Junge Schlauköpfe: Bundessieger „Jugend forscht“ ausgezeichnet

Deutschlands Nachwuchskräfte in Sachen Forschung stehen fest. Bundesbildungsministerin Anja Karliczek zeichnete die außergewöhnlichen Arbeiten von „Jugend forscht“ am Sonntag online aus.

Nachdem der Wettbewerb 2020 aufgrund der Corona-Krise ausfallen musste, konnten Deutschlands beste Nachwuchswissenschaftler ihre Projekte in diesem Jahr wieder präsentieren. Die Bundessieger von „Jugend forscht“ wurden am Sonntag von Bundesbildungsministerin Anja Karliczek in einer Onlinesiegerehrung ausgezeichnet.

Tobias Neidhart ist Bundessieger Technik

Als Bundessieger Technik wurde Tobias Neidhart (18) gekürt. Er modifizierte an der Hochschule Konstanz – Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) einen 3-D-Drucker, um dessen Druckprozess zu beschleunigen. Im Projekt „SpeedX“ arbeiten UV-Licht und Ultraschall gemeinsam. Das für den Druckprozess eingesetzte Harz, das recht zähflüssig ist, belichtet Neidhart Schicht für Schicht mit einer flächigen UV-Lampe, um es auszuhärten. Ein Ultraschallsender erwärmt das Kunstharz und bewirkt so eine schnellere Aushärtung. Um das Fünffache lässt sich so die Geschwindigkeit des 3-D-Druckvorgangs erhöhen. Den Einsatz von Ultraschall im 3-D-Druck hat der Jungforscher jetzt zum Patent angemeldet.

Nikola Ristic wurde Bundessieger Chemie

Bundessieger Chemie wurde Nikola Ristic (18) von der Wilhelm-Ostwald-Schule in Leipzig, obwohl er gar keine Laborversuche durchführte, sondern vor dem PC saß. Er optimierte das Computerprogramm Voronoia und analysierte damit die Dichte und die Hohlräume von rund 160 000 Proteinen und RNA-Molekülen. Denn bei Proteinen ist die dreidimensionale Struktur dafür verantwortlich, wie sie im Köper wirken. Ristic prüfte deren Stabilität anhand der Packungsdichte der Moleküle und schaute, ob Wassermoleküle in die Molekülstrukturen eingelagert waren. Beides kann deren chemisches Reaktionsverhalten beeinflussen. Die relevanten Informationen speicherte er in einer eigenen Datenbank, sodass er die innere Struktur und Dichte von Eiweißmolekülen künftig durch einen einfachen und schnellen Abgleich der Daten ermitteln kann.

Leonard Münchenbach und Leo Neff sind die Bundessieger Physik

Die Bundessieger Physik heißen Leonard Münchenbach (17) von den Gewerblichen und Hauswirtschaftlich-Sozialpflegerischen Schulen Emmendingen und Leo Neff (17) vom Goethe-Gymnasium Emmendingen. Für sie ist der Flug von Papierschnipseln aus einer Konfettikanone künftig kein unberechenbares Gewimmel mehr. Im Gegenteil, sie können für einzelne Streifen berechnen, wie schnell diese beim Herunterfallen rotieren. Zunächst bauten sie ein Gestell, um die Fetzen immer gleich zu Boden fallen lassen zu können. Den Vorgang nahmen sie mit einer Zeitlupenkamera auf und analysierten den Weg der Streifen im Computer. So erhielten sie eine Formel, mit der die Rotation der Schnipsel berechnet werden kann.

Lukas Weghs errang den Bundessieg Geo- und Raumwissenschaften

Der Bundessieg Geo- und Raumwissenschaften ist für Lukas Weghs (17) vom Gymnasium Thomaeum in Kempen der Lohn für seine Arbeit an Exomonden. Etwa 4000 Exoplaneten sind bereits bekannt. Sie kreisen nicht um die Sonne, sondern um einen anderen Stern. Bisher fehlt der Nachweis, dass es wie bei der Erde auch dort Monde gibt. Mit einem selbstlernenden Computerprogramm für einen Hochleistungsrechner, das der Jungforscher geschrieben hat, kann er nun mögliche Exomonde identifizieren. Dafür analysiert das Programm die Helligkeitsänderungen, die auftreten, wenn ein Himmelskörper – von der Erde aus betrachtet – an einem Stern vorbeizieht.

Jan Heinemann wurde Bundessieger Arbeitswelt

Den Bundessieg Arbeitswelt erlangte Jan Heinemann (18) vom Bertha-von-Suttner-Gymnasium in Andernach mit seinem Löschigel. Dieser zylinderförmige Schlauchaufsatz soll mehr Sicherheit für Feuerwehrleute am Einsatzort bringen. Auf einer Steckleiter montiert, lässt er sich in den Gefahrenbereich schieben. Die stachelähnlichen Düsen zerstäuben das Löschwasser großflächig im Brandbereich. So wird die Löschwirkung erhöht und gleichzeitig ein Großteil der entstehenden Gase und Aerosole niedergeschlagen.

Marik Müller mit Bundessieg Biologie ausgezeichnet

Mit dem Bundessieg Biologie wurde Marik Müller (17) vom Hermann-von-Helmholtz-Gymnasium in Potsdam belohnt. Er entwickelte eine Methode, um das in Fischzucht und Landwirtschaft eingesetzte Antibiotikum Florfenicol unschädlich zu machen, bevor es in Böden und Gewässern zur Entstehung resistenter Keime führt. Das Enzym Hydrolase ist in der Lage, die Substanz zu spalten. Müller stellte es biotechnologisch her und koppelte es an Trägermaterialien wie Kieselsäure oder Kieselgel, um es ausbringen zu können.

Jonathan Hähne errang den Bundessieg Mathematik/Informatik

Bundessieger Mathemathik/Informatik wurde Jonathan Hähne (18) an der TU München mit der Entwicklung einer Software zum Raytracing in Echtzeit. Damit erhalten Computeranimationen ihren besonderen Touch. Der Verlauf jedes Lichtstrahls wird dabei berechnet und mit Reflexen versehen, die für die realistische Anmutung sorgen. Diese sehr aufwendige Methode machte Hähne jetzt fit für Echtzeitanwendungen. Er entwarf einen Prototypen, der zum Beispiel Rundungen besser abbildet als die üblichen Algorithmen.

Drei Gymnasiasten holten den Bundessieg für eine außergewöhnliche Arbeit

Den Bundessieg für eine außergewöhnliche Arbeit erhielten die Gymnasiasten Lennart Christian Grabbel (17) aus Hamburg sowie Paul Siewert (18) und Juri Kaganskiy (16) aus Berlin. Sie optimierten die Programmiersprache Fractran, die der englische Mathematiker John Conway in den 1970er-Jahren erfunden hatte. Sie basiert auf der wiederholten Berechnung von Brüchen und eignet sich doch für alle möglichen Aufgabenstellungen. Den drei Schülern gelang es nun, die Welt von Fractran noch wesentlich zu erweitern.

Jakob Nolte erzielte den Bundessieg für die originellste Arbeit

Der Bundessieg für die originellste Arbeit geht an Jakob Nolte (20) von der Justus-Liebig-Universität Gießen. Er ging dem Zusammenhang von Artenschwund von Blütenpflanzen und dem Insektensterben nach. Drei Sommer lang kartierte er in seiner Heimat Laubach die Flora und verglich seine Ergebnisse mit der einschlägigen Literatur. Bereits seit dem Jahr 1887 wurden immer wieder botanische Aufzeichnungen von diesem Untersuchungsgebiet angefertigt. Noltes Vergleich zeigte eine massive Verarmung bei rund 80 % aller Arten. Nutznießer dieses Negativtrends waren nur wenige Arten, die stickstoffreiche Böden vertragen. Das Fazit des Jungforschers: weniger düngen und mehr Artenvielfalt fördern.

Amon Schumann bekam den Bundessieg für die beste interdisziplinäre Arbeit

Der Bundessieg für die beste interdisziplinäre Arbeit geht an Amon Schumann (16) vom Robert-Havemann-Gymnasium in Berlin. Er widmete seine Forschungen den kleinen Wetterballons die Tag für Tag in 30 km bis 40 km Höhe aufsteigen. Sonden an Bord erfassen Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck, die Werte werden an die zuständigen Wetterdienste gefunkt. Allerdings gehen diese Ballons irgendwann einfach verloren. Schumann konnte die Wetterballons anhand der Funksignale nun orten und für die Wiederverwendung bergen. Außerdem tüftelte er eine extrem leichte Sonde aus, die ihre Stromversorgung von Solarzellen erhält.