Wettbewerbsarbeiten

Milian bei der Präsentation seiner Arbeit

Das jüngste Mitglied der Jugend forscht-AG

Gibt es ein natürliches für den Menschen ungefährliches Löschgas, das eine höhere Effektivität hat als andere natürliche Löschgase, dabei preiswert ist und gut zu bevorraten? Diese Frage stellte sich Milian Pohl und testete im so genannten Cup-Burner-Test unterschiedliche Ggasgemische. Milian ist Schüler des KGS Houverath und junges Mitglied unserer Jugend forscht AG. Für die Ergebnisse seiner Forschung und sein neues Gasgemisch, das er MILORIX nennt, erhielt er beim Regionalwettbewerb Jugend forscht ein Geschenk und eine Urkunde.

(M. Kathrein)

Von links nach rechts: Lukas Franke, Maximilian Axer und Simon Görtz

Schüler vom Gymnasium Hückelhoven bei Jugend forscht

Eigentlich ist Kaffeekochen chemisch gesehen ein Extraktionsverfahren, bei dem die wasserlöslichen Bestandteile in die wässrige Phase übergehen und der Rest als Kaffeesatz zurückbleibt, berichten Maximilian Axer, Lukas Franke und Simon Goertz aus der Jahrgangsstufe 9 des Gymnasiums Hückelhoven, die in diesem Jahr in ihrem Jugend forscht Projekt dem Muntermachern Kaffee systematisch auf der Spur waren. In vielen Messreihen untersuchten sie den Coffeingehalt, und Säuregehalt des Getränkes.
Als typisches Kaffeemaß für eine Tassenportion wird eine Dosierung von 125ml mit 6,5g Kaffeepulver empfohlen, wissen die Schüler. Mahlgrad, Temperatur und Dosierung des Wassers spielen eine Rolle. Und laut Marktforschung ergab die Filtration per Hand den besten Kaffee. So machten sich die Jungforscher ans Kaffeekochen unter genormten Bedingungen.
Doch es ist nicht so leicht den Coffeingehalt eines Getränkes zu messen. Bei Coffein erfolgt eine ,,Lichtabsorption’’ im ultravioletten Bereich. Wie viel Licht absorbiert wird, hängt sowohl von der ausgewählten Substanz, als auch von der Anzahl der bestrahlten Moleküle in einer Probe (Konzentration) ab.
Diese Erscheinung nutzt man in der Chemie und Biotechnologie um Stoffkonzentrationen quantitativ zu bestimmen. Daher benötigte die Gruppe ein Messgerät, das dies leistet.
Unterstützung erhielt die Gruppe von der Firma Hach Lange, die großzügigerweise ein UV-VIS-Spektrometer zur Verfügung stellte und so der Arbeitsgruppe die Forschung ermöglichte. Sie stellten ihre Ergebnisse am Dienstag, den 23.2.2010 beim Regional-Wettbewerb „Jugend forscht“. im Krefelder Seidenweberhaus der Jury, die von Dr. Peter Popovic geleitet wurde, vor. Insgesamt wurden 155 Arbeiten begutachtet. Pate und Gastgeber des Bildungswettbewerbes war die Unternehmerschaft Niederhein unter Leitung von Dr. Ralf Wimmer.
Die drei Jungforscher erhielten für ihre Forschungsergebnisse den 2. Platz im Fachbereich Chemie.

(M. Kathrein)

Kurzfassungen der Arbeiten

Fachgebiet: Chemie (Maximillian Axer und Simon Goertz)

Thema: Quantitative Bestimmung von Eisen im Lebensmittel
Nuss - Nougatcreme

In vielen Lebensmitteln ist Eisen neben Calcium, Jod, Zink und Fluorid als wichtiges Spurenelement enthalten.
Transport und Speicherung von Sauerstoff gehört zu den lebenswichtigen Aufgaben des Eisens in unserem Köper. Eine tägliche Aufnahme von etwa 10 mg Eisen ist laut Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE e.V.) anzustreben. Mit der spektralphotometrischen Eisenbestimmung mittels Sulfosalicylsäure als Nachweisreagenz konnten wir Qualitätsmerkmale von Lebensmitteln bestimmen und so Konzentrationsangaben in Nuss-Nougatcreme vergleichen.
Zur Qualitätssicherung unseres Analyseverfahrens konnten wir anhand der Kalibrierung die Empfindlichkeit der Methode bestimmen. Die Standard-Additionsmethode lieferte brauchbare Resultate bzgl. der Einflüsse von Matrixeffekten durch das Probenmaterial.

Fachgebiet: Mathematik/Informatik (Jonas Fell und Tim Topüth)
Thema: Unterstützung des Unterrichts in naturwissenschaftlichen
Fächern mit WiiMote Whiteboard

Moderne Spielkonsolen sind heute fast in jedem Haushalt vorhanden. Der Einsatz von Notebooks und Beamern im Schulalltag ist mittlerweile alltäglich.
Beim Surfen im Internet stießen wir auf eine ungewöhnliche Anwendung der Wii Konsole von Nintendo: Eine Kombination aus WiiMote Game-Controller, Beamer und Software ermöglicht die Bedienung des Computers mit einem Infrarot-Stift anstelle einer Maus. Dies ist insbesondere in Unterrichtssituationen in denen Lehrer interaktive Programme über Beamer einsetzen von Vorteil.
Johnny Lee Chung hat die von ihm entwickelte Software zur Kopplung von Wii Game-Controller und PC zur freien Verwendung im Internet publiziert.
http://www.cs.cmu.edu/~johnny/projects/wii/
Nach einigen Experimenten mit der Hard- und Software kamen wir auf den Gedanken zusätzliche Soft- und Hardware zu erstellen, die besonders in naturwissenschaftlichen Fächern und im Kunstunterricht spannende Möglichkeiten der Darstellung von Unterrichtsinhalten eröffnet.
Zentraler Bestandteil unseres Aufbaus ist der Game-Controller Wiimote. Er enthält auf kleinstem Raum eine Infrarotkamera, Taster, drei Beschleunigungssensoren, Leuchtdioden und einen Vibrationsmotor. Aus technischer Sicht stehen somit mehrere Sensoren und Aktoren zur Verfügung.
Wir nutzen im Wesentlichen die Sensoren um folgende Bereiche zu bearbeiten:

Messwerterfassung in der Physik: Erschütterung, Schwingen und Bewegungen
Smartboard für den Kunstunterricht: „zerstörungsfreie Graffiti“
Beobachtungen in der Biologie: Revierverhalten von Tieren, Bewegungsprofile

Da die verwendeten Komponenten allesamt einen besonders kleinen Formfaktor aufweisen, ist ein mobiler Einsatz problemlos möglich.

(M. Kathrein)