Aufgrund der Covid-19 Pandemie findet die Bekanntgabe der Ergebnisse auf dieser Seite statt. In einem Video würdigt Wettbewerbsleiter Dr. Hendrik Stiemer die Teilnehmenden und ihre Projekte – aufgeteilt nach Fachbereichen. Herzlichen Glückwunsch an alle Siegerprojekte! Sie dürfen Ende März am Brandenburger Landeswettbewerb teilnehmen.
Einfach auf den jeweiligen Tab des Themengebiets klicken und informieren. Dort finden sich Zusammenfassungen der Projekte sowie eventuelle Preisgewinne.
Was wir wissen, ist ein Tropfen; was wir nicht wissen, ein Ozean. Isaac Newton
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Wir haben uns als Jugend forscht-Projekt, basierend auf dem Psychologieunterricht, die Erforschung des Zusammenhangs zwischen Motivation und Arbeitsleistung ausgesucht. Mit einem Fragebogen zur Messung der Motivation und einer Erfassung von verschiedenen Leistungsmotiven schaffen wir die Grundlage, um herauszufinden, ob beziehungsweise inwiefern ein Bedingungsgefüge existiert. Unser Ziel ist es, herauszufinden, ob man die Arbeitsleistung mit Hilfe einer höheren Motivation steigern und demzufolge auch wie die Menschen besser motiviert werden können. Wir verfolgen die Intention, andere Methoden zur Steigerung zu finden und damit der Arbeitswelt gegebenenfalls effizientere Arbeitsmodelle zu bieten. Diesen Test wollen wir in Schulen, Berufsschulen und in Betrieben durchführen lassen.
Oberflächenstrukturen nach Vorbild des Lotus. Strukturelle Besonderheiten von Oberflächen mit Lotuseffekt und ihre Funktionsweise. Anwendungsmöglichkeiten und Probleme des Lotuseffekts. Optimierung, Verbesserung und Anpassung des Lotuseffekts an verschiedene Nutzungsmöglichkeiten. Modell zur Kombination des Lotuseffekts mit einer Macro-Ridge Strukturierung.
In einem Modellnachbau werden Elemente des Modells so gesteuert, das es durch ein Smartphone bedienbar wird. Dabei werden Informationen über das Modell an den Bediener weitergegeben. Hier wird der Nutzer nicht von einer Begleitperson betreut, sondern durch das Modell selbst. Alle Informationen werden auf dem Smartphone dargestellt.
Mit dem Robotino von der Firma Festo wird in einem Museum der Guide ersetzt. Der Roboter vermittelt Inhalte über die Exponate. Der Nutzer wählt mithilfe einer Knopfes eine Museumstour und wird vom Robotino geführt. Er fährt autonom die Tour ab. An den entsprechenden Orten stoppt der Roboter und spricht. Dies wird zu einer unterhaltsamen Museumstour verknüpft. Der Robotino vermittelt die Informationen an die Teilnehmenden und bewegt sich vollautomatisch von der ersten bis zur letzten Station des Museums.
Die Jugend von heute: die Schule ignorierend, soziale Kontakte abbrechend, Viren und Trojanern schutzlos ausgeliefert - so zumindest die Ängste einiger Eltern, wenn sie an die “Generation Internet” denken. Dass diese Befürchtungen zu großen Teilen unbegründet sind und welchen Einfluss der Unterricht an einer MINT-Schule im Vergleich zu anderen Schulen bundesweit hat, zeigte eine Umfrage am Gauß-Gymnasium Frankfurt (Oder).
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Wir wollen einen Roboter bauen, der in festgelegten Arealen Populationen von Ameisen erfasst. Dies erfolgt mittels Bilderkennung einer nach unten gerichteten Kamera. Der Roboter fährt systematisch das Untersuchungsgebiet ab. Anschließend kann eine Karte erstellt werden, die zeigt, an welchem Ort wie viele Ameisen anzutreffen sind. Dies kann Aufschluss über die Ameisenbestände eines Waldgebietes geben. Es wird mit Python Tensorflow und Keras gearbeitet. Der Datensatz zum Trainieren der KI wird in brandenburgischen Wäldern erhoben.
In meiner neuen Arbeit untersuche ich die Entwicklung der Körpermasse von drei Fledermausarten im Jahresverlauf. Dabei werde ich mich auf die Großen Abendsegler, Rauhautfledermäuse und Mückenfledermäuse konzentrieren. Das Masseverhältnis wird zu den verschiedenen Jahreszeiten und während der Paarungszeit der einzelnen Arten untersucht. Außerdem beschreibe ich das Verhältnis der Geschlechter in den Jahreszeiten. Mir persönlich ist es wichtig, etwas für die Fledermäuse zu unternehmen, um das Artensterben zu minimieren. Es sollte langfristig eine Verbesserung der Lebenssituation für die Fledermäuse angestoßen werden. Ich wünsche mir, dass dieses Projekt zum Nachdenken anregt.
Nahezu jeder Mensch erfreut sich über eine bunte und blütenreiche Wiese in einer Stadt - doch diese werden immer mehr zur Seltenheit. Ebenso davon betroffen ist unsere Heimatstadt Frankfurt (Oder) im Osten Brandenburgs. In unserer Seminararbeit haben wir zwei Flächen mit unterschiedlicher Bodenaufbereitung untersucht, auf denen eine Saatgutübertragung durch Heumulch erfolgte. Dabei wurde ein reifer Grünlandbestand beerntet und das Mähgut zur Begrünung der Zielfläche verwendet. Die eine Zielfläche wurde gefräst, die andere vertikutiert. Für den optimalen Vergleich der Flächen untersuchten wir die Nelkenpopulationen. Die daraus resultierenden Daten lieferten uns eindeutige Ergebnisse zur besseren Bewirtschaftung des Bodens zur Förderung der Biodiversität. Unsere Untersuchungen sollen dazu beitragen, die bestmögliche Methode herauszufinden, um zukünftig auch in anderen Städten nachhaltig aus langweiligen Graslandschaften eine schöne und artenreiche Wiese zu machen.
Die Weibchen von Solitärbienen, wie der gehörnten Mauerbiene Osmia cornuta, müssen ihre Niströhren immer wiederfinden und eindeutig erkennen. Zur Orientierung beim Anflug nutzen sie optische Marken, müssen aber im Nahbereich ihre eigene Niströhre noch eindeutig identifizieren. Aus Verhaltens-Beobachtungen wurde geschlussfolgert, dass die Mauerbienen ihre Niströhren wahrscheinlich mit einem individuellen Duftstoff markieren. In meiner Arbeit möchte ich mit Verhaltensversuchen und GC/MS-Analysen diese Markierungs-Duftstoffe nachweisen und identifizieren. Bei den Verhaltensversuchen werde ich untersuchen, ob die Bienen ihre Röhre spezifisch erkennen und wo die Markierungsduftstoffe aufgetragen werden. Die Duftstoffe werden auf Papierstreifen gesammelt, die ich in die Niströhren einlege und somit von den Bienen markiert werden. Anhand einer GC/MS-Analyse werden die gesammelten Proben untersucht.
In unserem Projekt geht es um die Erforschung des Phyto- und Zooplanktons im Müllroser See in Frankfurt (Oder). Wir haben in einem Zeitraum von März bis September 2020 den Bestand der Kleinstlebewesen nachgewiesen und unsere ermittelten Werte anschließend mit früheren Jugend-forscht-Arbeiten zum selben Thema verglichen ("Untersuchung der Einflüsse der Ausbaggerung des Müllroser Sees auf die Entwicklung des Planktons 1997" und "Planktonuntersuchung am Müllroser See 2000"), um herauszufinden ob in den vergangenen 20 Jahren ein Artenrückgang stattgefunden hat.
Antibiotika werden sehr oft zur Behandlung von Krankheiten bei Menschen und in der Tierzucht verwendet. In der Aquakultur und der Landwirtschaft wird häufig das Antibiotikum Florfenicol verwendet. Durch die Abfälle gelangen größere Mengen in die Umwelt, wodurch sehr leicht resistente Keime entstehen können. Da für Florfenicol eine effiziente Inaktivierung nicht vorhanden ist, beschäftigte ich mich in dieser Arbeit mit der Inaktivierung von Florfenicol durch eine neu entdeckte Hydrolase. Mithilfe von molekularbiotechnologischen Methoden konnte ich die katalytische Aktivität der Hydrolase verbessern, die Enzymaktivität mittels Kernspinnresonanz (NMR)-Spektroskopie genauer charakterisieren und durch Immobilisierung an verschiedene Trägermaterialien ein Verfahren zur effizienten Inaktivierung von Florfenicol entwickeln.
Im Rahmen des Projektes "Bunte Wiesen" handelt mein Projekt von der Marienkäfererfassung auf einer Renaturierungsfläche in Neuberesinchen (Stadtteil Frankfurt (Oder)). Die Erfassung der Marienkäfer erfolgte durch eine Linienbonitur auf allen sechs Teilflächen zu vier Messtagen. Dabei wurde anhand der quantitativen Marienkäferzahlen die für die Marienkäfer beste Flächenbewirtschaftungsform von insgesamt sechs angewandten Bewirtschaftungsformen herausgefunden. Alle Ergebnisse wurden statistisch mit Hilfe des t-Tests gegen die Fläche, von der ausgegangen wird, dass sich dort die meisten Marienkäfer aufhalten, geprüft. Somit wurde die beste Flächenbewirtschaftungsform für die Marienkäfer ermittelt.
Terra Preta ist eine Erde, die bereits Urvölker im Regenwald nutzten. Sie gilt als besonders fruchtbar, da sie Pflanzenkohle enthält, die Nährstoffe sowie Wasser abspeichert und dauerhaft verfügbar macht. Wir haben uns über Terra Preta informiert & diese selbst hergestellt. Im vorherigen Projekt von 2020 haben wir das Wachstum von Hafer und Gras beobachtet. In diesem Jahr haben wir dies durch Bohnenpflanzen ergänzt und hierfür Größe, Keimrate und Wasserverbrauch der Pflanzen beobachtet und ausgewertet. Auch den Ernteertrag haben wir in Relation gesetzt, um hier ebenfalls Unterschiede festzustellen. Wir haben uns außerdem damit auseinandergesetzt, inwiefern die Terra Preta die aktuellen Probleme des Klimawandels toleriert bzw. diesem sogar aktiv entgegenwirken kann. Des Weiteren haben wir auch diskutiert, ob diese Erde in der modernen Landwirtschaft zum Einsatz kommen könnte.
In unserem Projekt wollen wir herauszufinden, ob ein Kleber aus rein natürlichen Stoffen einen chemischen Kleber ersetzen kann. Dabei geht es uns besonders um die Klebkraft. Allerdings wollen wir auch versuchen andere Faktoren zu verbessern z.B. Farbe, Geruch, Wasserresistenz. Um unsere Ziele zu erreichen, werden wir mit klebrigen Materialien aus der Natur einen Basiskleber herstellen und diesen dann optimieren.
In unserem Projekt geht es darum, ein Pizzateigrezept zu optimieren bis die Ziele, die wir uns vor dem Forschen gesetzt haben, erreicht sind. Dafür fangen wir mit einem Internetrezept an und optimieren es immer mit eigenen Erfahrungen, logischen Ideen oder Tipps aus dem Internet. Bei jedem Versuch, einen Teig zu backen, schauen wir uns das Ergebnis an und überlegen, was wir beim nächsten Versuch anders machen wollen. Wir verändern also jedes Mal, wenn wir einen Pizzateig machen, einen Faktor, um sich unseren gesetzten Zielen zu nähern.
Wir forschen im Rahmen des Schwerpunkt-Unterrichts am Thema " Wölfe in Brandenburg ". Dazu haben wir im Internet recherchiert, den örtlichen Förster interviewt und selbst nach Spuren im Wald Hangelsberg gesucht.
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Das vorliegende Projekt handelt von einer Flüssigkeit namens Aquafaba. Diese Flüssigkeit wird aus Konserven von Bohnen, Linsen oder Erbsen gewonnen und lässt sich, ähnlich wie Eiweiß, zu einer steifen und luftigen Masse aufschlagen. Viele Veganer nutzen das Aquafaba als Eiweiß-Ersatz, um damit vegane Varianten von Mousse au Chocolat oder Baiser herzustellen. Da sich beide Flüssigkeiten ähnlich verhalten und Erbsen, wie z. B. Kichererbsen, viel Protein enthalten, liegt der Gedanke nicht weit entfernt herauszufinden, wie viel Protein in den beiden Substanzen enthalten ist. Um die Proteinmenge quantitativ zu bestimmen, wurde der Lowry-Test verwendet. Damit konnte herausgefunden werden, wie gut das Aquafaba als Eiweiß-Ersatz fungiert.
Wir beschäftigen uns mit der Abbaubarkeit von dem Kunststoff Polymilchsäure (PLA) und beziehen dabei andere Kunststoffe zum Vergleich mit ein. Wir führen seit rund einem Jahr wöchentliches Protokoll, über die Gewichtsveränderung von PLA- Joghurtbechern im Kompost. In dieser Arbeit wollen wir die effiziente Abbaubarkeit von PLA nachweisen. Wir haben uns für dieses Projekt entschieden, aufgrund unseres naturbewussten Interesses.
In meiner Freizeit beschäftige ich mich mit Motoren und Fortbewegungsmitteln im Allgemeinen. So bin ich auf die Idee gekommen, im Rahmen meines Jugend forscht Projekts zwei verschiedene Modellautos zu vergleichen. Diese sind von der gleichen Marke und in etwa gleich teuer. Ich untersuche ein Elektromodellauto mit einem Nickel-Metallhydrid-Akkumulator als Energiequelle und ein Verbrennermodellauto, welches mit einem Methanol-Nitromethangemisch betrieben wird. Dabei ermittle ich durch Recherchen, Experimente und Rechnungen folgende Größen: Lautstärke, Masse, Höchstgeschwindigkeit, Durchschnittsgeschwindigkeit, Reichweite, Verbrauch und Verbrauchskosten. Die beobachteten Unterschiede erkläre ich mit der Funktionsweise der jeweiligen Antriebssysteme. Ich finde den Vergleich auch interessant, weil die Konkurrenz zwischen Pkws mit Verbrenner- und Elektromotor immer größer wird.
Als es im Winter sehr kalt war, ist mir aufgefallen, dass sich mein Handy besonders schnell entladen hat. Dieses Problem kennen wahrscheinlich viele von uns. Ich will herausfinden, wie sich niedrige Temperaturen auf die Leistungsfähigkeit unserer Handy-Akkus auswirken. Dazu verfolge ich bei Akkus von einem Android- und einem iOS-Handy während des Entladevorgangs die Spannung, die Stromstärke und die Akkutemperatur. Aus den Messwerten berechne ich anschließend in Excel die Momentan-Leistungen und die übertragenen Ladungs- und Energiemengen. Um die Temperaturabhängigkeit zu untersuchen, führe ich alle Messreihen bei Raumtemperatur 25 Grad Celsius, Kühlschranktemperatur 5 Grad Celsius und Gefrierschranktemperatur minus 15 Grad Celsius durch. Zur Erklärung der Ergebnisse beziehe ich mich auf den Aufbau und die Funktionsweise der Lithiumionen-Akkumulatoren.
Knaller und Raketen sind für viele für uns beim Feiern von Silvester nicht wegzudenken. Sie geraten aber immer wieder in Kritik, weil sie Unmengen von Müll und Feinstaub verursachen und deshalb eine Belastung für die Umwelt darstellen. Wir wollen den Feuerwerksspaß auf eine umweltfreundliche Weise möglich machen. Dafür entwickeln, testen und vergleichen wir eine Isobutanknallgasbüchse, einen Knallgasböller, eine Kaltwasserrakete mit Ton- und Lichteffekten, eine Isobutanwasserrakete und eine Knallgaswasserrakete. Um die Knallgasfeuerwerkskörper auch in freien Geschäften erwerben zu können, bauen wir außerdem eine alkalische Brennstoffzelle aus Alltagsgegenständen, die jeder günstig kaufen kann.
Handelsübliche Sofort-Kälte-Kompressen sind Wegwerfprodukte und deshalb wenig umweltfreundlich. Wir entwickeln umweltfreundlichere Coolpacks, die man mit wenig Aufwand regenerieren kann. Das erste Modell ist besonders kostengünstig. Es enthält eine Harnstoff-Wasser-Kühlmischung und eine Außenhülle aus Polyethylen und Nylon, die man absolut wasserdicht verschließen und wieder öffnen kann. Die Regeneration erfolgt über mehrere Tage auf einem Bügeleisen. Das zweite Modell ist besonders schnell regenerierbar. Es enthält eine Kaliumiodid-Wasser-Kühlmischung und eine Außenhülle aus Silikonkautschuk. Zur Regeneration setzen wir ein selbst gebautes Heizgerät ein. Um zu vermeiden, dass beim schnellen Regenerieren auf hoher Temperatur Kaliumiodid verloren geht, haben wir einen speziellen Gore-Tex-Verschluss entwickelt, der nur für Wasserdampf durchlässig ist. Zum Vergleich der beiden Modelle untersuchen wir die Kühlwirkung und die Regenerierbarkeit bei vielfacher Benutzung.
Die Herstellung von Alltagsmaterialien basiert hauptsächlich auf tierischen oder pflanzlichen Produkten. Sind regenerierbare, lederähnliche Materialien ohne tierische Produkte machbar? Mit dieser Frage beschäftigt sich dieses Projekt. In diesem Projekt wurde ein mögliches Material auf seine Eigenschaften und deren Optimierung untersucht.
In unserer Seminararbeit haben wir untersucht, ob abbaubare Kunststoffe Alternativen für herkömmliches Plastik sein können. Viele Alltagsgegenstände aus Plastik werden, der Umwelt zu Liebe, aus dem Sortiment genommen. Doch wir wollen mit unserer Seminararbeit daraufsetzen, dass Alltagsgegenstände aus abbaubaren Kunststoffen ersetzt werden, als sie komplett abzuschaffen. Das Ziel unserer Arbeit war für uns, zu schauen, wie gut sich abbaubare Kunststoffe als Ersatzprodukt eignen, indem wir zum Einen deren Gebrauchseigenschaften überprüft und andererseits die Entsorgungsmöglichkeiten getestet haben. Zugprüfungen, welche wir durchgeführt haben, waren die Zugfestigkeit, das Elastizitätsmodul und die Bruchdehnung. Diese Versuche haben wir im Fraunhofer IAP durchgeführt. Zudem haben wir sehr viele Experimente durchgeführt.
Unser Projekt handelt im Rahmen des Themas "Nachhaltigkeit" und stellt die Brennstoffzelle als nachhaltige Energiequelle vor. Dazu haben wir uns mit der Geschichte und der Bedeutung der Brennstoffzelle befasst, um bewerten zu können, inwiefern sie als nachhaltig gilt oder es in Zukunft noch werden könnte. Um einen tieferen Einblick in die Arbeitsweise einer Brennstoffzelle zu erhalten, haben wir in Zusammenarbeit mit der TH Wildau eine enzymatische Bio-Brennstoffzelle hergestellt und getestet. Diese zeigt eine sehr spezifische Anwendung der Brennstoffzelle, da sie als Betreiber medizinischer Implantate, wie beispielsweise einem Herzschrittmacher, eingesetzt werden kann. Anhand der Recherche und der Arbeit an der Bio-Brennstoffzelle konnten wir nun bewerten, ob die Brennstoffzelle nachhaltig ist und inwiefern dieser nachhaltige Aspekt bereits zum aktuellen Zeitpunkt umgesetzt wird.
Zu meinem letzten Geburtstag wurde mir farbloses Zwei-Komponenten-Epoxidharz zum Basteln geschenkt. Dazu erhielt ich eine geringe Auswahl an alkoholbasierten Farben. Da in unserem Garten viele verschiedenfarbige Blumen blühten, kam ich auf die Idee, selbst Farbe aus Blütenblättern herzustellen, mit denen ich das Harz färben kann. Dazu sammelte und trocknete ich die Blütenblätter vieler verschiedener Pflanzenarten zunächst, die Farben will ich mit verschiedenen Lösungsmitteln extrahieren. Ich werde die Farbe darauf testen, wie sie in Verbindung mit Epoxidharz reagieren, außerdem habe ich vor, diese Farben auf Hitze- und Kälteresistenz sowie Lichtbeständigkeit zu testen. Ich werde auch untersuchen, ob sich diese Farben als Indikatoren eignen. Eine Chromatographie will ich ebenfalls durchführen, um die Bestandteile der Farben vergleichen zu können. Die Ergebnisse werde ich unter chemischen Aspekten vergleichen.
Um sich vor Corona zu schützen ist das Tragen von Masken unerlässlich. Es wurden Experimente zum Gasaustausch des Filtermaterials von verschiedenen Maskentypen angelegt. Beim Einatmen vermischen zunächst Restgase von der letzten Ausatmung (CO2) aus dem Masken- und dem natürlichen Totraum (Nase, Mund, Luftröhre) in die eingeatmete frische Luft. Diese „Mischgase“ werden mit trägen Sensoren gemessen und ergeben ein Sauerstoff-Defizit und einen Kohlenstoffdioxid-Überschuss, was nicht real ist, weil die großen Mengen Frischluft nicht schnell genug erfasst werden. Deshalb wurden zusätzlich die Blut-Sauerstoffwerte mit einem Pulsoximeter gemessen. Unser Körper reagiert beim Atmen unter der Maske mit erhöhter Atemkraft bzw. höheren Atemraten, wie es die Messungen mit einem elektronischen Atemgürtel bei Ruhe und Belastung ergaben und schafft es tatsächlich, die Blut-Sauerstoffwerte relativ konstant zu halten.
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Starkes Bevölkerungswachstum, zunehmende Urbanisierung und der Wunsch nach nachhaltig produzierten Lebensmitteln stellen die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Um den Anforderungen einer modernen, nachhaltigen Stadt gerecht zu werden, wird versucht, Lebensmittelproduktion in das Stadtgebiet zu integrieren, wobei die landwirtschaftlichen Möglichkeiten in urbanen Räumen aufgrund des akuten Platzmangels und der hohen Bodenpreise stark begrenzt sind. Scheinbar ist für die Landwirtschaft in Städten kein Platz; doch genau um diese Problematik zu lösen wurde das Konzept des Rooftop Farmings entwickelt. Dieses ermöglicht die landwirtschaftliche Erschließung bisher ungenutzter Flachdächer. Gepaart mit effektiven Anbaumethoden, z.B. Hydroponik, können Probleme konventioneller Landwirtschaft gelöst und neue Potentiale realisiert werden. Um Begegnungsareale sowie Freizeit- und Lehrmöglichkeiten zu schaffen, haben wir ein eigenes hydroponisches Rooftop Farming Konzept für Bernau entwickelt.
Vor zwei Jahren waren wir mit dem "Creativ Zentrum Haus am Anger" auf einem Jugendaustausch in Israel. Als wir im Toten Meer schwammen haben wir die vielen Salzkugeln bemerkt, die sich auf dem Grund befanden. Das war aber nicht an jedem Strand so. Außerdem sprachen wir über Probleme, die den Zustand des Toten Meeres betraf und über mögliche Vorhaben einer Auffüllung. Wieder in Deutschland beschäftigten wir uns nun konkreter mit folgenden Fragestellungen: Bestehen Unterschiede in der Zusammensetzung vom Salz, welches direkt vor Ort entnommen zu dem "Salz aus dem Toten Meer", welches in Deutschland gekauft werden kann. Welche Ursachen bestehen für die Kugelbildung des Salzes am Boden des Toten Meeres an einigen Badestellen? Warum sollte es ökologische Probleme geben bei einer Vermischung von Meerwasser beim Auffüllen des Toten Meeres?
In meiner Arbeit wird der Zusammenhang von Solar Flares und kosmischer Strahlung dargelegt. Um den Zusammenhang untersuchen zu können, werden Daten des Projekts SOFIE des DLR, Daten über die radioaktive Umgebungsstrahlung des Bundesamts für Strahlungsschutz sowie unterschiedliche Datensätze von verschiedenen Experimenten, welche über die von DESY bereitgestellte Website Cosmic@Web zur Verfügung gestellt werden, verwendet. Meine Arbeit stellt eine Erweiterung meiner Arbeit des letzten Jahres dar. Es wurde in meiner letzten Arbeit der Zusammenhang von Solar Flares und der radioaktiven Umgebungsstrahlung in einem kurzem Zeitraum erforscht, in dieser Arbeit wird die Auswirkung eines Solar Flares auf die Kosmische Strahlung über einen längeren Zeitraum erforscht.
Im Mittelpunkt meiner Projektarbeit steht die Sonnenaktivität und ihre Analyse. Hierzu habe ich mit der Software "Sunmap" das Flächenverhältnis der Sonnenfleckenpenumbra und -umbra untersucht sowie mit Weißlichtfotos der Sonne die Sonnenfleckenrelativzahl und mit Grafiken der Sonne im H-alpha-Licht die H-alpha-Relativzahl bestimmt. Mit einem Kalzium-K-Linienfilter wurden in der Sternwarte der Schule Aufnahmen der Sonne in der Emissionslinie des Kalziums getätigt und diese anschließend mit den anderen Relativzahlwerten verglichen, da es für die CaK-Linie keine Formel zu einer Relativzahlbestimmung gibt. Ziel und gewünschtes Endergebnis dieser Arbeit war zum einen der Beweis, dass alle Relativzahlwerte die gleichen Ergebnisse liefern und zum anderen, dass eine derartige Formel zur Kalziumemissionslinie aufgestellt wird. Zudem sollte ein Rückschluss auf einen möglichen Zusammenhang der Vermessung des chromosphärischen Netzwerks und der Relativzahlen getroffen werden.
In unserer Seminararbeit haben wir uns mit dem Thema der nachhaltigen Gestaltung eines Strandabschnittes des ehemaligen Restloches 29 in Schwarzheide beschäftigt. Dabei sind wir auf die Vorgeschichte des Standortes und auf die Bebauung benachbarter Abschnitte des Südsees eingegangen. Ein weiterer elementarer Bestandteil unserer Arbeit war die eigene Gestaltung eines Strandabschnittes, bei der insbesondere auf umweltbewusste und nachhaltige Aspekte geachtet wurde.
Wir sind eine der Umweltgruppen des Creativen Zentrums und beschäftigen uns neben dem Kennenlernen und Durchführen von chemischen und physikalischen Experimenten auch mit unserer nächsten Umgebung. So wird in jedem Jahr im Sommer eine WasserRadWoche durchgeführt. Wir fahren von Gewässer zu Gewässer, zeichnen und fotografieren und machen kleinere Wasseruntersuchungen. Wir kennen also unseren Falkenhagener See! Nun passierte vor drei Wochen ein Umweltskandal. Aus einer riesigen Baugrube direkt am See wurde ungefiltertes Zementwasser aus einer Baugrube in den See geleitet. Das kleine Umweltlabor des Creativen Zentrums wurde um Hilfe gebeten und so haben wir sofort Wasserproben und Zement-Sandproben von der Einleitungsstelle des Sees geholt. Diese Proben wurden nun photometrisch auf Wasserhärte und Chrom untersucht und der Säuregrad sowie die Leitfähigkeit als Indikatorparameter gemessen. Diese Daten wurden über mehrere Wochen mehrfach aufgenommen, dokumentiert und ausgewertet.
Jährlich werden in der Sommerzeit die Fadenalgen im Anger mehr. Dies stellt bei den meisten Kleinstgewässern ein Problem dar, denn sie führen zur Beschattung und damit zur Beeinträchtigung des Sauerstoffgehaltes im Wasser, was Folgen für Wasserpflanzen und Tiere hat. Algen sinken im Winter auf Grund und führen zu einem Nährstoffeintrag und einer Erhöhung der Bodenschlammschicht. Seit Jahren versuchen Kursteilnehmer die Fadenalgen aus dem Anger zu entfernen. Mit Booten und Harken, mit Keschern und zuletzt mit einer selbstgebauten Holzvorrichtung, welches nach einem bestimmten Muster über den Anger gezogen wurde. Die an den Nägeln hängenden Algen wurden kompostiert und brachten gute Erde, siehe Arbeit 2017. Dieses Vorgehen war allerdings so aufwendig, dass wir über eine erneute Optimierung nachdachten und den ferngesteuerten Prototyp eines Algenfängers bauten. Über Vorgehensweise, Entwicklungsideen, Funktionsweise soll berichtet werden.
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Wenn morgens der frisch gebrühte Kaffee oder Tee noch zu heiß zum Trinken ist, man aber schnell zur Arbeit muss - was macht man dann? Anstatt den Tee wegzuschütten oder mitzunehmen, könnte man auch andere Methoden anwenden. In meinem Projekt erforsche ich, welche Verfahren geeignet sind, heiße Getränke möglichst schnell abkühlen zu lassen. Um das herauszufinden, habe ich verschiedene Möglichkeiten experimentell untersucht - darunter Pusten, Umrühren und das Hineinstellen eines Aluminiumlöffels in die Tasse. Ich habe herausgefunden, welche Methoden wirklich effektiv sind, und erkläre meine Ergebnisse ausgehend von Grundlagenwissen aus dem Bereich der Thermodynamik.
Hybridraketen kombinieren die Vorteile von Feststoff und Flüssigraketen, dennoch sind sie selten anzutreffen und werden fast nie in wissenschaftlichen Systemen gefunden. Mittels eines eigenen Testmotors möchte ich herausfinden, ob die Hybridraketen eine gute und kostengünstige Alternative für Feststoffraketen darstellt. Außerdem steht die Optimierung des Antriebes und der Formeln im Mittelpunkt. Hierbei wird der Motor auf einem Teststand geprüft und analysiert.
Auf Basis des 2018 begonnen Projektes zur Untersuchung der Schallgeschwindigkeit, habe ich 2019 eine Testversion eines Holztomographen mit Piezosensoren vorgestellt. Ich bin der damaligen Empfehlung der Jury gefolgt und habe ein mobiles Endgerät mit Touchscreen und Sensoren für den Einsatz im Wald konstruiert. Die beiden Softwarepakete, für die Steuerung der Arduino-Sensoren und die Auswertesoftware auf einem Raspberry sowie die Schnittstelle habe ich vollständig überarbeitet und vereinfacht.
Der Klimawandel bedroht die Menschheit, die Verbrennung von fossilen Brennstoffen beschleunigt die Erderwärmung durch den Ausstoß von CO2. Erneuerbare Energiequellen wie Sonnenenergie werden immer wichtiger, können aber den Energiebedarf der Menschheit derzeit nicht decken und müssen effizienter werden. Hier beschreiben wir die SOS – eine selbst-optimierende Solaranlage, die sich autonom immer so zur Sonne stellen kann, um die Energieausbeute zu maximieren. Wir bauen einen Prototyp, der die Position der Solarzelle um zwei Achsen unabhängig drehen kann. Wir motorisieren die SOS und entwickeln Elektronik, um generierte Spannung in einen Computer einzulesen und um die Motoren mit dem Computer steuern zu können. Schließlich entwickeln wir Software, mit der die SOS autonom wird und sich selbst optimal zur Sonne richtet. Wir hoffen, dass Erfindungen wie die SOS in Zukunft helfen können, den Klimawandel einzudämmen
Im Folgenden finden sich die Projekte und Teilnehmenden:
Neue wissenschaftliche Erkenntnisse werden oft erst durch neue Technologien möglich. Dieses Projekt knüpft an die zunehmende Automatisierung der Wissenschaft an und bringt ein vielseitig einsetzbares Gerät zur Untersuchung von Pflanzen hervor. Es wird eine Maschine gebaut, in deren Innenraum Pflanzen zur Untersuchung gegeben werden können. Die Maschine kann Umweltbedingungen wie Temperatur, Bodenfeuchtigkeit und Beleuchtung im Untersuchungsraum einstellen. Außerdem misst sie, wie groß eine Untersuchungspflanze gewachsen ist. Die Maschine kann für verschiedenste Untersuchungszwecke individuell programmiert werden. Um ein solches Gerät zu bauen, werden verschiedene technische Komponenten erprobt und in Systemen verbunden. Ein Untersuchungsgerät mit speziellen Eigenschaften entsteht. Nach dem Bau wird die Maschine angewandt, um die Effekte von Kaffeegrund auf Pflanzenwachstum zu untersuchen. Dabei erweist sich die Konstruktion als praxistauglich.
Der Backassistent ist eine Kombination eines elektrischen Backofens mit einer Software auf einem Arduino, die den Backprozess über Sensoren steuern. Ein Verbrennen des Brat- oder Backgutes, vielleicht mit Feuerwehreinsatz, ist dann unmöglich! An einem herkömmlichen Backautomaten wurden Sensoren für Kohlenstoffdioxid und die gesamten flüchtigen organischen Substanzen TVOC angeschlossen, letzterer erfasst den Backgeruch! Mit einem Thermoelement ermitteln wir die Backtemperatur. In der Forschungsphase wird alles mit dem PC kontrolliert, dagegen ist in der Anwendungsphase nur noch ein Arduino erforderlich, der eine Abschaltung bei einem CO2- oder TVOC-Optimum veranlasst. Das wäre als Nachrüstbausatz oder als Standard für Backgeräte denkbar. Der Hauptvorteil gegenüber einem Timer ist, dass der Assistent die Reife des Backvorganges erkennt, während die Zeitschaltuhr vom „Anwender“ gleiche Rezepturen und gleiche äußere Bedingungen beim Backen erfordert.
Wir wollen den OBUS-Fahrern das Problem abnehmen, dass sie jedes mal, wenn sich die Stangen entdrahtet haben, die Fahrer aussteigen müssen und diese neu einfädeln. Unser Team möchte dieses Problem lösen, indem wir dieses Einfädeln automatisieren. Das Problem des Entdrahtens tritt vorzugsweise an scharfen Kurven, Weichen und Kreuzungen auf. Unser Modell nutzt die Fahrleitung nur auf den geraden Abschnitten (straight) und bezieht dort sowohl den Fahrstrom als auch die Ladeenergie aus dem Netz. Da Unser Busmodell über einen Akkumulator verfügt, kann es die Kurvenfahrten im Batteriebetrieb ausführen. Wir haben für den Bau eines Modells Sponsormittel bekommen und hoffen so, das Modell zu vervollständigen, damit das Prinzip demonstriert werden kann. Wir benötigen für die Servos eine Bluetooth-Fernsteuerung und wollen dies mit einem Arduino-Nano realisieren.
Wälder sind wichtig für alle Lebewesen. Die Fällung von Wäldern in der ganzen Welt beschleunigt den Klimawandel, viele Pflanzen- und Tierarten sterben und werden ausgerottet. Verantwortlich dafür sind die Abholzungen für den Ackerbau, die Forstwirtschaft, der Städtebau, Rohstoffabbau von Bodenschätzen und Waldbrände. In Deutschland verbraucht jeder Mensch durchschnittlich 243 kg Papier/Jahr. Um den Jahresbedarf von drei Menschen zu decken, braucht man eine 25 m hohe Fichte. Mit meinem Projekt möchte ich helfen, dass weniger Bäume für die Papierherstellung gefällt werden müssen. Ich stelle Papierproben aus verschiedenen Pflanzen her und erforsche, welche Pflanzenart besonders geeignet ist. Ich experimentiere mit unterschiedlichen Verfahren zur Papierherstellung. Dann teste ich die Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten der Papierproben. Mein Ziel ist es, weniger herkömmliches Papier zu verbrauchen und mit dem hergestellten Papier Alternativen für dessen Verwendung aufzuzeigen.
Corona bedingt gab es Übernachtungsverbote in Hotels und Pensionen und auch Campingplätze blieben geschlossen. Damit sollte die ungehemmte Ausbreitung von Covid-19 verhindert werden. Vor allem junge Leute suchten nach Alternativen, um gefahrlos Urlaub machen zu können. Viele entschieden sich für kurze Übernachtungstrips mit dem Auto. Alles was man für ein Wochenende braucht wurde ins Auto gepackt, das Auto auf einem schön gelegenen Parkplatz abgestellt und dann im Auto geschlafen. Zum Problem wurden heiße sonnige Tage, an denen sich der Innenraum des Autos unkontrolliert aufheizt. Das kann zu lebensbedrohlichen Situationen führen. Ich konstruiere ein System, dass bei Überhitzung des Autoinnenraumes die Insassen warnt, indem es einen Alarm auslöst. Dazu nutze ich ein Solarpanel als Stromquelle, einen Signalgeber und einen Temperatursensor, der mit einem Minicomputer verbunden ist. Diesen programmiere ich so, dass er bei einer festgelegten Temperatur einen akustischen Alarm auslöst.
Ziel unseres Projektes ist die Ansiedlung von Wildbienen und anderer Insekten auf einer Wiese mitten in der Stadt. Durch enge Bebauung und das Abmähen von Grünstreifen finden Insekten in der Stadt kaum noch Lebensräume. Wildbienen benötigen Nahrung und einen Brutplatz, um sich anzusiedeln. Letztes Jahr haben wir einen Aussaatwagen gebaut, der in einem Arbeitsschritt vertikutiert und säet. Wir benutzten ihn, um Versuchsfelder auf einer Rasenfläche in Blühwiesen zu verwandeln, die Insekten als Nahrung dienen. Wir bauten Nisthilfen für Wildbienen und andere Insekten. Sie mussten spezielle Anforderungen erfüllen. Sie sollten wetterfest sein, einen Schutz gegen Fressfeinde bieten und wenig Angriffsfläche für Zerstörung bieten. Deshalb untersuchten wir die Materialeigenschaften unter verschiedenen Bedingungen. Wir testeten den Einfluss verschiedener Temperaturen, Feuchtigkeit sowie äußerer Krafteinwirkung. Aus den Materialien mit den besten Ergebnissen bauten wir die Nisthilfen.
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Superfoods wie zum Beispiel Algen erobern gerade die Welt. Sie haben einen besonders hohen Gehalt an Nähr- und Mineralstoffen sowie Vitaminen oder wertvollen Fettsäuren. Algen enthalten Kalzium, Magnesium, Kalium, Zink, Selen und Eisen in hohen Konzentrationen und sind reich an Vitamin A, C und E sowie Niacin und Folsäure. Makroaalgen gibt es frisch als Salat und Mikroalgen in getrockneter Form zu kaufen. Wir haben uns überlegt, wie man zuhause frische Mikroalgen züchten kann, um sie als Nahrungsergänzung oder Körperpflegeprodukt zu verwenden. Dabei war uns wichtig, dass die Algenfarm auf ein Fensterbrett passt, schön aussieht und sich leicht bedienen lässt. Zuerst bauen wir ein Modell aus alten Plastikeimern. Wir untersuchen, ob die Algenfarm funktioniert, indem wir im 3-Wochen-Takt das Wachstum der Algen mithilfe einer Blutzählkammer dokumentieren. Aus Styropor bauen wir am Ende verschiedene Prototypen unserer Algenfarm, die dann nachgebaut werden können.
