2 Merck auf einem Blick. 4 Ansprechpartner. 5 Programm. 10 Projekte auf einen Blick

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2 jugend forscht 2015 und merck INHALT Inhaltsverzeichnis 1 Grußwort 2 Merck auf einem Blick 3 Jugend forscht auf einen Blick 4 Ansprechpartner 5 Programm 6 7 Preisübersicht 8 Jury 9 Statistik 9 Standplan 10 Projekte auf einen Blick Kurzfassungen der Projekte

3 jugend forscht 2015 und merck grusswort 1 jugend forscht und merck Liebe Jungforscherinnen und Jungforscher, sehr geehrte Damen und Herren, Jugend forscht ist Deutschlands erfolgreichster Wettbewerb für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik. In seiner Struktur treten auf Landesebene die aus den sieben Regionalwettbewerben hervorgegangenen Erstplatzierten in sieben Fachgebieten gegeneinander an, um sich wiederum für den Bundeswettbewerb zu qualifizieren, der in diesem Jahr von BASF in Ludwigshafen ausgerichtet wird. Der Wettbewerb steht in seiner 50. Auflage, mit einer Teilnehmeranzahl von knapp Teilnehmern, unter dem Motto Es geht wieder los!. 70 hessischen Teilnehmern in 35 Projekten ist es so ergangen: Sie haben Ideen entwickelt, sie überprüft, umgesetzt oder auch verworfen, aber stets mit Eifer daran gearbeitet. Unter Berücksichtigung von Originalität und Schwierigkeitsgrad des Themas, diversen Aspekten bei der Durchführung und Ergebnisfindung, sowie der Präsentation, werden die Fachjuroren diese Forschungsideen begutachten und bewerten. Merck ist ein führendes Unternehmen für innovative und hochwertige Hightech-Produkte und auf wissenschaftlichen Nachwuchs angewiesen. Aus diesem Grund ist es für uns eine Herzensangelegenheit, dass wir unsere schon über 30-jährige Partnerschaft zu Jugend forscht fortzuführen. In diesem Jahr richten wir den landeswettbewerb bereits zum 20. Mal aus. Um für unser 350-jähriges Bestehen im Jahr 2018 fit zu sein, bauen wir auf die Kreativität und Kompetenz der derzeitigen und zukünftigen Mitarbeiter. Visionäre Ideen, deren konsequente Erforschung und schließlich deren Realisierung, sind die Basis unseres Erfolgs. Merck unterstützt Schülerinnen und Schüler in der Region schon ab dem Kindergartenalter, um sie frühzeitig an die Naturwissenschaften heranzuführen. Dies erfolgt durch gezielte Maßnahmen, die von der Entwicklung altersgerechter Versuchsanleitungen über die Bereitstellung von Materialien und Lehrerfortbildungen bis hin zu einer Kooperation mit der TU Darmstadt reichen. Wir sind davon überzeugt, dass sich dieses Engagement auszahlt und wir dadurch ein wenig dazu beitragen, dass Deutschland sein Forschungs- und Entwicklungsstandard weiter ausbaut. Für die Wettbewerbstage wünschen wir allen Teilnehmern viel Erfolg und vor allem unabhängig vom Ausgang der Jurybewertung weiterhin viel Freude am Beginnen neuer Projekte, ganz dem Motto: Es geht wieder los!. Der Stiftung Jugend forscht gratulieren wir ganz herzlich zum 50-jährigen Bestehen und senden beste Glückwünsche nach Hamburg! Unseren Gästen wünschen wir viel Freude beim Begutachten der Projekte. Lassen Sie sich ein auf die Welt von Jugend forscht. Darmstadt, März 2015 Julian Wenzel Merck-Patenbeauftragter Jugend forscht

4 2 jugend forscht 2015 und merck merck auf einen blick merck auf einen blick Geschichte 1668 erwarb der in Schweinfurt geborene Apotheker Friedrich Jacob Merck die am Schlossgraben gelegene spätere Engel-Apotheke, die sich noch heute in Familienbesitz befindet. Die Apotheke wurde damit zur Keimzelle des ältesten pharmazeutisch-chemischen Unternehmens der Welt begann Emanuel Merck mit der Großproduktion hochwirksamer Pflanzeninhaltsstoffe, der Alkaloide. Aus dem Apothekenlabor ging eine pharmazeutischchemische Fabrik hervor zog das Unternehmen an seinen heutigen Standort, weil in der Innenstadt eine weitere Expansion nicht möglich war. Damals auf die grüne Wiese gebaut, grenzt die neue Fabrik heute unmittelbar an den Stadtteil Arheilgen. Organisation und Führung Merck ist ein führendes Unternehmen für innovative und hochwertige Hightech-Produkte in den Bereichen Healthcare, Life Science und Performance Materials. Das Unternehmen hat sechs Geschäfte Merck Serono, Consumer Health, Allergopharma, Biosimilars, Merck Millipore und Performance Materials und erwirtschaftete im Jahr 2013 Gesamterlöse von rund 11,1 Mrd. Die Familie Merck hält rund 70% des unternehmerischen Gesamtkapitals und hat sich dazu verpflichtet, dies bis 2030 fortzusetzen. Die restlichen 30 % des Kapitals lauten auf die Aktien der Kommanditaktionäre. Seit 1995 werden die Aktien an der Börse gehandelt und sind seit dem 15. Juni 2007 im DAX an der Frankfurter Wertpapierbörse vertreten. Die aktuellen Mitglieder der Geschäftsleitung sind Karl-Ludwig Kley (Vorsitzender), Stefan Oschmann (stellvertretender Vorsitzender), Kai Beckmann, Belén Garijo, Marcus Kuhnert und Bernd Reckmann. Merck als Arbeitgeber Merck beschäftigt rund Mitarbeiter und ist in 66 Ländern vertreten. Die Mitarbeiter sind in den Bereichen Produktion, Marketing/Vertrieb, Logistik, Technik, Forschung & Entwicklung, Verwaltung und anderen. tätig. Karrierechancen bei Merck Die Vielfalt der Berufsmöglichkeiten bei Merck ist groß: Mehr als 19 Ausbildungsgänge stehen zur Auswahl. Vom Chemie- und Biologielaboranten oder Chemikanten, über den Kaufmann/-frau für Bürokommunikation bis hin zum dualen Studium mit Abschluss Bachelor of Science (Wirtschaftsinformatik, Industrie, Maschinenbau), ist für nahezu Jeden etwas dabei befanden sich 498 junge Menschen in der Ausbildung. Mehr Infos unter Gesellschaftliches Engagement Mit Förderbeträgen, Sachspenden oder Anzeigen möchte Merck als Partner in der Region sinnvolle Hilfe leisten und tritt daher deutlich als Sponsor auf. Das Engagement für Kunst und Kultur, Sport und Nachbarschaft soll klar erkennbar sein. Ein weiterer Baustein ist die Schulförderung. Durch ein umfangreiches Programm wird der naturwissenschaftliche Unterricht in den Schulen der Region unterstützt. Ergänzend wurde gemeinsam in einer Kooperation mit der TU Darmstadt das Merck-TU Darmstadt Juniorlabor gegründet. Hier können Schüler eigenständig unter Aufsicht und Anleitung von Chemikern und Studenten der TU Darmstadt experimentieren. Ziel ist es, Jugendliche frühzeitig an die Naturwissenschaften heranzuführen. Jugend forscht@merck Als Patenunternehmen hat Merck erstmals 1982 einen regionalwettbewerb ausgerichtet. Im Laufe der drei Jahrzehnte des Engagements war Merck Gastgeber zweier Bundeswettbewerbe 1989 und Seit 1996 richtet Merck die hessischen Landesentscheide aus und hat bis heute mehr als Jugendlichen die Möglichkeit gegeben, ihre Forschungsergebnisse öffentlich zu präsentieren.

5 jugend forscht 2015 und merck jugend forscht auf einen blick 3 jugend forscht auf einen blick Zielsetzung Jugend forscht fördert besondere Leistungen und Begabungen in Naturwissenschaften, Mathematik, Informatik und Technik. Das Ziel ist, Jugendliche langfristig für diese Themen zu begeistern und sie über den Wettbewerb hinaus in ihrer beruflichen Orientierung zu unterstützen. Gründung Unter dem Motto Wir suchen die Forscher von morgen! rief Henri Nannen, damaliger Chefredakteur der Zeitschrift Stern, 1965 zur ersten Wettbewerbsrunde von Jugend forscht auf. Organisation Jugend forscht ist eine gemeinsame Initiative von Bundesregierung, Stern, Wirtschaft und Schulen. Schirmherr ist der Bundespräsident. Kuratoriumsvorsitzende der gemeinnützigen Stiftung Jugend forscht e. V. ist die Bundesministerin für Bildung und Forschung. Die Geschäftsstelle hat ihren Sitz in Hamburg. Dort werden die bundesweiten Aktivitäten koordiniert. Finanzierung Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) trägt die laufenden Kosten der Geschäftsstelle von Jugend forscht. Seit der Gründung finanziert sich der Wettbewerb überwiegend durch Sponsoring: Rund 250 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft richten die Wettbewerbe aus, stiften Preise und fördern weitere Aktivitäten. Ehrenamtliches Engagement Rund Lehrer unterstützen Jugend forscht als Projektbetreuer und Wettbewerbsleiter. Mehr als Fach- und Hochschullehrer sowie Experten aus der Wirtschaft bewerten die Arbeiten. Ihr ehrenamtliches Engagement ist ein wesentlicher Eckpfeiler von Jugend forscht. Wettbewerbsebenen Der Wettbewerb ist dezentral organisiert und bildet die föderale Struktur der Bundesrepublik ab. Er wird auf drei Ebenen ausgetragen: Die Teilnehmer treten zunächst im Februar bei einem der Regionalwettbewerbe an. Wer hier gewinnt, darf im März auf Landesebene starten. Dort qualifizieren sich die Sieger für den Bundeswettbewerb im Mai. Insgesamt finden in jeder Runde bundesweit über 90 Wettbewerbe statt. Alterssparten Beim Wettbewerb gibt es zwei Alterssparten: Jugendliche bis 14 Jahre treten in der Juniorensparte Schüler experimentieren an. Ab 15 Jahre starten die Teilnehmer in der Sparte Jugend forscht. Entscheidend für die Zuordnung ist das Alter am 31. Dezember des Anmeldejahres. Themen und Fachgebiete Die Wettbewerbsteilnehmer suchen sich selbst eine interessante Fragestellung, die sie mit naturwissenschaftlichen, technischen oder mathematischen Methoden bearbeiten. Das Projekt muss sich jedoch einem der sieben Fachgebiete zuordnen lassen. Zur Auswahl stehen Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik sowie Technik. Anmeldung Wer teilnehmen will, muss sich bis zum 30. November eines Jahres online anmelden. Zum Wettbewerb zugelassen sind sowohl Einzelstarter als auch Teams mit zwei oder drei Teilnehmern. Schriftliche Arbeit Voraussetzung für die Teilnahme ist eine schriftliche Ausarbeitung zum Wettbewerbsprojekt von maximal 15 Seiten, die bis Januar eingereicht werden muss. Präsentation und Jurybefragung Beim Wettbewerb präsentieren die Jungforscher ihre Projekte an einem ausstellungsstand, den sie selbst gestalten. Dort findet auch die Befragung durch die jeweilige Fachjury statt. Preise Insgesamt werden Geld-, Sach- und Sonderpreise im Wert von über Euro vergeben. Darunter sind Forschungs aufenthalte und Praktika wie auch die Teilnahme an internationalen Wettbewerben und Symposien für Nachwuchswissenschaftler. Teilnehmer Der Wettbewerb richtet sich an Kinder und Jugendliche bis zum Alter von 21 Jahren mit Wohn- oder Ausbildungsort in Deutschland. Jüngere Schüler, die teilnehmen möchten, müssen im Anmeldejahr mindestens die 4. Klasse besuchen. Studenten können sich nur im Jahr ihres Studienbeginns anmelden. Bislang haben sich in über vier Jahrzehnten insgesamt rund Jugendliche an Jugend forscht beteiligt.

6 4 jugend forscht 2015 und merck ansprechpartner ansprechpartner Wettbewerbsleiterin Merck-Patenbeauftragter Presse Sponsorpool Hessen Dr. Christiane Gräf Weinbergstrasse 7a Dietzenbach Tel.: Julian Wenzel Merck Community Relations Darmstadt Tel.: Birgitta Danner Merck Site Communications Darmstadt Tel.: Fax: Oskar Nitschmann Jugend forscht Sponsorpool Hessen Arheilger Woogstraße Darmstadt

7 jugend forscht 2015 und merck programm 5 programm Mittwoch 11. März :00 Ankunft der Wettbewerbsteilnehmer und Aufbau der Stände, Merck-Sporthalle 9:00 Begrüßung der Teilnehmer und der Jury durch die Wettbewerbsleiterin Dr. Christiane Gräf und dem Merck-Gastgeber Julian Wenzel 9:30 Besprechung der Jury 9:45 Begutachtung der Arbeiten durch die Jury 13:00 Mittagsbuffet für Jury und Jungforscher in der Merck-Sporthalle 13:30 Begutachtung der Arbeiten durch die Jury Jungforscher 16:30 Drumconversation-Workshop in der Merck-Sporthalle Jury 16:30 Abfahrt zum Hessischen Landesmuseum 18:30 Abendessen im Gästerestaurant 17:00 Führung 20:00 Abfahrt zur Jugendherberge zum Check-in und Übernachtung 18:30 Essen bei Müller & Müller 22:00 Rückfahrt der Jury zum Merck-Parkplatz donnerstag 12. MÄRZ 2015 ab 7:00 Frühstück 8:30 Jungforscher werden von der Jugendherberge mit dem Bus abgeholt. Bitte Gepäck mitnehmen! 8:45 Ankunft der Teilnehmer und der Jury, Merck-Sporthalle 9:00 10:30 Begutachtung der Arbeiten durch die Jury 10:30 11:45 Werkbesichtigung der Jungforscher (per Bus) 10:30 12:15 Jury-Abschlussbesprechung 11:45 13:00 Mittagessen der Jungforscher in der Kantine R 40 (per Bus) 12:30 Mittagessen der Jury im Gästerestaurant A161 (zu Fuß) 13:30 15:30 Besichtigung der Projekte für die Öffentlichkeit, die Jungforscher sind an den Ständen 15:30 Feierstunde mit Preisverleihung 17:30 Ausklang mit Kaffee und Kuchen, Juroren-Feedback für Teilnehmer, Abbau der Stände

8 6 jugend forscht 2015 und merck preisübersicht preisübersicht fachgebietspreise Platz Preisgeld in Euro Anzahl 1. Preis 250, 7 2. Preis 200, 7 3. Preis 150, 7 Preisstifter im Fachgebiet der Arbeitswelt: Bundesministerium für Arbeit und Soziales Preisstifter im Fachgebiet der Biologie: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. Preisstifter im Fachgebiet der Chemie: Fonds der Chemischen Industrie im Verband der Chemischen Industrie e. V. Preisstifter im Fachgebiet der Geo- und Raumwissenschaften: stern Preisstifter im Fachgebiet der Mathe/Informatik: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Preisstifter im Fachgebiet der Physik: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. Preisstifter im Fachgebiet der Technik: Verein Deutscher Ingenieure e. V. geldpreise Preis Preisgeld in Euro Stifter 1. Schöpferisch beste Arbeit 500,- Hessisches Kultusministerium 2. Beste interdisziplinäre Arbeit 250,- Merck 3. Energieeffizienz 250,- Merck 4. Erneuerbare Energien 250,- Bundesministerium Wirtschaft und Energie 5. Umwelttechnik 250,- Deutsche Bundesstiftung Umwelt 6. Mobilfunk Auswirkungen und Anwendungen mobiler Kommunikation 7. Wasserstoff, Brennstoffzelle und batterieelektrische Antriebe 250,- Informationszentrum Mobilfunk e. V. 250,- Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie 8. Mut zum Leben geben! 250,- Renate und Klaus Zimmer-Stiftung 9. DA stimmt die Chemie 250,- Merck 10. Biodiversität und Naturschutz 200,- Naturschutzbund Deutschland e. V. und Naturschutzjugend 11. Klima- und Umweltschutz 200,- NATURpur Institut für Klima- und Umweltschutz GmbH 12. Anwendungsorientierte Arbeit 200,- IHK Darmstadt Rhein Main Neckar 13. Innovationen für Menschen mit Behinderung 150,- Christoffel-Blindenmission Deutschland e. V. 14. Rundfunk-, Fernseh-, Informationstechnik 150,- Eduard-Rhein-Stiftung 15. Unternehmertum 150,- Wissensfabrik e. V. und BASF SE 16. Qualitätssicherung durch zerstörungsfreie Prüfung 150,- Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e. V. 17. Luftverkehr/Luftfahrt 125,- Erich-Becker-Stiftung 18. Elektronik, Energie- oder Informationstechnik 125,- Verband der Elektrotechnik, Elektronik Informationstechnik e. V.

9 jugend forscht 2015 und merck preisübersicht 7 sachpreise Preis Stifter Anzahl/Wert 19. Jahresabonnement Spektrum der Spektrum der Wissenschaft 1 Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbh 20. Jahresabonnement Sterne und Weltraum Spektrum der Wissenschaft 1 Verlagsgesellschaft mbh 21. Kompaktlabor Aquamerck für Merck 1 Wasseruntersuchungen 22. Kompaktlabor Agroquant für Merck 1 Bodenuntersuchungen 23. Büchergutschein Springer & Business Media 150, Euro nominierungen Preis Stifter Anzahl 24. Jugend forscht Schule 2015 Ständige Konferenz der Kultusminister der 1 Schule Länder (KMK) 25. International Science and Engineering Fair (ISEF) Stiftung Jugend forscht e. V. 3 Teilnehmer Forschungspraktika Preis Dauer Stifter Anzahl 26. forschungspraktikum Physikalisch-Technische Bundesanstalt 27. forschungspraktikum Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR 28. forschungspraktikum Heidelberger Life-Science Lab 29. forschungspraktikum Hydro Thermikum 30. Forschungspraktikum an der TU Darmstadt 31. Studienseminar im Kerschensteiner Kolleg des Deutschen Museums 32. JugendUnternimmt summer school 33. teilnahme an einem Wochenendseminar des Heidelberger Life-Science Lab 4 Wochen Physikalisch-Technische Bundesanstalt Referat Ausbildung 2 Wochen Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, Berlin 2 Wochen Heidelberger Life-Science Lab Deutsches Krebsforschungszentrum 2 Wochen NATURpur Institut für Klima- und Umweltschutz und TU Darmstadt ein Teilnehmer ein Teilnehmer 2 Teilnehmer 1-3 Teilnehmer 2 Wochen TU Darmstadt 2 Teilnehmer 5-tägig 7-tägig 3-tägig Deutsches Museum München und Stiftung Jugend forscht e. V. Internationale Martin Luther Stiftung und STIFT Heidelberger Life-Science Lab Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) ein Teilnehmer ein Projekt ein Teilnehmer preise für schulen Preis Stifter Preisgeld 34. hessischer Schulpreis für besonderes Engagement Kultusministerium 1.000,- Euro preise für betreuer Preis Stifter Anzahl/Wert 35. Studienseminar im Kerschensteiner Kolleg des Deutsches Museum Ein Projektbetreuer Deutschen Museums München münchen 36. einladung zum Bundeswettbewerb BASF SE und Stiftung Jugend forscht e. V. Ein Projektbetreuer 37. Jugend forscht bietet mehr: Science on Stage Festival London Stiftung Jugend forscht e. V. Ein Projektbetreuer 38. Büchergutschein Springer & Business Media 2 x 150, Euro

10 8 jugend forscht 2015 und merck jury jury arbeitswelt Name Arbeitsplatz Ort Dr. Eva Brodehl Augen Laser Center Dr. Brodehl GmbH Darmstadt Dr. Thomas Frohnmeyer Merck Darmstadt Jörg Metzner Kohlberg Kravis Roberts & Co. London Dr. Hans-Mereyntje Steinbach Fraport AG Frankfurt Dr. Frank Voges Merck Darmstadt Biologie Dr. Sabine Eiers Merck Darmstadt Dr. Eike Lena Neuschulz Senckenberg Frankfurt Martin Rothweil Hohe Landesschule Hanau Dr. Stefan Weigt Merck Darmstadt chemie Dirk Bittner Adolf-Reichwein-Gymnasium Heusenstamm Dr. Peter Leonhard Merck Darmstadt Dr. Andreas K. Schmidt Merck Darmstadt Geo- und raumwissenschaften Dr. Gabriele Gottschalk Bachgauschule Babenhausen Ober-Ramstadt Armin Moritz Johanneum-Gymnasium Herborn Dr. Rainer Petschick Goethe-Universität Frankfurt Barbara Schreiber Fraport AG Frankfurt mathematik/informatik Herbert Bahr Karl-Rehbein-Schule Hanau Prof. Dr. Elke Hergenröther Hochschule Darmstadt Darmstadt Michael Keil Ricarda-Huch-Schule Dreieich-Sprendlingen Herbert Kuhlmann Zentrum für Graphische Datenverarbeitung Darmstadt Maximilian Rössler TU Darmstadt Darmstadt Dr. Hans-Mereyntje Steinbach Fraport AG Frankfurt physik Dr. Thomas Frank Merck Darmstadt Dr. Thomas Frohnmeyer Merck Darmstadt Jörg Metzner Kohlberg Kravis Roberts & Co. London Dr. Lothar Ph. H. Schmidt Goethe-Universität Frankfurt technik Mathias Grasse Fürst-Johann-Ludwig-Schule Hadamar Dipl.-Phys. Patrick Löffler Goetheschule Wetzlar Wetzlar Dr. Harald Richter Merck Darmstadt Dr. Niels Thomas Springer Fachmedien GmbH Wiesbaden Dr. Katja Wies Fürst-Johann-Ludwig-Schule Hadamar

11 jugend forscht 2015 und merck statistik 9 statistik Landeswettbewerb Hessen 2015 Anzahl der Teilnehmer Gesamt Männlich Weiblich Anzahl der Arbeiten Arbeitswelt Biologie Chemie Geo- und Raumwissenschaften Mathematik/Informatik Physik Technik Gesamt standplan

12 10 jugend forscht 2015 und merck projekte auf einen Blick projekte auf einen blick Standnummer und Fach Titel 1 Arbeitswelt Automatisches Trinkmodul mit Computeranbindung 2 Arbeitswelt Bau und Konstruktion eines Entspannungshelfers 3 Arbeitswelt Entwicklung eines Testverfahrens für Haushalte zum Nachweis von Melamin 4 Arbeitswelt help@school 5 Arbeitswelt Selbstlernsoftware für den Mathematikunterricht 6 Arbeitswelt Trockengang Arbeitswelt Verraten Kaugeräusche Okklusionsfehler? 8 Biologie Biologisches Phosphat-Recycling mittels Algen 9 Biologie Gibt es rote und grüne Blüten? Funktionsaspekte der UV-Reflexion bei der Bestäubung 10 Biologie Hilft Kaugummikauen gegen Plaquebildung? 11 Biologie Nano-Titandioxid: Ökotoxizität und fotokatalytische Wirkung 12 Biologie Säureausscheidung an Pflanzenwurzeln wie erschließen sich Pflanzen Mineralstoffe? 13 Biologie Schach den Algen - Untersuchungen zum Einfluss von LED-Beleuchtung auf die Lampenflora in Schauhöhlen 14 Chemie DDT - eine mögliche Altlast? 15 Chemie Pusteblume gibt Gummi! 16 Chemie Rhein-Check Chemie Wässrige Akkusysteme als Stromspeicher der Zukunft? 18 Geo- und Raumwissen. Bahndaten extrasolarer Systeme 19 Geo- und Raumwissen. Entstehung von Treibsand und seine Gefahren 20 Geo- und Raumwissen. Südumgehung Darmstadt - Machbarkeitsstudie 21 Mathematik/Informatik Das Voronoi-Spiel in der Manhattan-Metrik 22 Mathematik/Informatik Ey Mann, wo is mein Auto? 23 Mathematik/Informatik Rekursive Folgen aus Pascalschen Objekten 24 Mathematik/Informatik Sangakus - Japanische Tempelgeometrie 25 Physik Entwicklung einer Vakuumkammer für Elektronenbeugungsversuche 26 Physik Monopod Physik bis zum Umfallen 27 Physik Verdunstungseigenschaften von Wasser ein Blick auf die Zukunft der künstlichen Bewässerung 28 Technik Das intelligente Universalnetzteil - Einer für Alle! Keine unnötigen Netzteile mehr! 29 Technik Der solarbetriebene Feinstaubfilter 30 Technik DySiTrolley+ 31 Technik Energiegewinnung aus Hibiskustee passt das zusammen? 32 Technik Entwicklung eines Low-Cost Infobildschirms 33 Technik Für Laien programmierbare Steuerung optimiert auf Energiemanagement 34 Technik Kniekraftwerk: Beleuchtungssystem für Läufer ohne Batterien 35 Technik Maulwurfscheuche

13 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassungen der Projekte 11 kurzfassungen der projekte 01 ARBEITSWELT Automatisches Trinkmodul mit Computeranbindung Constantin Dyrof (13), Bensheim Benjamin Eicher (14), Seeheim-Jugenheim Niklas Dillen (14), Seeheim-Jugenheim Betreuung: Herr Mencía Martínez Ort der Projekterstellung: Schuldorf Bergstraße Wer kennt das nicht: Wenn man nach einem langen Arbeitstag so ein trockenes Gefühl im Rachen hat, das man vorher nicht hatte. Man kommt nach Hause und trinkt erst einmal ein großes Glas Wasser. Damit so etwas nicht mehr so oft passiert, haben sich die schüler Ben Eicher, Niklas Dillen und Constantin Dyroff das Trink-Modul einfallen lassen: Es funktioniert mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Pumpe, die mit einem Knopf am Gerät betätigt wird. Das Modul ist so aufgebaut, dass möglichst wenig Wasser verschüttet wird, da dies auf Dokumenten oder Unterlagen sowie Computern oder Telefonen normalerweise nicht erwünscht ist. Die Computer-Software ist mit dem Knopf verbunden und erfährt somit sofort, wenn man trinkt. So wird man zum Wassertrinken angeregt. Denn wenn man leichten Zugriff auf Etwas hat, greift man öfter darauf zurück. 02 ARBEITSWELT Bau und Konstruktion eines Entspannungshelfers Jaro Habiger (14), Kassel Lukas Beutner (14), Edermünde Sinan Akkoyun (13), Borken Betreuung: Herr Engelke Ort der Projekterstellung: Schülerforschungszentrum Nordhessen, Kassel Wie kann man Verspannungen durch falsche Körperhaltung erkennen und korrigieren bevor sie sich auswirken? 8 Millionen Menschen in Deutschland leiden unter Verspannungen, die oft zu Rückenschmerzen führen. Dies hat sehr unerfreuliche Auswirkungen auf den Einzelnen und erzeugt erhebliche Kosten bei Betrieben und Krankenkassen. Daher hat unser Team eine Apparatur entwickelt, die winzige, an den Muskeln entstehende Spannungen erkennt, auswertet und ein Signal an den Benutzer gibt, wenn dieser sich verspannt. Mit einer selbstentwickelten App kann der Benutzer sich so trainieren, dass er ohne Rückenschmerzen leben kann.

14 12 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassung der Projekte 03 ARBEITSWELT Entwicklung eines Testverfahrens für Haushalte zum Nachweis von Melamin Duo Andreas Qiu (18), Kassel Kay Rübenstahl (18), Homberg Michelle Naass (16), Immenhausen Betreuung: Herr StD. Dr. Holfeld Ort der Projekterstellung: Schülerforschungszentrum Nordhessen, Kassel 2008 erkrankten in China rund Säuglinge in Folge des Melamin-Skandals, bei dem man Milchprodukte mit Melamin (2,4,6-Triamino-1,3,5-triazin) streckte, um bei einem Protein-Test (nach Kjeldahl) einen hohen Proteingehalt vorzutäuschen. Melamin ist an sich nicht besonders giftig, allerdings verursacht es in Kombination mit Cyanursäure Nierenschäden, da Nierensteine entstehen. Ein anderes Problem sind Melaminharze, die als Kunststoffe in Küchenhelfern verwendet werden. Durch Stoffe wie Hexamethylolmelamin oder andere Vorprodukten kann es dazu kommen, dass wieder Melamin zurückgebildet wird. Dabei entsteht krebserregender Formaldehyd. Bislang gab es keine Möglichkeit Melamin ohne großen Aufwand und ohne Messsysteme nachzuweisen. Mithilfe der Cyanursäure (2,4,6-Trihydroxy-1,3,5-triazin) haben wir ein Testverfahren entwickelt, mit dem Jedermann Melamin im Haushalt einfach und schnell in Milchpulver und Milch nachweisen kann. 04 ARBEITSWELT Martin Michaelis (15), Wiesbaden Julian Koenigs (16), Wiesbaden Gutenbergschule Wiesbaden Ort der Projekterstellung: Privat, zu Hause Dank G8 nimmt der Stress für die Schüler in der Schule immer weiter zu. Nach einem langen Schultag kommen die meisten Schüler sehr erschöpft nach Hause, haben vielleicht in Erdkunde eine Präsentation gehalten und einen Vokabeltest in Englisch geschrieben und müssen am nächsten Tag noch eine Mathearbeit schreiben und sich dafür entsprechend vorbereiten. Da bleibt am Ende für viele Schüler nicht mehr viel Zeit für Hobbys wie Fußball spielen oder soziale Kontakte übrig. Mit wollen wir erreichen, dass Schüler wieder mehr Zeit in ihrer Freizeit haben. Wir erstellen eine Webseite, auf welcher sie den Stoff, den sie in der Schule gelernt haben, in stark vereinfachter Form nachlesen können und dadurch optimal beispielsweise für eine Klassenarbeit vorbereitet sind. Durch die Tatsache, dass die Beiträge von Schülern für Schüler verfasst wurden, steigt die Verständlichkeit der Beiträge enorm. Schüler, die in einem Fach besonders gut sind, sind oftmals genervt von den Schülern, die im Unterricht nichts verstanden haben und anschließend alles nochmal erklärt bekommen wollen. Diese Schüler können auf ganz einfach einen Beitrag erstellen, der dann für alle Schüler gleichzeitig sichtbar ist. Davon profitieren also alle Schüler. Um die Webseite für Schüler möglichst einfach zu gestalten, haben wir viel Zeit in die Entwicklung eines ansprechenden Designs und in die Entwicklung von praktische Funktionen gesteckt. Das Ergebnis von lässt sich auf jedem Gerät gleich einfach bedienen, sodass auch das Lieblingsgerät der Schüler, das Smartphone, benutzt werden kann. Anstatt also unsere Zielgruppe, die Schüler, mit ihren Smartphones durch eine abgespeckte mobile Webseite auszuschließen bzw. zu benachteiligen, haben wir uns bemüht, die Benutzbarkeit der Webseite auf das gleiche Level zu bringen wie auf dem traditionellen Computer. Seit Beginn der Entwicklung von war die Webseite online verfügbar und wurde rege benutzt, sodass wir bereits die dritte große Version von school veröffentlichten. Diese basiert mehr als je zuvor auf Feedback von anderen Schülern und eigenen Ideen. Und macht endgültig tauglich für die Zukunft durch eine verbesserte Organisation. Wir freuen uns, die Webseite zum Verstehen von Schulwissen von Schülern für Schüler, bald präsentieren zu dürfen.

15 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassung der Projekte ARBEITSWELT Selbstlernsoftware für den Mathematikunterricht Victoria Schleis (15), Erzhausen Betreuung: Herr Dr. Moosmann Ort der Projekterstellung: Weird Science Club an der Lichtenbergschule, Darmstadt In meinem Projekt geht es um die Entwicklung einer Selbstlernsoftware für Mathematik in der Klasse 7 und 8 zum Thema lineare Funktionen/Termumformungen. Zuerst wird der Schüler in einem Eingangstest auf seinen Wissensstand überprüft. Zu verschiedenen Aufgabentypen werden verschiedene Parameter zufällig generiert, um eine Wiederholung des Tests zu ermöglichen. Die Fehlerschwerpunkte, die der Test ergeben hat, werden in angeschlossenen Übungen trainiert. Am Ende der Übungen findet ein Nachtest statt, in dem das Erlernte geprüft wird. Ich mache dieses Projekt, da ich das Lernen für klassenarbeiten erleichtern möchte und Schülern die Möglichkeit geben will, dieses Thema sich selbst zu erarbeiten. 06 ARBEITSWELT Trockengang 2.0 Jonatan Müller (15), Zwingenberg Daniel Hartley (15), Seeheim Betreuung: Herr Haxel Ort der Projekterstellung: Schuldorf Bergstraße, Seeheim-Jugenheim In unserem Projekt geht es um einen der bekanntesten Alltagsgegenstände: Den Geschirrspüler. Wir verwenden ihn Tag für Tag, doch es gibt ein bekanntes Problem: Die Wasserrückstände auf den verschiedensten umgedrehten Containern. Dabei hat fast jeder Behälter eine Kante, die das Wasser am Ablaufen hindert, andere ein nicht hitzespeicherndes Material. Wir analysierten den vorhandenen Trockenmechanismus eines Geschirrspülers mit Hilfe einer wasserdichten Kamera und bauten eine Spülmaschine als Modell nach. Dabei experimentierten wir mit den verschiedensten Varianten von Luftströmen und spezialisierten uns auf den Trockengang mit der Hilfe von Druckluft, welcher das Wasser schnell und einfach aus den Containern herausbläst. Mit dieser Technologie soll in der Zukunft Zeit und Energie gespart werden. 07 ARBEITSWELT Verraten Kaugeräusche Okklusionsfehler? Kübra Peker (20), Marburg Bita Alavi (19), Marburg Ariadne Charis Frank (18), Marburg Betreuung: Herr Ltd. OA. Prof. (apl.) Dr. Gente Ort der Projekterstellung: Zahnklinik Marburg Bei geschlossenem Mund sollen alle Zähne einen gleichmäßigen Kontakt zueinander aufweisen. Korrekte Kontaktpunkte sind Grundvoraussetzung für gesunde Kieferbewegungen. Zähne reagieren auf Fehlkontakte sensibel: Ein Frühkontakt, z. B. auf einer Krone, die nur um 1/10 mm zu hoch ist, kann zu Zahn-, Ohr- und Kopfschmerzen führen. Üblicherweise werden Kontaktpunkte mit farbstoffbeschichteten Folien zur Kontrolle markiert. Wir fragten uns, ob es nicht anderweitig möglich ist ein Gebiss auf Fehlkontakte zu prüfen: Wir sind auf die Idee gekommen die entstehenden Geräusche bei dem Zusammenbiss von Zähnen, der Okklusion, zu untersuchen. Wir nahmen die Geräusche bei der Okklusion von Gipsmodellen im Artikulator (Gerät zur Simulation der Kieferbewegungen) auf. Die Aufzeichnungen haben wir am Computer analysiert. Wir konnten feststellen, dass sich das Geräusch einer fehlerhaften Okklusion von einer korrekten sowohl beim Gipsmodell als auch beim Patienten deutlich voneinander unterscheiden.

16 14 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassungen der Projekte 08 BIOLOGIE Biologisches Phosphat- Recycling mittels Algen Johann Liebeton (18), Zwingenberg Leon Werner (18), Bensheim Betreuung: Herr Lay Ort der Projekterstellung: Geschwister-Scholl-Schule, Bensheim Die verfügbaren Phosphorvorkommen werden sich in den nächsten Dekaden erschöpfen. Dies wird weitreichende Konsequenzen für die Ernährung der Weltbevölkerung haben. Das Ziel unseres Projektes ist es, einen Weg aufzuzeigen, um mittels Algen aus lokalen Gewässern Phosphat zurückzugewinnen. Nachfolgend könnten die Algen als Dünger genutzt werden, um eine nachhaltige Verwendung der bestehenden Phosphatressourcen zu erreichen. Zunächst wurde der Phosphatgehalt lokaler Gewässer bestimmt und festgestellt, dass einzelne Proben durch eine überdurchschnittlich hohe Phosphat-Konzentration auffielen, was die Problemstellung untermauerte. Die zu überprüfende Fragestellung lautete, ob man mittels Polyploidisierung eine erhöhte Phosphataufnahme der Algen induzieren kann. Dazu behandelten wir diese mit verschiedenen Mitosehemmern. Eine Verdopplung des Chromosomensatzes der Algen konnte nachgewiesen werden. Anschließend haben wir überprüft, ob polyploide Algen mehr Phosphat aufnehmen als unbehandelte Algen. Unsere bisher durchgeführten Versuche zeigten, dass polyploide Algen nicht signifikant mehr Phosphat aufnehmen als haploide Algen. In zukünftigen Arbeiten versuchen wir nun, die Phosphataufnahme der Algen durch einen künstlichen Selektionsdruck zu erhöhen. 09 BIOLOGIE Gibt es rote und grüne Blüten? Funktionsaspekte der UV-Reflexion bei der Bestäubung Julian Kompa (18), Rödermark Anna-Lena Ohnesorge (19), Rödermark Till Weber (20), Rödermark Betreuung: Herr Dr. Heckroth Ort der Projekterstellung: Nell-Breuning-Schule, Rödermark Blüten dienen der Anlockung von Bestäubern und nutzen hierzu verschiedenste Farbstoffe. Vor allem in den Tropen ist der Schauapparat einer Pflanze oft sehr auffällig gefärbt, doch Insekten können die für uns als rot sichtbare Farbe gar nicht wahrnehmen. Einige Blüten enthalten für uns Menschen unsichtbare Farbstoffe, die im UV-Bereich reflektieren, um auf sich aufmerksam zu machen. Sie sind also nicht wirklich rot. Wir haben verschiedene heimische und tropische Blüten im Hinblick auf die Reflexion und ihre Bestäuber untersucht; hierzu nutzten wir den Palmengarten in Frankfurt und Wiesen in der Umgebung. Um die UV- Reflexion einer Blüte zu bestimmen, benutzten wir eine Kamera mit UV-Durchlassfilter und UV-Lampen. So konnten wir nachweisen, dass nahezu jede rote tropische Blüte auch tatsächlich rot ist und Vögel anstatt der bei uns üblichen Insekten als Bestäuber nutzt. Im Gegensatz dazu ist weithin bekannt, dass der heimische Klatschmohn im UV-Bereich reflektiert um, Insekten anzulocken. Eine ebenfalls starke UV-Reflektion zeigten fast alle grünen oder braunen Blüten, die vor dem Hintergrund aus Blättern und Ästen für Insekten ansonsten fast unsichtbar erscheinen würden. Es ergaben sich weiterhin Hinweise, dass Farbstoffe in Blüten auch weitere Funktionen erfüllen, wie z. B. den Schutz genetischen Materials in den Staubgefäßen und Narben vor UV-Strahlung.

17 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassungen der Projekte BIOLOGIE Hilft Kaugummikauen gegen Plaquebildung? Viviane Bopp (16), Dietzenbach Julian Hartmann (15), Dietzenbach Betreuung: Herr Dr. Gehrig Ort der Projekterstellung: Ernst-Reuter-Schule, Dietzenbach Kaugummi heißt auf Afrikanisch: Lubaen; Arabisch: elk; Chinesisch: Heung How Chu; Finnisch: purukumi; Französisch: chiclette; Indonesisch: permen karet; Japanisch: gamu; Portugiesisch: pastilka elastika; Russisch: Zhevatelnaya Rezinka; Schwedisch: tuggumi; Schweitzerdeutsch: chaettschgummi; Spanisch: goma de mascar; Ungarisch: rágógumi. Auch wenn mit der industriellen Produktion von Kaugummi erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts begonnen wurde, hat das Kauen von Kaugummi eine lange Tradition. Den bislang ältesten Kaugummi fanden Archäologen bei den Ausgrabungen einer Jahre alten Siedlung in Südschweden. Hat aber außer dem Genuss, der Geschmacksrichtung und dem Zeitvertreib Kaugummikauen auch eine Wirkung bei der Reinigung von unseren Zähnen? Dieser Frage sind wir nachgegangen. Uns ist nämlich aufgefallen, dass es nach dem Mittagessen in der Schule praktisch keine Chance gibt sich die Zähne zu putzen. Könnte da uns ein Kaugummi helfen? Dies steht aber der Schulordnung entgegen, in der es heißt, dass auf dem Schulgelände und in den Gebäuden kein Kaugummi erlaubt ist. Vielleicht können wir mit unseren Untersuchungen dazu beitragen, dass sich das wenigstens nach dem Mittagessen ändert. 11 BIOLOGIE Nano-Titandioxid: Ökotoxizität und foto katalytische Wirkung Steffen Mansfeld (16), Kelkheim Stefan Tauchnitz (17), Hofheim Felix Mujkanovic (16), Kriftel Betreuung: Frau Tebartz Ort der Projekterstellung: Main-Taunus-Schule, Hofheim Strahlend saubere Fliesen wie von selbst! Mit solchen Slogans werben Hersteller für ihre selbstreinigenden Fliesen. Das Geheimnis: Nano-Titandioxid-Partikel. Sie sind fotokatalytisch aktiv und sollen unter Einfluss von UVA-Strahlung bereits Raumlicht soll genügen Verschmutzungen auf der Oberfläche zersetzen und das Wachstum von Bakterien und Algen hemmen. Neben Fliesen kommt Titandioxid in einer Unmenge weiterer Produkte vor: Sonnenschutzmitteln, Wandfarben, Zahnpasta, Kleidungsstücken. Jedoch stellt sich die Frage: Was passiert, wenn die Nanopartikel in die Umwelt, z. B. in Gewässer gelangen? Gefährden sie die dort lebenden Organismen? Zunächst testeten wir die fotokatalytische Aktivität verschiedener Nano-Titandioxid-Produkte anhand der Entfärbung von Methylenblau, um das wirksamste zu identifizieren. In einem vierwöchigen Langzeitversuch mit Algen, die mit Nano-Titandioxid bis zu einer Konzentration von 200 mg/l versetzt wurden, zeigte sich nur eine schwache Hemmung des Wachstums. Im Gegensatz dazu ergab ein Test mit Wasserflöhen, dass die Tiere bereits bei einer Konzentration von 20 mg Nano-Titandioxid pro Liter nach wenigen Tagen sterben. Weil wir festgestellt hatten, dass Nano-Titandioxid das Algenwachstum nur schwach zu hemmen scheint, haben wir uns gefragt, ob mit Nano-Titandioxid veredelte Fliesen überhaupt funktionieren, d.h. weniger verschmutzen als unveredelte. Die Untersuchung ergab ein überraschendes Ergebnis: Die veredelten Fliesen sind fotokatalytisch aktiv, was ein Test mit Methylenblau zeigte; die Beschichtung mit Nanopartikeln scheint aber keinen Einfluss auf das Algenwachstum zu haben. Auch Versuche im Freiland ergaben keinen Vorteil der veredelten gegenüber normalen Fliesen.

18 16 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassung der Projekte 12 BIOLOGIE Säureausscheidung an pflanzenwurzeln wie erschließen sich Pflanzen Mineralstoffe Leonie Lüdke (14), Dreieich Laetitia Lüdke (11), Dreieich Rania Bachiri (14), Dietzenbach Betreuung: Herr Dr. Gehrig Ort der Projekterstellung: Ernst-Reuter-Schule, Dietzenbach Grüne Pflanzen sind photoautotroph, also in der Lage energiereiche organische Verbindungen mithilfe des Sonnenlichts in der Photosynthese aus einfachen, anorganischen Molekülen aufzubauen. In dieser Hinsicht unterscheiden sich die Höheren Pflanzen von den Tieren, die mit ihrer Nahrung nicht nur stoffliche Substanz, sondern auch Energie aufnehmen müssen. Die Pflanzen nehmen anorganische Verbindungen als Nährstoffe auf, zwar können sie auch niedermolekulare organische Verbindungen wie Aminosäuren und Glucose aufnehmen, diese sind aber nicht lebensnotwendig. Schon um das Jahr 1850 erkannten Justus von Liebig, dass einfache anorganische Verbindungen für die Pflanzenernährung ausreichen und keine orga nischen Substanzen aus der Humusauflage des Bodens benötigt werden. Daraus entwickelte sich die moderne Landwirtschaft zur Düngung mit anorganischen Salzen. Als Nährstoffe werden diejenigen chemischen Elemente angesehen, die für das Wachstum und für eine normale Entwicklung der Pflanze notwendig sind. Hierbei werden bei den Höheren Pflanzen diese Nährstoffe über ihr Wurzelsystem aufgenommen, sieht man einmal vom Kohlenstoffdioxid ab, welches über die Spaltöffnungen der Blätter aufgenommen wird. Die Aufnahme über die Wurzeln geschieht im wässrigen Milieu und erfolgt über Diffusion oder osmotische Vorgänge bei der Wasseraufnahme. Allerdings gibt es auch aktive Vorgänge. Dabei tauscht die Pflanze mit dem Boden Ionen aus und erschließt sich so die lebensnotwendigen Mineralien. Wir haben versucht diesen Ionenaustausch sichtbar zu machen. Da von den Pflanzenwurzeln hauptsächlich Wasserstoffionen abgegeben werden, müsste mittels eines Indikatorsystems dieser Austausch durch einen Farbumschlag sichtbar gemacht werden können. Dies ist uns auch in einem ersten Ansatz gelungen und wir konnten den zeitlichen Verlauf des Ionenaustauschs beobachten. In weiteren Versuchen wollen wir nun den Austausch mit bestimmten Nährsalzen testen und sehen, in wie weit, durch unseren Versuchsansatz, sich die zeitliche Aufnahme dieser Salze unterscheiden. 13 BIOLOGIE Schach den Algen Untersuchungen zum Einfluss von LED-Beleuchtung auf die Lampenflora in Schauhöhlen Anke Peters (14), Breitscheid Johanneum-Gymnasium Herborn Betreuung: Herr Schäfer Ort der Projekterstellung: Zeitsprünge Breitscheid e. V. In vorausgegangenen Kulturversuchen mit höhlentypischen Algen konnte gezeigt werden, dass LED-Licht deren Wachstumsfähigkeit lediglich erheblich ein - schränkt. Daraus ergeben sich für Betreiber von Schauhöhlen neue Herausforderungen bei der Bekämpfung einer Lampenflora. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht herauszufinden, ob sich eine vorhandene Lampenflora nach Umstellung auf LED-Beleuchtung verändert. Dabei wurde der Schwerpunkt auf die Anpassung der photosynthetisch aktiven Pigmente gelegt. Zudem sollten Laborversuche zeigen, ob und in welchem Ausmaß Tropfsteinflächen neu besiedelt werden können. Als Versuchsorganismen dienten Cyanobakterien, die oftmals Ausgangspunkt eines Lampenflora typischen Biofilms sind. In einer eigens dafür konstruierten Tropfsteinoberflächensimulation wurde geprüft, inwieweit unterschiede in der Anheftungsfähigkeit von Algen bei verschiedenen Lichtquellen bestehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind für zahlreiche Tropfsteinhöhlenbetreiber in Deutschland (> 50) und in ganz Europa von großer Bedeutung.

19 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassung der Projekte CHEMIE DDT eine mögliche Altlast? Solveig Gresselmeyer (17), Nidderau Betreuung: Herr Rothweil Ort der Projekterstellung: Hohe Landesschule, Hanau Das Projekt beschäftigt sich mit der Frage, ob der Stoff Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) in ausgewählten Gebäuden, die ehemals von der US-Armee in der Region Hanau genutzt wurden, qualitativ nachweisbar ist. In der Vergangenheit wurde in vielen Ländern, aber gerade auch in US-amerikanischen Einrichtungen, DDT zum Teil exzessiv als Insektizid verwendet. Zur Überprüfung des Vorkommens habe ich Proben (Hausstaub-, Holzoberflächen- und mineralische Baustoffproben) von den möglicherweise betroffenen Gebäuden gesammelt und eine Extraktion der Probeninhaltsstoffe (insbesondere hinsichtlich DDT) durchgeführt. Nach der Durchführung geeigneter Voruntersuchungen, wie der Beilstein-Probe und dünnschichtchromatographischer Untersuchungen, folgte die Untersuchung der Extrakte mittels instrumentell-analytischer Verfahren (Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung). Bei fünf von sieben entnommenen Proben, die einer vollständige Untersuchung unterzogen wurden, konnten DDT bzw. seine Abbauprodukte eindeutig qualitativ nachgewiesen werden (auf Holzoberflächen und in Verputz). Eine quantitative Bestimmung der DDT-Gehalte steht noch aus. 15 CHEMIE Pusteblume gibt Gummi! Victor Westbrock (16), Buseck Luise Böhm (17), Linden Louisa Mayer (16), Lich Betreuung: Frau Walter Ort der Projekterstellung: Landgraf-Ludwigs- Gymnasium, Gießen Kautschuk wird als Rohstoff bisher aus Kautschukbäumen in Südamerika und Asien gewonnen. Dieser Baum wird von einem parasitären Pilz befallen und so kann es in der Zukunft zu einem Kautschukmangel kommen. Eine interessante Alternative zur Kautschukgewinnung stellt der Milchsaft von Löwenzahn dar. Problematisch ist dabei das im Milchsaft enthaltene Enzym Polyphenoloxidase. In Anwesenheit von Sauerstoff verursacht es eine Braunfärbung und Gerinnung des Milchsaftes. Die Universität Münster hat mit anderen deshalb den russischen Löwenzahn gentechnisch verändert, sodass das Enzym ausgeschaltet ist. Wir sehen für uns eine Herausforderung darin, das Wirken des Enzyms mit unseren experimentellen Mitteln und ohne Gentechnik zu unterbinden. Weiterhin arbeiten wir mit gewöhnlichem Löwenzahn, da dieses lästige Unkraut hier überall wächst. Wir erforschen die Auswirkung verschiedener Faktoren auf das Wirken des Enzyms, indem wir die Farbe und Viskosität des Milchsaftes auf phänomenologischer Ebene in Anwesenheit von Sauerstoff und vergleichend in einer Argon-Atmosphäre untersuchen.

20 18 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassungen der Projekte 16 CHEMIE Rhein-Check 524 Aaron Steinheimer (16), Geisenheim Betreuung: Frau Flaschel Ort der Projekterstellung: Rheingauschule, Geisenheim Ziel meines Projektes ist die Analyse des Rheinwassers vor und nach dem Klärwerk Rüdesheim bei Rheinkilometer 524 bis 525. Ich untersuche dabei mit den mir zur Verfügung stehenden Mitteln, ob die Wasserqualität des Ökosystems Rheins den erforderlichen Normwerten entspricht, um die Rückkehr der früher hier heimischen Fische wie z. B. dem Lachs zu ermöglichen. Diverse Chemieunfälle am Rheinlauf bedingten in der Vergangenheit eine massive Verschmutzung des Flusses. Die Folgen waren besonders für die Tierwelt katastrophal. Anhand verschiedener Wasserparameter wie Nitritwerte, die als Verschmutzungsindikatoren gelten und das Vorkommen von Mikroorganismen soll die Wasserqualität analysiert werden. Mit dem analytischen Verfahren der Photospektroskopie werde ich die Nitrit-Konzentration im Rheinkilometer 524 versuchen zu ermitteln. Die Anwendung des Bouguer-Lambert- Gesetzes ist hierbei zur Auswertung erforderlich. Durch die ermittelten Absorptionswerte können dann in einer Eichkurve die dazu gehörigen Nitritwerte abgelesen werden. Die gefundenen Organismen fungieren als so genannte Biomarker und sind Bestandteil bei der Bewertung der momentanen Wasserqualität des Rheines. Dies werde ich an zwei unterschiedlichen Probetagen versuchen durchzuführen. Dabei ist zu beachten, dass ich an den unterschiedlichen Probetagen an den gleichen Stellen Wasserproben entnehme und diese zeitnah untersuche. 17 CHEMIE Wässrige Akkusysteme als Stromspeicher der Zukunft? Christian Brudy (17), Zwingenberg Daniel Crusius (17), Heppenheim Elias Chalwatzis (18), Bensheim Betreuung: Herr Dr. Chalwatzis Ort der Projekterstellung: Goethe-Gymnasium, Bensheim In unserer letztjährigen Jugend forscht Arbeit konnten wir nicht nur zeigen, dass es Alternativen zum Lithium in Akkumulatoren gibt, sondern stellten zudem fest, dass auch Graphit-Interkalations-Akkus mit Wasser als Lösungsmittel und Alkalimetall-Hydroxiden als Elektrolyt gut funktionieren. In dieser Arbeit führten wir weitere Versuche mit solchen Akkusystemen durch. Dabei testen wir Elektrolyte mit verschiedene Anionen und Kationen. Weiterhin haben wir quantitative Messungen während der Ladeund Entladevorgänge durchgeführt. Hierbei haben wir die Ladungskapazität, die optimalen Ladebedingungen und die möglichen Vor- und Nachteile solcher Akkus untersucht. Weiterhin haben wir Überlegungen angestellt, welche Reaktionen an den Elektroden ablaufen und Versuche geplant um unsere Hypothesen zu überprüfen. Wir konnten zeigen, dass sich die untersuchten Akku- Systeme im Modellversuch durch eine sehr gute Ladekapazität auszeichnen. Diese war dem Modell eines Lithium-Ionenakkus sogar überlegen.

21 jugend forscht 2015 und merck Kurzfassungen der Projekte GEO- UND RAUMWISSEN- SCHAFTEN Bahndaten extrasolarer Systeme Patricia Asemann (16), Zwingenberg Robin Heinemann (15), Helsa Betreuung: Herr Xibraku Ort der Projekterstellung: Schülerforschungszentrum Nordhessen, Kassel Mit einer selbst entwickelten N-Körper-Simulation, die mittels einer Baumstruktur eine Komplexität von O(n*log(n)) erreicht, simulieren wir Planetensysteme in verschiedenen Phasen ihrer Entstehung. Insbesondere interessiert uns dabei, inwiefern sich die anfängliche Dichteverteilung der protoplanetaren Scheibe verändert. Durch Hinzufügen eines zweiten Sterns können wir außerdem mögliche Beeinflussungen auf das System erzeugen und anschließend analysieren. Besonders aktuell ist hierbei u.a. die Frage, warum so häufig extrasolare Gasriesen auf sehr engen Bahnen um ihren Zentralstern gefunden werden, obwohl sie ursprünglich in den äußeren Regionen der protoplanetaren Scheibe entstehen. 19 GEO- UND RAUMWISSEN- SCHAFTEN Entstehung von Treibsand und seine Gefahren Jonathan Stindl (18), Offenbach Betreuung: Herr Dr. Schäfer Ort der Projekterstellung: Freie Christliche Schule Frankfurt Ich möchte in meinem Projekt verschiedene Untersuchungen über Treibsand durchführen: Welche Bedingungen müssen für das Entstehen von Treibsand gegeben sein? Welche Bedingungen fördern die Entstehung von Treibsand? 1. Wasserströmung 2. Vibrationen 3. Beimischung von Lehm Außerdem soll die Eindringtiefe von Objekten bestimmt werden. 20 GEO- UND RAUMWISSEN- SCHAFTEN Südumgehung Darmstadt Machbarkeitsstudie Peer Lehmann (14), Darmstadt Finn Hammann (15), Darmstadt Betreuung: Herr Dipl.-Ing. Lehmann Ort der Projekterstellung: Freie Montessori Schule, Darmstadt Im letzten Jahr haben wir den Straßenverkehrslärm in Darmstadt gemessen. Zur Lärmsenkung schlugen wir einen Tunnel im Süden vor. Wir haben die Trassenführung der Südumgehung Darmstadt als Verbindung zwischen der B26 und der A5 geplant sowie ein Geländemodell, ein Modell des Tunnellängsschnitt und ein Modell des Tunnelquerschnitts gebaut. Wir haben unser Projekt mit Vertretern der Stadt Darmstadt, dem RP Darmstadt und Hessen mobil diskutiert. Das hlug informierte uns über die vorhandenen Gesteine. Ein Spezialist für Tunnelbau der HDa half uns bei der Planung. Die Südumgehung ist 6 km lang, davon sind 5 km Tunnel. Die Strecke ist für Fahrzeuge pro Tag ausgelegt. Das Projekt kostet ca. 170 Mio. Euro und muss in den Bundesverkehrsplan aufgenommen werden. Wir besichtigten den Lohbergtunnel in Nieder-Ramstadt und die Tunnelbaustelle Mittlerer Ring Südwest in München. Wir haben unser Projekt dem Oberbürgermeister von Darmstadt und dem Landrat von Darmstadt-Dieburg vorgestellt. Sie haben unser Projekt beführwortet. Es soll in den neuen Bundesverkehrswegeplan 2015 aufgenommen werden. Wir haben eine Anbindung der ICE-Neubaustrecke Rhein/Main - Rhein/Neckar durch einen parallelen ICE-Tunnel zum Darmstädter Hauptbahnhof betrachtet. Dafür sollte der Südtunnel auf eine von 10 km Länge erweitert werden. Die Kosten würden sich auf ca. 600 Mio. Euro belaufen. Es ist günstiger, beide Verkehrsprojekte getrennt zu bauen. Wir wollen noch die baustelle Schwarzkopftunnel besichtigen und uns mit Vertretern der Deutschen Bahn treffen. Wir werden die Südumgehung Darmstadts im Verkehrsausschuss des Kreistages vorstellen.

22 20 jugend forscht 2015 und merck KurzfassungEN der Projekte 21 MATHEMATIK/ INFORMATIK Das Voronoi-Spiel in der Manhattan-Metrik Ha Hyung Moon (18), Marburg Betreuung: Herr Dr. Soll Ort der Projekterstellung: Martin-Luther-Schule, Marburg Es gibt zwei konkurrierende Supermarktunternehmer, die planen eine gewisse Anzahl an Supermärkten in einer Stadt zu eröffnen. Die Unternehmer sollten sich gut überlegen, wo sie ihre Supermärkte platzieren wollen, um eine große Kundenzahl zu erreichen. Dieses Standortplanungsproblem ist in der Mathematik als das sogenannte Voronoi-Spiel bekannt: Zwei Spieler platzieren Spielsteine in Form von Punkten auf einem Spielfeld. Einem Spieler gehört der Teil des Spielfeldes, der näher an einem von ihm gelegten Spielstein liegt als an allen Spielsteinen des Gegners. Derjenige Spieler gewinnt, dessen Flächenanteil am Spielfeld größer ist. Ist eine Stadt mit einem rasterförmigen Straßennetz überzogen (wie Manhattan oder Mannheim), so liefert der so genannte Manhattan-Abstand ein realistischeres Modell des Problems als der übliche euklidische Abstand. In meiner Arbeit soll das Voronoi-Spiel in der Manhattan-Metrik betrachtet und mit dem Spiel in der euklidischen Metrik verglichen werden. 22 MATHEMATIK/ INFORMATIK Ey Mann, wo is mein Auto? Janosch Ott (14), Darmstadt Paul Kühner (15), Darmstadt Kevin Sivakumar (13), Weiterstadt Betreuung: Herr Schonert Ort der Projekterstellung: Lichtenbergschule, Darmstadt Das Problem, dass man gerade in Großstädten sich nicht merken kann, wo man sein Auto z. B. über Nacht geparkt hat (wenn man keinen festen Stellplatz o.ä. hat), ist weit verbreitet. Es ist dann schwierig, dieses Auto wieder zu finden. Deshalb versuchen wir ein Programm für Handys zu schreiben, welches eine nutzerfreundliche Oberfläche bietet, um ein geparktes Auto wieder zu finden. Die Suche nach dem Auto bleibt aus, da die gespeicherten GPS-Koordinaten per Knopfdruck wieder abgerufen werden können. Wir testen derzeit verschiedene Varianten, um diesen Prozess zu starten. Angedacht war, über Bluetooth eine Verbindung aufzubauen, dies ist aber nicht umsetzbar. Deshalb versuchen wir den Prozess mithilfe eines NFC-Tags zu starten.