Der Wettbewerb Jugend forscht findet auch in diesem Jahr aufgrund der Coronalage online statt. Unsere Schule ist in diesem Jahr dem Regionalwettbewerb Celle zugeordnet, das GAK ist die Schule mit den meisten eingereichten Arbeiten. Die schriftlichen Arbeiten dienen als Grundlage für die am 15.02.2022 stattfindenden Jurygespräche in den Fachgebieten Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik, Physik und Technik.

Von Schülerinnen und Schülern unserer Schule stammen insgesamt 15 Projekte, die ich an dieser Stelle mit den von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern verfassten Projektkurzbeschreibungen auflisten möchte.

Das beste Desi!

von Melanie und Moritz (Fachgebiet Arbeitswelt)

In unserem Projekt wollen wir Desinfektionsmittel in Bezug auf Hautverträglichkeit und Wirksamkeit untersuchen. Außerdem wollen wir Vor- und Nachteile für verschiedene Hauttypen herausstellen und somit auch eine Empfehlung für das beste eigene individuelle Desinfektionsmittel herausgeben. Unsere Idee bekamen wir durch die Corona-Situation und das fast tägliche benutzen der verschiedenen Substanzen. Außerdem haben wir unterschiedliche Erfahrungen mit Desinfektionsmitteln gemacht und haben uns gefragt, ob z.B. das Teuerste auch gleichzeitig das Beste ist oder ob es auch das Billige vom Discounter tut. Als Erstes wollen wir pH-Werte untersuchen und Unterschiede feststellen. Des Weiteren wollen wir Wurst in die verschiedenen Desinfektionsmittel einlegen und Veränderungen beobachten. So erhoffen wiri uns Erkenntnisse über die Hautverträglichkeit und langzeitige Entwicklung auf der Haut. Außerdem möchten wir das Desinfektionsmittel in Plastik einlegen.

Der perfekte alternative Milchschaum!

von Caren (Fachgebiet Arbeitswelt)

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Schäumen pflanzlicher Milchalternativen. Dabei wurden besonders die Auswirkung des Temperaturparameters sowie die Auswirkungen durch die Zugabe der Zutaten Zimt, Rohrzucker und Kakaopulver auf die Beschaffenheit der Schäume untersucht. Darüber hinaus wurden verschiedene Schaumarten miteinander verglichen und jeweils die Aufschäumbarkeit einer normalen Version des Pflanzendrinks sowie einer Baristaversion gegenübergestellt. Besonders hervorstechend war, dass sich außer des normalen Kokosdrinks alle untersuchten Pflanzendrinks in allen Temperaturbereichen ähnlich gut aufschäumen ließen. Zudem konnten nur wenige Reaktionen der zugegebenen Stoffe mit den Schäumen festgestellt werden. Ganz generell konnte darüber hinaus eine leichte Abhängigkeit des Schaumvolumens von der Temperatur festgestellt werden.

3D-Druck: gut und günstig!

von Pascal (Fachgebiet Arbeitswelt)

Das Ziel meiner Projektarbeit war es zu untersuchen, wie man es schafft, mittels eines Einsteiger-3D-Druckers gute bis sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Dafür wurden mehrere Druckkörper entwickelt und mit verschiedenen Parametern und verschiedenen Materialien auf einem 3D-Drucker hergestellt. Ebenfalls durchliefen einige dieser Körper Nachbearbeitungsprozesse, woraufhin alle Körper auf ihre Festigkeit hin untersucht wurden. Zentrale Aspekte meines Projektes sind hierbei die Untersuchung des Einflusses der relevantesten Parameter: Schichtdicke, Temperatur und Füllung sowie des Einflusses eines getrockneten Filaments.

Glyphosat – alternativlos?

von Ilka (Fachgebiet Arbeitswelt)

Bei meiner Projektarbeit geht es um verschiedene Methoden der Unkrautbekämpfung. Dabei steht im Fokus, anlässlich des anstehenden Auslaufes der Zulassung des Herbizidwirkstoffes Glyphosat, eine Alternative für den landwirtschaftlichen Gebrauch zu finden. Auf einem Testfeld wird hierzu die Anwendung von Glyphosat mit einer thermischen und einer mechanischen Bearbeitung verglichen. Als wie effektiv erweisen sich die Methoden? Wie hoch sind Kosten und Aufwand im Vergleich zum Nutzen? Und welche möglichen Einflüsse auf die Umwelt sind zu registrieren? Diese Fragen sollen im Rahmen der Projektarbeit geklärt werden. Im Idealfall lässt sich aus den Ergebnissen auch eine politische Lösungsmöglichkeit konstruieren.

Vitamin C-Gehalt in Vitaminpulvern

von Merle (Fachgebiet Biologie)

Im Zuge meiner Projektarbeit möchte ich mich genauer mit dem Vitamin-C-Gehalt von Vitaminpulvern beschäftigen, welche sich in den letzten Jahren besonderer Beliebtheit bei den Verbrauchern erfreuen. Auf den Verpackungen der unterschiedlichen Anbieter finden sich verschiedenste Angaben zu den Verzehrempfehlungen. Ich habe mich gefragt, inwiefern die Konsumierungsmethode Auswirkungen auf den Vitamin-C-Gehalt hat und ob es ggf. eine bestmögliche Methode gibt, um den höchsten Vitamin-C-Gehalt zu sich zu nehmen. Um eine Antwort darauf zu finden, werde ich verschiedene Konsumierungsmethoden simulieren und in Abhängigkeit davon die Vitamin-C-Konzentration mittels Photometrie bestimmen. Besonderer Fokus wird dabei vor allem auf die Parameter Temperatur, Zeit und Licht gelegt, da bekannt ist, dass diese Faktoren den Zersetzungsprozess von gelöster Ascorbinsäure beschleunigen.

Möglichkeiten und Grenzen der Insulinbehandlung bei Diabetes

von Line (Fachgebiet Biologie)

Diabetes Mellitus Typ 1 ist eine Autoimmunerkrankung, die das Zerstören der Betazellen des menschlichen Körpers durch das eigene Immunsystem hervorruft. Dadurch kann der Körper das lebensnotwendige Hormon Insulin nicht mehr bereitstellen und der Stoffwechsel des Betroffenen gerät außer Kontrolle. Bis heute ist Diabetes mellitus Typ 1 eine unheilbare Krankheit, wobei die Betroffenen dank der vielen Behandlungsmöglichkeiten mit verschiedenen Insulinen eine normale Lebenserwartung haben. Aber wie gut ist das künstliche Insulin eigentlich? Wie nah kommt die Wirkungsweise vom künstlichen Insulin an die des körpereigenen Insulins? Wie nah kann eine Blutzuckerverlaufskurve eines Diabetespatienten an die eines gesunden Menschen herankommen? Diese Fragen habe ich mittels mehrerer Versuchsreihen zum Vergleich der Blutzuckerkurven bei einem Diabetespatienten und gesundem Menschen untersucht und versucht zu beantworten.

Insekten als Proteinquelle!

von Judith (Fachgebiet Biologie)

In meiner Jugend Forscht-Arbeit behandele ich das Thema „Alternative Proteinquellen in der menschlichen Ernährung“. Hierzu stelle ich mir die Frage, ob Insekten hier eine Alternative darstellen und eine Proteinquelle der Zukunft werden können. Der Gelbe Mehlwurm wurde im Mai diesen Jahres in der EU als Lebensmittel zugelassen, weswegen ich in meiner Forschung zur Beantwortung meiner Frage den Proteingehalt von Mehlwürmern in Abhängigkeit von ihrer Ernährung analysiert habe. Es hat sich so gezeigt dass Mehlwürmer auch mit geringer Versorgung eine reichhaltige Proteinquelle darstellen.

Tinte – nicht nur zum Schreiben?

von Simon und Tobias (Fachgebiet Chemie)

Da die meisten von uns Füller in der Schule nutzen, haben wir uns überlegt, wie wir die Tinten noch einsetzen können. So haben wir überprüft, ob der Einsatz von blauer Tinte als pH-Indikator sinnvoll ist. Unser Fokus lag auf den blauen Schülertinten der bekanntesten Hersteller Pelikan, Lamy und Mont Blanc. Im Gegensatz zu anderen flüssigen pH-Wert-Indikatoren ist die Tinte, wie der Rotkohlsaft, kein Gefahrstoff, aber für uns Schüler jederzeit verfügbar.

Wir nutzen unterschiedliche Verfahren zur Analyse der Eigenschaften der Tinten. Um eine Eignung als Indikator zu überprüfen, haben wir eine pH-Wert-Reihe von 0 bis 14 erstellt. Die Änderung des pH-Werts der Tinte bewirkt oft eine sichtbare Veränderung der Farbe. Aufgrund der Ergebnisse haben wir uns überlegt, einen alternativen Tintenkiller zu entwickeln.

Strom aus Stroh!

von Finja (Fachgebiet Chemie)

In meinem Projekt geht es darum, die Frage zu beantworten, ob die Stromgewinnung aus Stroh mithilfe einer Biogasanlage möglich ist. Um diese Frage zu beantworten, werde ich mehrere kleine Biogasanlagen aus 5 Liter- Kanistern nachbauen und mit unterschiedlichen Energieträgern füllen. Bei der Reaktion in dem Kanister entsteht dann Gas, welches aufgefangen wird. So werde ich die Menge des entstehenden Gases vergleichen können, um Rückschlüsse zu ziehen. Um mein Ergebnis dann aber noch genauer zu machen, werde ich noch die Gaszusammensetzung mithilfe eines Gaschromatographen untersuchen. Denn die Gaszusammensetzung des entstandenen Gases hat eine große Auswirkung darauf, wie viel Strom aus dem entstandenem Gas gewonnen werden kann.

Rostvermeidung beim Boot

von Yannik (Fachgebiet Chemie)

Bei den alltäglich vorkommenden Formen von Edelstahl lässt sich zunächst mit bloßem Auge feststellen, ob die Oberfläche matt oder glänzend ist. Bei genauerer Betrachtung unterscheiden sich die Oberflächen in ihrer Rauheit. Die Arbeit beschäftigt sich damit, ob zwischen Oberflächenrauheit und Korrosionsbeständigkeit eine direkte Verbindung besteht und wie groß dieser Einfluss ist. Dabei müsste in der Theorie die Korrosionsbeständigkeit der glatteren Oberfläche kleiner sein. Ob dies in der Praxis auch so ist, wird experimentell überprüft. Dabei wurden mithilfe von einem Lasermikroskop die Unterschiede auf der Oberfläche der einzelnen Proben sichtbar gemacht, um diese differenziert vergleichen zu können. Im Experiment wurden dann zur Untersuchung die Proben in eine gesättigte Kochsalzlösung gelegt.

Das Löseverhalten von Essigsäure

von Henning (Fachgebiet Chemie)

Essigsäure ist ein vielseitiger und viel genutzter Stoff. Auch aus wissenschaftlicher Perspektive ist Essigsäure interessant, da sie sich mit Wasser, Alkohol, Ether, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Glycerin in jedem beliebigen Verhältnis mischt und zugleich dennoch gut in Heptan löslich ist. Dies ist interessant, da die genannten Stoffe deutlich unterschiedliche Polaritäten besitzen. Der Grund dafür ist, dass Essigsäuremoleküle in unpolaren Lösungen Dimere bilden können, bei denen sich die polaren Teile ausgleichen und es daher nach außen unpolar wirkt. Wie verhält sich Essigsäure jedoch, wenn man sie unpolaren und polaren Lösemitteln gleichzeitig aussetzt? In meiner Arbeit möchte ich das Löseverhalten und die Dimerbildung von Essigsäure mithilfe eines Ausschüttelverfahrens untersuchen.

Geoengineering als Lösung für den Klimawandel

von Michael (Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften)

Um eine Lösung für den Klimawandel zu finden, wurde Phytoplankton gezüchtet. Dadurch soll der Kohlenstoffdioxidanteil der Luft gesenkt und der Klimawandel aufgehalten werden. Der Klimawandel ist eine der größten Gefahren für den Planeten. Seit Jahrzehnten erzeugt der Mensch Tonnenweise Kohlenstoffdioxid durch die Industrialisierung und Globalisierung. Der Treibhauseffekt wird immer weiter verstärkt. Die globale Temperatur ist bereits um einen Grad Celsius angestiegen und wird zukünftig weiter ansteige. Das Ziel des Pariser Abkommen scheint kein Staat zu erreichen. Deswegen werden wir drastische Lösungen benötigen, um den Klimawandel aufhalten zu können. Geoengineering ist eine. Die Methode der Phytoplanktonzucht soll den Kohlenstoffdioxidanteil der Atmosphäre senken und den Kohlenstoff langfristig auf dem Meeresgrund speichern.

Regenwasserablaufproblematik in unseren versiegelten Städten 3.0

von Nina (Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften)

Die Versiegelung der Städte und die damit verbundenen Folgen wie Überschwemmungen nehmen stetig zu. Deshalb stellt sich mir nunmehr die Frage, inwiefern die Pflastersteine im städtischen Straßen- und Wegebau überhaupt als Maßnahme zur Eindämmung der Regenwasserablaufproblematik geeignet sind. Dies habe ich exemplarisch an den Gegebenheiten der Stadt Buchholz i.d.N. überprüft. Bislang nutzte ich u.a. Medizintechnik zur Simulation von Starkregenereignissen und führte als Erweiterung auch Kontaktwinkelmessungen an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) durch, um die verschiedenen Oberflächen auf ihr Benetzungsverhalten hin zu untersuchen. Im Rahmen meines diesjährigen Jugend forscht-Projekts habe ich nun Versickerungsversuche durchgeführt, die Aufschluss über das Versickerungsverhalten bei Vorhandensein von Fugen liefern.

Magnus-Effekt im Tischtennis

von Ansgar (Fachgebiet Physik)

Der Magnus-Effekts besagt, dass der rotierende Ball auf der einen Seite die Luft nach vorne und auf der anderen Seite nach hinten schiebt. Die Bewegung ist auf der einen Seite schneller als auf der anderen, da der Luftdruck auf einer Seite höher ist als auf der anderen. Die dadurch entstehende Kraft, welche senkrecht zur Geschwindigkeit und zur Achse der Winkelgeschwindigkeit wirkt, ist die sogenannte Magnuskraft. Durch jene wird die Flugbahn des Balls beeinflusst. Einfach gesagt wirkt die Magnuskraft also in die Richtung, in die der Ball rotiert. Durch mein durchgeführtes Experiment möchte ich beantworten, wie relevant der Magnus-Effekt für das Tischtennisspiel ist.

Kunterbunte Tinte

von Martje, Anna und Sarah (Fachgebiet Physik)

In unserem Projekt „Kunterbunte Tinte“ möchten wir herausfinden, ob die einfache Methode der Papierchromatographie bei der Identifizierung der Farbbestandteile von Tinte genauso aussagekräftig ist, wie die aufwändigere Methode mithilfe eines Spektralphotometers. Wir werden verschiedene Tintenfarben aus dem Handel erst mit der Chromatographie und anschließend mit einem Spektralphotometer testen und die Ergebnisse vergleichen.