Was sind die Batterien der Zukunft? Wie kann Mathe-Pauken trotz Homeschooling Spaß machen? Was machen Motorrad-Biker ohne Navi? So vielfältig die diesjährigen Fragen der Nachwuchstüftlerinnen und -tüftler aus Sachsen-Anhalt auch waren, so clever sind ihre Erfindungen für die Probleme des Alltags. Insgesamt 62 MINT-Talente nahmen am Mittwoch bei der Endrunde des Landeswettbewerbs in Sachsen-Anhalt teil – wegen der Corona-Pandemie im Digitalformat.

MDR WISSEN hat die Preisverleihung live aus dem Technologiepark Weinberg Campus in Halle übertragen und gemeinsam mit Wettbewerbsleiterin Beate Enzian die Siegerprojekte gekürt.

Selbst für Enzian, die schon seit 15 Jahren bei Jugend forscht dabei ist, sei die diesjährige Ausgabe eine besondere Herausforderung gewesen, deutet sie zu Beginn der Preisverleihung im Gespräch mit MDR WISSEN-Moderatorin Daniela Schmidt an. "Wir hatten zu Beginn die Befürchtung, dass wegen Corona so viele Projekte zurückgestellt werden, aber wir hatten über 200 Teilnehmerinnen und Teilnehmer", sagt sie. Ein guter Schnitt, denn im vergangenen Jahr – ohne Corona – seien es mit 234 nur wenig mehr gewesen. Besonders in den Fachgebieten Biologie und Technik habe es sehr starke Einreichungen gegeben.

Für diese sechs Gewinnerprojekte aus Sachsen-Anhalt geht es nun beim digitalen Bundesfinale in Heilbronn im Mai weiter. Dort treten sie dann auch gegen die Finalistinnen und Finalisten aus Sachsen und Thüringen an.

MatheX – Sprachbasiertes & individualisiertes Training der mathematischen Basiskompetenzen

Ob Zahlenfolgen, lineare Funktionen oder Differenzialrechnung – im Mathe-Unterricht gilt wieder einmal: alles baut aufeinander auf. Nicht alle Schulkinder haben aber auf Anhieb ein "Mathe-Brain" – manche müssen sich durch diese Materie quälen. Wird in der Grundschule etwas nicht richtig verstanden, wird das Aufholen des Unterrichtsstoffs mit der Zeit immer schwieriger.

Umso mehr gilt das in Zeiten des Homeschoolings. Auf die Vermittlung jenseits des Klassenzimmers kommt es also an, wird sich der Hallenser Stefan Neuber (17) da wohl gedacht haben. Er entwickelte eine App, mit der Schülerinnen und Schüler auf ihrem Smartphone an ihren Mathe-Skills trainieren können. Das interaktive Lernen soll hier ganz zeitgemäß mittels Spracheingabe und -synthese funktionieren.

Auch Lehrerinnen und Lehrer dürfte das freuen: Ihnen erspart die App nämlich das lästige Korrigieren. Sie können die Ergebnisse der einzelnen Klassenmitglieder einsehen und mit individuellen Förderaufgaben darauf reagieren.

Wechselkandidaten des Weizens – eine Antwort auf den Klimawandel?

Durch die Klimaerwärmung werden die Sommer immer heißer und die Winter immer milder. Nicht zuletzt für die mitteldeutschen Landwirtinnen und Landwirte, die häufig auch Weizen anbauen, wird die Trockenheit zunehmend zum Problem, darüber hat MDR WISSEN bereits 2019 berichtet.

Wie lassen sich aber auch zukünftig gute Erträge für die Landwirtschaft gewährleisten? Mit dieser Frage haben sich Paul Lünenborg (14) und Amelie Dybus (15) beschäftigt. In einem über zwei Jahre andauernden Feldversuch haben sie Winter- und Sommerweizen analysiert und auf Basis einer Genbank jene Sorten identifiziert, die vorteilhafte Eigenschaften für die Landwirtschaft bieten.

Klingt ganz schön aufwändig. "Montags nach der Schule waren wir vier bis fünf Stunden im Labor", sagt Amelie Dybus bei der Preisverleihung. Die Theorie hätten sich die beiden dann zusätzlich Zuhause und am Wochenende angeeignet. Von der wissenschaftlichen Ausdauer der beiden Nachwuchsforschenden war auch die Jury begeistert. Sie lobte das methodische Vorgehen und die Zukunftsperspektiven des Projekts.

Hohe Energieeffizienz im Mikro-Bereich

Erneuerbare Energien wie Windkraft oder Photovoltaikanlagen haben viele Vorteile: sie sind klimafreundlich, schadstoffarm und platzsparend. Manchmal können sie allerdings auch ganz schön unzuverlässig sein: Nämlich dann, wenn es windstill ist oder Wolken die Sonne bedecken.

Energie speichern ist hier ein Schlüssel, weiß der Hallenser Tim Großmann (18). Für Jugend forscht hat er sich mit der Entwicklung einer neuen Batterietechnik beschäftigt, um überschüssige Energie zu speichern.

Die Jury kann sich gut vorstellen, dass dies ein Modell für die Zukunft ist. Deshalb schickt sie Tim mit seiner Idee zum Bundesfinale.

Festgeklebt und eingeschlossen für die Ewigkeit II – Pollen in Bitterfelder Bernstein

Bitterfeld ist bekannt für sein "braunes Gold". Große Bagger schaufelten jahrzehntelang die Braunkohle aus den Tagebauen des mitteldeutschen Reviers.

Die Region ist aber auch reich an richtigem Schmuck, dem Bernstein, der beim Abbau der Braunkohle freigelegt wurde. Hier liegt die zweitgrößte Lagerstätte der Welt. Bis heute ist das Alter des Bitterfelder Bernsteins nicht ganz geklärt – einige Schätzungen von Forschenden gehen von zwanzig bis vierzig Millionen Jahren aus.

Inga Lovisa Endtmann (15) hat sich die Bernsteine aus ihrer Heimat genauer angesehen. In ihnen sind nicht nur alte Pflanzen überliefert, sondern auch Pollen. Mit ihnen lässt sich das Alter der Bitterfelder Bernsteine zeitlich besser abschätzen, denn Pollenkörner gelten in der Wissenschaft als sogenannte Leitfossilien. Dazu untersuchte Inga die Dünn- und Dickschliffe der Steine mit verschiedenen mikroskopischen Verfahren.

Smart Helmet Display (SHD)

Motorradfahrerinnen und -fahrer kennen das Problem: Wer sich im Straßenverkehr verfährt, merkt es nicht sofort. Dann muss rechts an den Rand gefahren und erst mühsam das Smartphone nach dem Weg befragt werden. Auch Johannes Lodahl (18) aus Halberstadt geht das manchmal so. Deshalb hat er einen Motorradhelm entwickelt, bei dem man sich wichtige Informationen wie Temperatur, Uhrzeit oder Navigation anzeigen lassen kann. Über eingebaute Sensoren und ein Bluetooth-Modul, welches mit dem Smartphone gekoppelt wird, lässt sich ein kleiner integrierter Bordcomputer steuern. Das OLED-Display wird im Nasenbereich des Helmes über einen verstellbaren Umlenkspiegel sichtbar.

Laterale Auflösung in der Positronen-Annihilations-Lebensdauerspektroskopie

Martin Rauch (18) aus Halle ist gelungen, die Jugend forscht-Jury mit einem sehr anspruchsvollen Thema aus der Physik zu beeindrucken. In seinem Projekt entwickelte er eine zerstörungsfreie Prüfmethode, die vor allem in der Materialforschung angewandt wird – zum Beispiel, um bestimmte Werkstoffe auf ihre Qualität hin zu untersuchen. Bisher ist diese Positronen-Annihilations-Lebensdauerspektroskopie, ein Zungenbrecher mit 17 Silben, nur mit Großanlagen wie Teilchenbeschleunigern erreichbar.

"Ich beschieße quasi Festkörper mit den Grundbausteinen von Antimaterie und dabei entsteht Strahlung", erklärt Martin während der Preisverleihung. Diese Strahlung gebe Aufschluss über den Festkörper, den man beschossen hat.

Damit brachte er nicht nur Moderatorin Daniela Schmidt von MDR WISSEN zum Staunen. Für seine Arbeit interessieren sich sogar schon Forschungsteams vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung und Helmholtz-Zentrum in Dresden – sicherlich beste Voraussetzungen, um auch die Jury beim Bundesfinale zu überzeugen.

jk