchen, den Rasengießroboter automatisch mit Regenwasser zu befüllen. Das ist momentan noch etwas umständlich. Zusätzlich möchten wir das Gerät mit einer Wetterstation verbinden. Und schließlich wäre auch ein größerer Tank wünschenswert.“ All das ist momentan noch Zukunftsmusik. Doch die Jungforscher schreckt das nicht ab. „Den Rasengießroboter zu bauen war komplexer als vorher gedacht. Doch es hat uns viel Spaß gemacht, so dass wir auf jeden Fall dranbleiben werden.“

Pflanzenabfälle als Abwasserreiniger

Ebenfalls in der Kategorie „Schüler experimentieren“ nahmen der 14-jährige Konstantin Verfürth aus Dammbach und Samuel Bachmann aus Hobbach, 12 Jahre alt, teil. Sie haben für ihr Projekt mit Pflanzenabfällen aus der Küche experimentiert. Die beiden Schüler des Julius-Echter-Gymnasiums in Elsenfeld forschten zum Thema „Pflanzenabfälle aus der Küche als Filter für Metallionen in der Abwasserreinigung“. Ihr Projekt wurde im Fachgebiet Chemie eingereicht. Für das Projekt gab es für Konstantin und Samuel einen der beiden zweiten Plätze im Fachgebiet Chemie bei „Schüler experimentieren“. Einen ersten Preis gab es in diesem Gebiet nicht.

Auf den Spuren von brasilianischen Wissenschaftlern

Warum experimentiert man mit Pflanzenabfällen? „Wir haben von brasilianischen Wissenschaftlern erfahren, die herausfanden, dass man mit Bananenschalen als Füllmaterial für Klärtürme Wasser reinigen kann“, berichten Konstantin und Samuel. „Sie sollen giftige Metalle wie beispielsweise Aluminium, Eisen, Kupfer oder Zink aus dem Wasser herausfiltern. Das wollten wir genauer wissen.“

Bananen, Erdnüsse und Kartoffeln

Zunächst besorgten sie sich verschiedene Küchenabfälle. „Wir nahmen die Schalen von Obstsorten wie Bananen, Kiwis, Mandarinen, Orangen und Zitronen und schnippelten diese ganz klein. Zusätzlich verwendeten wir noch Kartoffel- und Erdnussschalen und Kaffeesatz.“ Zur Reinigung kamen 40 cm lange Glasrohre mit einem Durchmesser von 2 cm zum Einsatz, in die die zerkleinerten Schalen bzw. der Kaffeesatz eingefüllt wurden. Die Glasrohre wurden mit einem Ablaufhahn versehen. „Dann ließen wir durch die Glasrohre Wasserproben in 100-Milliliter-Portionen laufen, die wir vorher mit Aluminium, Eisen, Kupfer bzw. Zink kontaminiert hatten. Mit einem Teststäbchen haben wir dann den Metallgehalt der Proben bestimmt, nachdem das Wasser durch den Filter hindurch gelaufen war. Das machten wir so lange, bis die Pflanzenabfälle nichts mehr aufnehmen konnten.“

Testsieger Kaffeesatz

Bei ihren Experimenten machten die beiden Jungforscher interessante Entdeckungen. „Unser Testsieger ist der Kaffeesatz“, resümieren Samuel und Konstantin. „Er konnte generell die größten Mengen an Schwermetallen aufnehmen. Damit ist er quasi ein ´Universal-Wasser-Reiniger´. Von den vielversprechenden Bananenschalen waren wir enttäuscht. Sie konnten unsere Erwartungen in Bezug auf ihre Aufnahmefähigkeit für Metalle nicht erfüllen und landeten bei allen Metallen auf den hinteren Plätzen.“

Experimentieren mit Rotwein vom Bayerischen Untermain

Ein ganz besonderes regionales und aktuelles Thema hatten sich die beiden Obernburger Lizzy Fischermann und Tom Kreßbach ausgedacht, die bereits zum dritten Mal beim Wettbewerb teilnahmen und für „Jugend forscht“ an den Start gingen. Ihr ambitioniertes Thema im Fachgebiet Chemie: „Wanted! Mit einer Blaulicht-Reaktion auf der Jagd nach freien Radikalen“. Die Zehnt-Klässler, die ebenfalls ins Julius-Echter-Gymnasium in Elsenfeld gehen, experimentierten dabei unter anderem mit heimischen Rotweinen. Und zwar so erfolgreich, dass es für Lizzy und Tom jetzt zum „Jugend forscht“-Landesentscheid geht, denn sie gewannen mit ihrem schönen Thema den Regionalentscheid im Fachgebiet Chemie.

Mit einer Blaulicht-Reaktion auf der Jagd nach freien Radikalen

Warum und wie jagt man freie Radikale? „Freie Radikale sind sehr aggressive Moleküle, denn sie greifen gesunde Zellen an“, legen Lizzy und Tom dar. „Dadurch kann sich die Zellstruktur verändern, im schlechtesten Fall wird die Zellfunktion gestört oder sogar die DNA geschädigt. In der Folge können Krankheiten – beispielsweise Krebs – entstehen. In unserem Projekt haben wir untersucht, ob und wie Getränke wie Tee und Kaffee diese freien Radikale fangen können, ob die Getränke also eine antioxidative, d. h. schützende Wirkung auf den Körper haben.“ Zu diesem Zweck nutzten die Gymnasiasten die zwischen Blauphasen oszillierende und als wissenschaftlicher Antioxidantien-Test anerkannte Briggs-Rauscher-Reaktion (BR-Reaktion), um die sogenannte Antioxidative Kapazität (AK) der untersuchten Getränke zu bestimmen.

Beutel-Tee, offener Tee und geröstete Kaffeebohnen

Dazu haben die beiden Jugendlichen Tees in Beuteln und offene Tees, Kaffee und eben Rotweine aus heimischen Anbaugebieten untersucht. Bei der Studie mit Tee stellten die beiden fest, dass sich Brühzeit und Brühtemperatur auf die AK auswirken und dass lose Tees gegenüber Beutel-Tees eine deutlich höhere AK hatten. „Von der Kaffeerösterei Braun in Aschaffenburg bekamen wir Kaffeebohnen unterschiedlichster Herkunft und Röstbehandlung. Wir konnten feststellen, dass die offenen Tees aus Asien den Kaffeebohnen bezüglich ihrer AK-Werte deutlich überlegen sind und dass die antioxidativen Stoffe beim Kaffee vor allem ein Ergebnis des Röstprozesses sind.“

Rebsorte Domina dominiert

Höhepunkt ihrer Arbeit waren aber die untersuchten Rotweine vom Untermain, die von Winzern aus dem Raum Alzenau, Bürgstadt, Erlenbach, Großheubach, Großostheim, Großwallstadt und Klingenberg kamen. Insgesamt 42 Rotweine waren an der Studie beteiligt. „Wir fanden heraus, dass die Rebsorte Domina, die die ersten drei Plätze im AK-Ranking belegte, tatsächlich über alle anderen getesteten Rotweine dominiert“, so Tom und Lizzy abschließend. „Das hatten wir nicht unbedingt erwartet.“

Junge Menschen für Chemie begeistern

Betreuer der beiden Chemie-Teams waren der Chemie-Lehrer Jörg Giegerich vom Julius-Echter-Gymnasium in Elsenfeld und sein pensionierter Kollege Dr. Roland Full, ein „Jugend forscht-Urgestein“ am Bayerischen Untermain. Der ehemalige Chemie- und Sportlehrer, der in Elsenfeld aufgewachsen ist, hat in seiner 40-jährigen Tätigkeit als Gymnasiallehrer und darüber hinaus viele Schülerinnen und Schüler in die Welt der Chemie eingeführt und bei Jugend forscht begleitet. „Dabei war ich oft Impulsgeber“, erklärt der bescheidene Mann, der über eine Riesensammlung an attraktiven Forschungs-Themen für Schüler in seinem Archiv verfügt. „Man braucht Projekte zu aktuellen Themen, die im Schullabor umsetzbar sind. Das ist nicht immer einfach. Ich habe selbst bei meiner Promotion ´Forscherblut geleckt´ und diese ´Droge´ wirkt bis heute. Eigentlich war ich immer mehr Forscher als Lehrer! Leider sind die außerunterrichtlichen Angebote der Schulen in den Naturwissenschaften viel zu klein. Ich habe für mich die Möglichkeit, junge Menschen für Chemie zu begeistern, bei Jugend forscht entdeckt. Hier erlebe ich hautnah, wie Schülerinnen und Schüler ein kreatives Potenzial entdecken, das im Klassenunterricht nicht zum Vorschein kommt. Ich kann ihnen auf Augenhöhe begegnen und sie als Coach dazu motivieren, selbst zum Schöpfer von Wissen zu werden. Jetzt im Ruhestand betreue ich am JEG maximal zwei Jugend forscht-Teams. So finde ich auch in meinem Rentnerdasein noch eine große Erfüllung, die ich nicht missen möchte.“