42. NRW-Landeswettbewerb "Jugend forscht" im BayKomm

Unter dem Motto "Helden gesucht" präsentieren vom 19. bis 22. März 2007 wieder die besten Nachwuchsforscher von Nordrhein-Westfalen ihre Arbeiten bei der Bayer AG in Leverkusen. In der 42. Runde des NRW-Landeswettbewerbs "Jugend forscht" wurde der Teilnehmerrekord aus dem vergangenen Jahr mit 92 Anmeldungen gehalten. Die jungen Wissenschaftler machten einmal mehr deutlich, dass die Naturwissenschaften vielfältige Investitionsmöglichkeiten in die Zukunft bieten.

Im Bayer-Kommunikationszentrum (BayKomm) zeigen 29 Mädchen und 63 Jungen in 46 Projekten ihre in die Tat umgesetzten Ideen und stellen sich den geschulten Augen und kritischen Fragen der Fachjury. Die Bandbreite der Arbeiten reicht von "Der FLUXOMATaero - ein Testverfahren zur Untersuchung von Raumluft auf Formaldehyd" und "Führt die Sucht zur Flucht?" über "Glatter Durchlauf - Gülle, Boden und Grundwasser" bis hin zur "Lösung von Sudokus".

"Jugend forscht" fördert die Auseinandersetzung mit Naturwissenschaften, Mathematik und Technik und kann so zu kreativen Anstößen bei der Bewältigung komplexer Fragestellungen herausfordern. Dabei wird ganz bewusst auf die Unterstützung lokaler Unternehmen gesetzt - als Patenfirma unterstützt Bayer den Wettbewerb seit den Anfängen im Jahre 1965.
"Ideenvielfalt und Kreativität, gerade in den Bereichen der Forschung und Entwicklung, ist eine Investition in die Zukunft. ,Jugend forscht´ bietet hierzu die optimale Gelegenheit - Forscherdrang und Eigeninitiative sowie interdisziplinäres Denken werden geweckt", erklärte Norbert Drekopf, Patenbeauftragter der Bayer AG für "Jugend forscht".

Dr. Ernst Grigat, Leiter des Chemieparks Leverkusen, ergänzte: "Der ,Jugend forscht´-Wettbewerb stärkt die mathematisch-technische Grundbildung unserer Schülerinnen und Schüler. Die Nachwuchsforscher zeigen erneut, wie wichtig die Naturwissenschaften für unsere moderne Wissensgesellschaft sind. Die hier präsentierten Ergebnisse sind sehr beeindruckend. Ich gratuliere den Jugendlichen zu ihren Erfolgen."

Die vorgestellten 46 Projekte zeigen wieder einmal, dass sich das Interesse von Jugendlichen an Naturwissenschaften, Mathematik und Technik durch die Kombination von Theorie und praktischen Versuchen noch intensivieren lässt.
Geforscht wurde in den Fachgebieten Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik und Technik. Begeistert war die Jury von dem Einfallsreichtum und dem Durchhaltevermögen bei der Bewältigung komplexer Versuchsanordnungen. Die Sieger qualifizieren sich für den Bundeswettbewerb, der vom 17. bis 20. Mai dieses Jahres in Hamburg ausgetragen wird.

Im Fachgebiet Physik beobachtete Rahel Vortmeyer (19), Schülerin des Gymnasium St. Mauritz in Münster, die besonderen Strukturen der Kreiswellen eines Regentropfens. Sie untersuchte, ob die Wellenausbreitung eines Tropfens, der auf die Wasseroberfläche fällt, von der Oberflächenspannung, der Wassertiefe oder der Fallhöhe abhängig ist. Die entstehenden Wellenausbreitungen wertete Rahel mittels Videoanalyse aus und erstellte aufgrund der ermittelten Daten ein Theoriemodell zur Entstehung dieser Kreiswellen. "Schnell wurde klar, dass es sich bei Wasserwellen um eine gar nicht so einfache Erscheinung handelt, wie es die Physik durch die Verwendung von Wasserwellen als einfache Analogie für schwierige physikalische Phänomene suggeriert", erklärt Rahel Vortmeyer.

Die Vielseitigkeit der "Jugend forscht"- Aktivitäten demonstrierte auch das Projekt von Arnau Pons Domenech, Schüler der Deutschen Schule Barcelona. Er untersuchte, inwieweit es möglich ist, mit mathematischen und physikalischen Methoden eine ihnen fremde Problematik zu erläutern. In Gedankenexperimenten und Computerprogrammen hat sich der 15-Jährige mit dem Optimierungsverfahren für das Internet befasst und diese Methode auf das Lösen von Sudokus angewendet. Das Ergebnis beinhaltete unerwartete Schlussfolgerungen. Außer der vom Rätsellöser praktizierten Ausschlussverfahren führen alle Prinzipien, falls sie nicht umfangreichen Modifikationen unterworfen wurden, zu fehlerhaften Lösungen oder inakzeptablen Rechenzeiten.

Keinen schlechten Geruch, dafür aber interessante und eventuell hilfreiche Ergebnisse verursachte Gülle in dem Projekt von Tim Steffens (19) und Simon Schäper (19). Die Schüler des Gymnasium Canisianum in Lüdinghausen beschäftigten sich mit der Frage, wie es möglich ist, Böden so zu präparieren, dass sie mehr Gülle speichern können. Auf diesem Wege kann die Abgabe von Stickstoffverbindungen in das Grundwasser verringert werden, was dieses vor Verunreinigungen schützt. Dieser Prozess wurde in einer zweiphasigen Versuchsreihe genauer unter die Lupe genommen. Die erste Phase testete ausschließlich die reine Filterleistung des Bodens. Die Filter- und Speicherleistungen wurden in der zweiten Phase durch die Zugabe von Rindenmulch, Klärschlamm, Kompost und Falllaub zu optimieren versucht. Zur Realisierung dieses Projektes war es notwendig, eine eigene Versuchsvorschrift und Apparatur zu entwickeln. Unverfälschte Ergebnisse sollten so nicht dem Zufall überlassen werden.

Julia Becker (18) und Meike Monheimius (18) gingen der Sucht nach dem grauen Dunst nach. In ihrem Projekt im Fachgebiet Arbeitswelt erforschten die Schülerinnen des Erasmus-Gymnasiums in Grevenbroich das Rauchverhalten an Schulen seit dem Rauchverbot. Grundlage ihres Projektes bildeten vier Schulen, in denen beobachtet wurde, wo die Raucher ihre Zigaretten anzünden, wo sie ihren Abfall hinwerfen und wie die Schule insgesamt mit dem Rauchverbot umgeht. "Besonders wichtig war uns die Meinung der Schüler und Lehrer, daher entwickelten wir Umfragebögen", erklärt Julia Becker.
Ergebnis war, dass die Raucher sich durch das Gesetz nicht von ihrer Sucht abbringen lassen. Es lässt sich erkennen, dass die Grundidee des Rauchverbots zwar sinnvoll ist, überzeugende Aufklärungen aber noch fehlen, um in den Köpfen der Raucher etwas zu bewegen. Genau dies haben sich die Schülerinnen als Aufgabe gestellt und entwickelten einzelne Plakate und Kampagnen, um das Verbot zu unterstützen und positiv zu beeinflussen.

Eine Kontamination der Atemluft mit Formaldehyd kann durch Ausdunstung von Holzwerkstoffen, Bodenbelägen oder Möbeln, die mit diesem krebserregendem Gefahrstoff behandelt wurden, leicht passieren. Jonas Baumann (20), Schüler der Europaschule in Dortmund, hat ein Patent dagegen entwickelt. In seinem schnellen, einfachen und preisgünstigen Verfahren, bei dem eine definierte Menge an Raumluft durch eine Adsorptionslösung gesaugt wird, lässt sich Formaldehyd nachweisen. Die Substanz reagiert dort mit einem Farbkuppler zu purpurfarbenen Tetrazin-Derivaten. Die Färbung ist umso intensiver, je mehr Formaldehyd zum beschriebenen Farbkomplex reagiert ist. "Einzelne Lösungen unterschiedlicher Belastungen werden mit DIN-genormten Labortests validiert und mit Kalibrierkurven dargestellt", erläutert Jonas Baumann. Das Ergebnis kann als Ja/Nein-Entscheidung ausgegeben werden, die anzeigt, ob ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird.

Eine ferne, vergangene Zeit behandelt das Projekt von Marvin Fehrenbacher. Der 15-jährige Schüler des Gymnasium Jüchen ist in einer experimentellen Überprüfung der Frage nachgegangen, ob unsere steinzeitlichen Vorfahren Speere im Feuer gehärtet haben. Sein Interesse an diesem Thema hat der "Speer von Lehringen" geweckt, der Brandspuren aufweist, deren genaue Bedeutung nur vermutet werden konnte. "Wichtig war mir in meinem Versuch auszuschließen, dass eine Härtung im Feuer nur durch Trocknung erreicht wird", meint Marvin Fehrenbacher. Von vier Speer-Holzarten untersuchte er die Brinell-Holzhärte an Vergleichsproben aus dem gleichen Stück Holz. Eine Gruppe wurde so belassen, wie sie war, eine andere wurde im Feuer angekohlt. Danach wurde die Holzfeuchte der angekohlten Stücke ermittelt und die dritte Gruppe auf diese Feuchte heruntergetrocknet. Die gemessenen Brinell-Holzhärten waren bei den Hölzern höher, wenn sie angekohlt wurden.
Um die Stabilität von Speerspitzen in den drei Zuständen (frisch, angekohlt und trocken) vergleichen zu können, wurde der Einfluss nach Stauchung untersucht. Ergebnis ist, dass durch Trocknung und Feuerbehandlung die Spitzen stabilisiert werden, aber der Effekt durch Feuer bei allen Hölzern noch erhöht wird. Es darf also vermutet werden, dass die Steinzeitmenschen durchaus die Technik der Feuerhärtung kannten und anwendeten.

Zum Abschluss der drei Tage "Jugend forscht" bei Bayer werden die Sieger unter den 92 "Nachwuchsforschern" am Mittwoch, 21. März 2007, im Hörsaal des Wissenschaftlichen Hauptlaboratoriums im Rahmen einer Feierstunde ausgezeichnet. Abgerundet wird das Programm durch den Experimentalvortrag "Physikanten & Co. - Die interaktive Physikshow mit Laserbus, Geisterstimmen und schwebenden Schiffen".