Jugend forscht 2011

 

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Regional- und Landessieg im Fachgebiet Biologie

Pharmakologische Wirkung mediterraner Pflanzen

Phillip Graef Dominik Zetschok und Jonas Fink

jufo11 graef zetschok fink 350Das Gebiet der Antibiotikaforschung hat viele Facetten, wodurch die drei 19-jährigen Phillip Graef, Dominik Zetschok und Jonas Fink vom Maria von Linden-Gymnasium, Calw zur eigenen Forschung angeregt wurden. Die mediterrane Zistrose besitzt eine nachgewiesene Wirkung auf zahlreiche Krankheitserreger und nun sollte herausgefunden werden, ob es noch weitere mediterrane Pflanzen gibt, die eine analoge Wirkung aufweisen.

Nachdem die Freunde eine Vielzahl von Pflanzen in Spanien und in Italien gesammelt hatten, wurden diese bestimmt, getrocknet, zerkleinert und in einer selbstgebauten Wasserdampf-Destillationsapparatur destilliert. Nach verschiedenen Verfahrenswechseln konnten sie dann durch Mikrotitertestsbei mehreren Destillaten und Suden eine antibakterielle Wirkung nachweisen.

Betreuer: Robert Gegler-Tautz und Daniela Weide

 

 

Regionalsieg im Fachgebiet Chemie

Entwicklung eines Deodorants auf pflanzlicher Basis

Philipp Graef Dominik Zetschok und Philip Watson

jufo11 graef zetschok watson 350Die Arbeit von Phillip Graef, Dominik Zetschok und Philip Watson, 19-jährige Schüler des Maria von Linden-Gymnasiums, beschäftigt sich mit der Frage, wie der unangenehme Schweißgeruch, der durch Stoffwechselprozesse verschiedener Bakterien entsteht, (ohne die natürliche Transpiration zu stoppen) verhindert werden kann. Sie haben sich entschieden auf der bakteriellen Ebene anzugreifen und zwar mit Hilfe von antibakteriell wirksamen Pflanzen bzw. deren Sude.

Die gewonnenen wirksamen Extrakte, sowie wohlriechende Aromen und Farbstoffe, wollen die vier Freunde nun im weiteren Verlauf in Kooperation mit der Firma Börlind in Calw-Altburg als Grundlage zur Herstellung eines Deodorants verwenden.

Betreuer: Robert Gegler-Tautz und Gila Schaber

 

 

Regionalsieg im Fachgebiet Physik und 2. Platz beim Landeswettbewerb im Fachgebiet Chemie

Untersuchung der Reaktionsgeschwindigkeit von chemischen Reaktione

Bianca Walter und Alina Renz

jufo11 renz walter 350Nachdem sich die beiden 18-jährigen Alina Renz und Bianca Walter vom Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold zuerst für Chemieangemeldet hatten, wurden sie von den Juroren in das Fachgebiet Physik eingestuft. Im Unterricht haben sie qualitative Versuche auf dem Gebiet der Reaktionskinetik durchgeführt, jedoch haben sie sich besonders dafür interessiert, wie man diese quantitativ beschreiben kann. Dazu mussten sie die Geschwindigkeitskonstanten verschiedener Reaktionen unter verschiedenen Bedingungen bestimmen.Insbesondere haben sie die Regel, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei Erhöhung der Temperatur um 10 Grad verdoppelt, auf ihre Gültigkeit untersucht und festgestellt, dass diese nur bei einer bestimmten Aktivierungsenergie stimmt. Ihre Untersuchungen haben sie am Beispiel der Reaktion von Kristallviolett mit Natriumhydroxid mit Hilfe der zeitabhängigen Absorptionsspektroskopie eindrucksvoll mit Experimenten untermauert.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Regionalsieg im Fachgebiet Arbeitswelt, Sonderpreis der Deutschen Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung und 2. Platz beim Landeswettbewerb (Schüler experimentieren)

Karatbestimmung von Edelsteinen in antiken Schmuckstücken

Luca Zipfel und Jan Kreimeyer

jufo11 zipfel kreimeyer 350Die zerstörungsfreie Bestimmung der Masse von Edelsteinen in antiken Schmuckstücken ist ein großes Problem. Dies erfuhren wir bei Kooperationsgesprächen mit dem Schmuck-museum in Pforzheim. Der 13-jährige Jan Kreimeyer und der 14-jährige Luca Zipfel aus dem Christophorus-Gymnasium Altensteig hatten die Idee, mithilfe von hochauflösenden Fotografien dreidimensionale Modelle von Schmuckstücken auf dem Computer zu erstellen, um die Volumen der Steine zu berechnen.Ist die Dichte der Edelsteine bekannt, kann daraus die Masse berechnet werden. Um die Dichte der Steine zu bestimmen, wird die genaue Zusammensetzung mittels Röntgenfluoreszenz-Analyse ermittelt.Das Verfahren wurde zunächst an einem „Normring“ durchgeführt, bei dem Masse und Volumen der einzelnen Komponenten bekannt sind. Nach dem erfolgreichen Test wurde es dann bei antiken Ringen angewandt.

Betreuer: Michael Bakircioglu und Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Regionalsieg im Fachgebiet Technik

Weiterentwicklung des thermolytischen Polyethylen-Diesel-Konverters

Max Widemann und Theo Maulbetsch

jufo11 maulbetsch widemann 350Die beiden 17-jährigen Theo Maulbetsch und Max Widemann vom Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold haben auf ihren zwei vorherigen Projekten aufgebaut, in denen sie sich mit dem Recycling von Polyethylen und dem Bau eines ersten Reaktorprototypen befasst haben. Nach vielen Rückschlägen und mühseliger Forschungsarbeit haben sie nun einen Reaktor entwickelt, der auf einer anderen Funktionsweise basiert. Beim Reaktor mit Schneckenantrieb gab es zu viele Komplikationen. Deshalb haben sie sich für einanderes Design entschieden. Die Schnecke fungiert nun nicht mehr zur Förderung sondern zur Durchmischung des Reaktormediums. Dadurch wurde die Funktionstüchtigkeit des Reaktors deutlich verbessert.

Betreuer: Volker Klein; Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Regionalsieg im Fachgebiet Chemie (Schüler experimentieren)

Protonentransfer an mizellaren Nanostrukturen in Wasser

Dana Tran

jufo11 tran 350Die 14-jährige Dana Tran vom Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold hat in diesem Projekt das Säure-Base Verhalten von 2-Naphthol in mizellaren Lösungen untersucht. 2-Naphthol kann in Wasser ein Proton (H+) an ein ankommendes OH- abgeben. In mizellaren Lösungen befinden sich winzige Seifenblasen (im Nanometer-Größenbereich) im Wasser. Im Inneren dieser Seifenblasen ist die Umgebung ähnlich wie Benzin. Die Oberfläche (Grenzschicht) besteht aus vielen geladenen Teilchen (Ionen) und umgeben sind diese Mizellen von Wasser. Durch Fluorenzgrenzmessungen hat Dana herausgefunden, dass sich 2-Naphthol in mizellaren Lösungen innerhalb der Mizelle in der Nähe der Grenzschicht aufhält.Dadurch ändert sich scheinbar die Fähigkeit ein Proton an ein OH- abzugeben. In Wirklichkeit fand Dana heraus, wirkt die Grenzschicht wie ein Schutzschild, durch die ankommende OH- Ionen kaum durchkommen.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

2. Preis im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften

Keltenbesiedlung im Oberen Nagoldtal

Anna Schwarz und Anna-Lena Grünbaum

jufo11 schwarz gruenbaum 350Befindet sich ein Keltengrab unter dem Hügel beim Nagolder Schwimmbad? Dies konnten die 17-jährige Anna Schwarz und die 18-jährige Anna-Lena Grünbaum vom Otto-Hahn Gymnasium in Nagold aus Zeitungsartikel der letzten Jahre nicht herausfinden. Im Bereich der Besiedlungsgeschichte haben sie geologische sowie geographische Gründe für die Gräber gesucht.Danach versuchten sie eine Methode zu finden, um festzustellen, was sich in der Erde befindet. Am vielversprechendsten fanden sie die Methode der Aussendung von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und die Untersuchung ihrer Reflektion von verschiedenen Hindernissen.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein; Frau Dorette Eger

 

 

2. Platz im Fachgebiet Chemie und Sachpreis Fischertechnik (Schüler experimentieren)

Bestimmung des Eisengehaltes in regionalen Gesteinsproben

Jasha Grüner

jufo11 gruener 350Nach einem Besuch des Silberbergwerkes in Neubaulach hat der 8-jährige Jasha Grüner von der Lembergschule einen Stein „Katzengold“ mitgebracht. Aus Büchern hat er erfahren, dass Katzengold hauptsächlich aus Eisen besteht. Im Junior Campus (Sommerferienprogramm) des JFZ wurde das Eisen auch nachgewiesen. Jasha wollte nun unbedingt wissen, wie hoch der Eisenanteil im Katzengold ist. Das Verfahren zur Eisenbestimmung hat er von Grund auf gelernt und schließlich wollte er auch noch weitere Steine aus der Umgebung, besonders die mit den roten Flecken, auf ihren Eisengehalt untersuchen.Jasha war der Jüngste Teilnehmer am Wettbewerb und hat mit seiner Begeisterung die Juroren und auch die Schüler überrascht.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Fachgebiet Chemie Sonderpreis der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. und des Bundesministeriums

Süß, Süßer, Stevia

Mara Fischinger; Carl Postelmann

jufo11 fischinger postelmann 350Bis vor kurzem waren der 14-jährigen Mara Fischinger und dem 15-jährigen Carl Postelmann vom Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold als natürlicher Süßstoff nur Honig, Rübenzucker und Traubenzucker bekannt. Das änderte sich, als sie über die Medien von der unglaublichen Süßkraft der Zuckerblume Stevia erfuhren, die sage und schreibe 300 mal süßer als Haushaltszucker sein soll. Dieser Aussage wollten die beiden auf den Grund gehen und mit verschiedenen Messmethoden untersuchen.Zunächst stellten sie Lösungen bekannter Konzentrationen her, die sie nach Zugabe von Kaliumpermanganat (KMnD4) mit Hilfe eines Absorptionsspektrometers auswerteten. Danach wurden fast 50 verschiedene Personen gebeten Stevia-Lösungen zuzubereiten, die genau so süß sein sollten wie 2 Würfel Zucker gelöst in 20 ml Wasser.Damit entwickelten sie eine statistisch relevante Messmethode für die Bestimmung der Süßkraft der Stevia.

Betreuerin: Daniela Weide und Gila Schaber

 

 

Fachgebiet Technik Sonderpreis Fischerkasten

Entwicklung eines Parkleitsystems

Wolfgang Köbele

jufo11 koebele 350Der 15-jährige Wolfgang Köbele vom Otto-Hahn Gymnasium in Nagold hat in mühevoller Kleinarbeit eine Messeinrichtung zur Bestimmung der Parkhausbelegung entwickelt. Diese wird mit Hilfe einer Mikrocontrollerschaltung bewerkstelligt. Durch ein Ultraschall-Sensorensystem wird zwischen Autos und Motorrädern unterschieden und gleichzeitig deren Fahrtrichtung bestimmt.

Betreuer: Stefan Lasse

 

 

 

 

 

Fachgebiet Chemie Sonderpreis der IHK Nordschwarzwald für eine systematische Vorgehensweise

Estersynthesen

Marcus Dongus

jufo11 dongus 350Ester sind einfache organische Verbindungen, die unter anderem auch in unserem Alltag eine wichtige Rolle spielen und in unserer Umwelt überall zu finden sind. Sie entstehen bei einer Reaktion von organischen Säuren und Alkoholen. Der 15-jährige Marcus Dongus vom Andreä-Gymnasium in Herrenberg beschäftigt sich in seiner Arbeit mit der Synthese von verschiedenen Estern, um etwas über die unterschiedlichen Reaktionsmöglichkeiten und die Stoffeigen-schaften der Esterverbindungen zu lernen.Dazu werden verschieden Alkohole und Säuren verwendet und bei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen zur Reaktion gebracht. Zur Reaktionsbeobachtung werden chromatographische und spektroskopische Methoden verwendet.

Betreuer: Christian Sindlinger und Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Sonderpreis im Fachgebiet Arbeitswelt Jahresabonnement GEOlino (Schüler experimentieren)

Warum wird der Schwamm beim Tafelwischen rot?

Julian Schäfer; Uli Braun

jufo11 braun schaefer 350Beim Tafelwischen in der Schule ist den beiden 11-jährigen Uli Braun und Julian Schäfer vom Otto-Hahn-Gymnasium in Nagold aufgefallen, dass der Schwamm, obwohl der Lehrer mit weißer Kreide geschrieben hat, nach dem Wischen rote Oberflächen aufweist. Da dies unverständlich war, wollten die beiden der Sache auf den Grund gehen und den Schwamm und die verwendete Kreide genauer untersuchen. Üben Kreide und Schwamm einen Einfluss aufeinander aus? Spielt die Art des Wischens eine Rolle?

Diesen und anderen Fragen sind die beiden nachgegangen. Sie fanden heraus, dass die Schwammoberfläche einem Alterungsprozeß unterliegt, der die rote Farbe erzeugt und nicht von der Farbe der Kreide abhängt.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

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