Jugend Forscht 2023

Bei der Regionalrunde des Jugend-Forscht-Wettbewerbs 2023 haben Schülerinnen und Schüler des Gauß-Gymnasiums drei erste Preise, einen zweiten und einen dritten Preis gewonnen und dazu mehrere Sonderpreise geholt.

Physik (1. Platz): 3D-Druckverfahren mit Materialprüfung

Jan Wegener, MSS13, inwischen überregionale Koryphäe in der 3D-Drucker- und Maker-Gemeinschaft, überzeugte die Jury seinen Qualitätstests rund um recycelte Kunststoffe (Filamente). Mit Ideenreichtum und großem praktischen Geschick baut er eigene Messstände zur Bestimmung von Zug-, Bruch und Torsionsfestigkeit und vergleicht damit neue Werkstoffe mit solchen, die aus bereits gedruckten Produkten zurückgewonnen wurden. Jan stellt standardisierte Probekörper her und zerstört diese kontrolliert,  wobei er seine Erkenntnisse mit statistischen Verfahren wissenschaftlich untermauert. Es stellt sich heraus, dass es zwar Unterschiede gibt, die recycelten Polymere in vielen Punkten nicht viel schlechter sind, als die neuwertigen. Die Jury ehrte Jan mit dem 1. Platz im Fachgebiet Physik. Besondere Glückwünsche an Jan sendet deshalb auch sein Physik-LK-Lehrer Herr Dr. Feser, der bereits Teile der Arbeit als Facharbeit bewerten durfte und der diese Zeilen schreibt.

Arbeitswelt (2. Platz): Optimierung einer Mehlstaub-Explosion

Carolin Geiger, Christian Kubik und Leandro Rettig, MSS12, haben sich mit der Frage beschäftigt, wie sich Mehlstaub-Explosionen verhindern lassen – und welche Parameter diese überhaupt beeinflussen. Verschiedene Verstäubungsmethoden wurden untersucht. Dabei konnte das Team den Zerstäubungsgrad des Mehls quantitativ mit Hilfe von Arduino-basierten Sensoren und Microcontrollern messen. Auch Staubexplosionen anderer Stoffe wurden durchgeführt und untersucht. Die tödlichen Gefahren von Staubexplosionen ist kaum jemandem bewusst, ebensowenig wie die relative Häufigkeit solcher Unglücke. So war eine der größten nicht-nuklearen Explosionen der Geschichte Deutschlands die Detonation der Rolandmühle in Bremen 1979. Eine Studie des CSB (Chemical Safety Board, USA) (Vorsicht, externer Link!) von 2006 hat gezeigt, dass es in den USA zwischen 1980 und 2005 zu mindestens 281 Staubexplosionen mit mindestens 119 Toten und 718 Verletzten kam. Das Team erhielt den 2. Preis im Fachgebiet Arbeitswelt.

Mathematik/Informatik (3. Platz): Darmkrebs-Erkennung mit histologischen Proben mittels einer rechen- und dateneffizienten KI

Harjot Singh Maan (MSS13) hat in seinem Projekt ein neuronales Netzwerk entworfen und trainiert, das schon mit kleinen Datenmengen und geringer Rechenkapazität anhand von Bildern histologischer Proben Darmkrebs erkennen kann. Es liefert Ergebnisse, die mit dem aktuellen Standard in der medizinischen Industrie mithalten kann und vergleichbare Ergebnisse liefert. Somit können sehr viel mehr Menschen zeit-, kostengünstig und effizient untersucht werden und Befunde beschleunigt werden – was bei dieser furchtbaren Krankheit Leben retten kann. Harjot erreichte den 3. Preis im Fachgebiet Mathematik-Informatik.

Chemie (1. Platz): Pflanzenstrom das geht wirklich?!

Nicht erst mit der Energiekrise hat Photovoltaik und die Forschung an Photovoltaik jenseits der klassischen Halbleiter-Module an Aufwind gewonnen. Prominentester Vertreter alternativer Ansätze zur Photovoltaik ist die sogenannte Grätzel- oder Farbstoffsolarzelle, deren Kernstück ein organischer Farbstoff ist. Baran-Kaan Mansur (MSS13) und Elias Schneider (10C)  haben daher in selbst-konstruierten Farbstoff-Solarzellen unterschiedliche pflanzliche Farbstoffe getestet. Chlorophyl, der Farbstoff der in Blätter eine wesentliche Rolle in der Photosynthese spielt, schneidet gut ab. Aber muss man den Aufwand treiben, das Chlorophyll aus den Blättern zu extrahieren? Kurz und knapp: Nein! Wenn bestimmte Eigenschaften, wie die Benetzbarkeit oder Dicke passen, dann können auch Blätter direkt in einer Farbstoffsolar-Zelle verwendet werden. Dann muss man aber das Verblassen und die Verwitterung in den Griff bekommen. Auch dazu haben Elias und Baran-Kaan viele kreative Ideen getestet und verfeinert, wofür sie mit dem ersten Platz im Fachgebiet Chemie belohnt wurden. Die Beiden haben noch viele weitere Ideen, mit denen sie auch auf dem Landeswettbewerb überzeugen werden – dessen sind wir uns sicher!

Technik (1. Platz): Ist das aktuelle Straßenbeleuchtungssystem insektenfreundlich?

Niklas Weinmann (08E), Lina Kussmann (06D), Anton Kern (08D) haben mit ihrem Projekt eine Brücke zwischen städtebaulichen Aspekten und Umweltschutz geschlagen. In ihrem Projekt haben sie Spektren (d.h. die Verteilung der Licht-Wellenlängen) von ca. 30 verschiedenen, in Wormser Straßenlaternen vorkommenden Lichtquellen untersucht und verglichen. Der prozentuale Anteil der blauen und violetten Spektralbereiche, wurden dabei als Indikator für Insektenfreundlichkeit bewertet. Das Team konnte die Fragen der Jury spielerisch leicht beantworten und ein ausgeprägtens wissenschaftliches und technisches Verständnis demonstrieren, wofür sie mit dem ersten Platz im Fachgebiet Technik ausgezeichnet wurden.

Mathematik-Olympiade 2023

Nach den ersten beiden Runden der Mathematik-Olympiade wird die Luft im Feld der Teilnehmer bereits sehr dünn. Wir sind deshalb begeistert, dass Laura Holzbaur aus der Klasse 05D in der dritten Runde den zweiten Platz belegen konnte. Damit ist sie die zweitbeste Mathematikerin in ganz Rheinland-Pfalz. Herzlichen Glückwunsch!

Internationale Biologie-Olympiade

Lukas Knauer, MSS13, hat an der 3. Runde der internationalen Biologie-Olympiade 2023 (IBO) (Vorsicht, externer Link!) teilgenommen. Die erste und zweite Runde fand bereits Ende 2022 statt. Dort war Lukas sehr erfolgreich und konnte sich als einer der 45 besten Nachwuchsforscher*innen Deutschlandsa in Biologie für die 3. Runde der IBO qualifizieren.

Die Teilnehmer*innen erhielten einige Crash-Kurse und mussten anschließend, verteilt über zwei Tage, mehrere Klausuren schreiben bzw. Laborexperimente durchführen:

• Botanik (75 Minuten, praktische Klausur)
• Physiologie & Biochemie (75 Minuten, praktische Klausur)
• Zoologie (75 Minuten, praktische Klausur)
• Bioinformatik (90 Minuten, theoretische Klausur)
• Themenübergreifende Klausur (4,5 Stunden, theoretische Klausur).

Von den 45 Schülern hat Lukas den hervorragenden 15. Platz belegt. Leider qualifizieren sich nur die ersten 10 bis 12 Teilnehmenden für die vierte Ruunde, die Lukas somit knapp verpasst hat. Wir sind sehr stolz auf seine Leistung und gratulieren herzlich zu diesem großartigen Erfolg.

Die Teilnehmer der dritten Runde der IBO erhalten viele Förderangebote: Stipendien, Praktika-Plätze in Forschungseinrichtungen, Buchpreise und  die Qualifikation zur European Sience Olympiade. Zuletzt erhalten sie einen Gutschein für Fachliteratur im Wert von 75 Euro. Lukas hat eine Einladung zur Teilnahme am International Science Summer Camp am Weizmann-Institut (Vorsicht, externer Link!) in Israel gewonnen.

Außerdem war Lukas bei der Olympiade der deutschen Neurowissenschaften 2023 dabei. Auch hier war er am Ende unter den Top-15 und hat sich für die Teilnahme am Bundesfinale in Frankfurt qualifiziert. Wir wünschen im viel Erfolg und Spaß dabei.

Danksagung

Die Gauß-Gemeinschaft freut sich mit allen Preisträgern und gratuliert herzlich. Wir bedanken uns für die stetige und unschätzbare Unterstützung durch Eltern aus unserer Schulgemeinschaft bei Herrn Kübler, Herrn Gandelheidt und Frau Kani und bei den Lehrkräften Frau Annette Modl und Herrn Christian Aring für die langjährige und fruchtbare Betreuung von Schülerinnen und Schüler im Dunstkreis unserer Forscherwerkstatt. Von Seiten der Schulleitung leistet Herr Kai Hartmann hier großartige Koordinierungsarbeit, und zahlreiche Informationen – ohne die es diesen Artikel nicht geben würde – wurden durch Herrn Simon Hirsch zusammengetragen.