64 Nachwuchsforschende aus 49 Forschungsprojekten – am 25. und 26. März präsentierten Thüringer Nachwuchstüftlerinnen und -tüftler ihre Forschungsprojekte beim Landeswettbewerb von "Jugend forscht".

Dieses Mal fand die Preisverleihung wegen der Corona-Beschränkungen ausschließlich digital statt. Und auch für die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler waren ihre Forschungsarbeiten nicht immer einfach zu bewerkstelligen. "Denn die Kids konnten dieses Jahr nur unter schwierigen Bedingungen gemeinsam experimentieren", sagt Ines Vogel von der Stiftung für Technologie, Innovation und Forschung Thüringen (STIFT). Die STIFT hatte gemeinsam mit dem Jenaer Optikunternehmen Jenoptik den Landeswettbewerb organisiert.

Homeschooling und Wechselunterricht hätten schließlich die Betreuung der Projekte für Lehrerinnen und Lehrer und externe Partnerinnen und Partner noch schwerer gemacht. Gegenüber den Vorjahren hätten etwa ein Viertel weniger Schülerinnen und Schüler teilgenommen. Das sei schon ein relativ hoher Verlust, so Vogel. Trotzdem sei die Jury mit der Qualität der eingereichten Arbeiten hoch zufrieden gewesen.

Diese bestand aus fachkundigen Vertreterinnen und Vertretern von Thüringer Schulen und Universitäten sowie externen Unternehmen und Forschungsinstituten. Alle Teilnehmenden des Landeswettbewerbs hatten sich vorab in sieben Regionalwettbewerben für die Landesrunde qualifiziert.

Die acht Landessiegerinnen und -sieger haben schon Einiges erreicht: Sie erhalten 250 Euro Preisgeld und die Möglichkeit in einer virtuellen Ausstellung ihre Forschungsprojekte einer größeren Öffentlichkeit vorzustellen.

Thüringen gilt bei Jugend forscht traditionell als starkes Bundesland – im Ranking der Länder steht es an sechstbester Stelle. Keine schlechten Startvoraussetzungen für die Nachwuchsforschenden beim Bundesfinale im Mai. Dann winken sogar Geld- und Sachpreise im Wert von bis zu 3.000 Euro.

MDR WISSEN stellt die acht Siegerprojekte aus den jeweiligen Fachgebieten hier vor:

Sei mal ganz Ohr! – Bioprinting einer Ohrmuschel

3D-Drucker sind inzwischen für die Industrie nicht mehr wegzudenken. Wie bei einem Tintenstrahldrucker wird hier computergesteuert Schicht für Schicht aufgebaut, um maßgeschneiderte Teile herzustellen. Aber geht das auch mit menschlichem Gewebe? Theresa Weber (17), Donata Henkel (18) und Celina Stitz (18) vom Albert-Schweitzer-Gymnasium in Erfurt haben dies anhand einer Ohrmuschel untersucht. Dafür erstellten sie mit einer Smartphone-App ein 3D-Modell eines Ohres und druckten dieses anschließend einmal mit einem herkömmlichen 3D-Drucker und ein weiteres Mal mit einem sogenannten Bioprinter aus. Der Einsatz ihres genutzten Verfahrens könnte in der Medizin die Fertigung von patientenspezifischem Gewebe mit geringem Zeitaufwand ermöglichen, schreiben sie in ihrer Projektbeschreibung. Das Potenzial ihrer Forschung sah die Jury ebenfalls so. Deshalb geht’s für die drei Nachwuchsforscherinnen nun zum Bundesfinale.

UV oder Blau? Lichtabhängigkeit der Parietinbildung bei Xanthoria parietina

Elisabeth Nitz (15) aus Erfurt hat sich für ihr Jugend forscht-Projekt mit einer Flechtenart beschäftigt, die Xanthoria parietina heißt. Die ist eine weit verbreitete Flechte von Bäumen, die dort besonders durch ihre Farbe Orange auffällt. Nicht alle Gartenliebhabenden finden diese pilzartigen Gewächse besonders hübsch. Elisabeth Nitz fand in ihrem Projekt heraus, dass besonders unter UV-Licht diese Flechtenart gut wächst.

Gewinnung von Polyhydroyalkanoaten aus Bakterien

Plastik oder Kunststoffe sind Alleskönner und aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken, da sie in vielen Bereichen Anwendung finden. Sie sind relativ einfach und günstig herzustellen und bestechen durch eine lange Haltbarkeit. Doch das wird zunehmend zu einem Problem, wie sich an der Vermüllung unserer Ozeane zeigt. Gleichzeitig werden sie aus fossilen Rohstoffen gefertigt – und die gehen bekanntlich irgendwann zur Neige. Alternativen sind also nötig. Und so eine haben Clara Sophie Buchwald (18, aus Erfurt), Dorothea Thomas (18, aus Erfurt) und Bastian Preuk (18, aus Sömmerda) mit den Polyhydroxyalkanoaten (PHA) gefunden. Sie sind sogenannte biogene Polyester, welche von vielen unterschiedlichen Mikroorganismen als Speicherstoffe angelegt werden. Die haben den Vorteil, dass sie aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden und biologisch abbaubar sind. Dies haben die Nachwuchsforschenden am Bakterium Cupriavidus necator erforscht, da diese sehr hohe PHA-Mengen anhäufen können – also so für die Industrie besonders effizient sind.

Die Parallaxe ist die Königsklasse

Konrad Thiel (18 aus Greiz) und Emmily Grunert (18 aus Berga) sind besonders fasziniert vom Sternenhimmel. Alle Sterne bewegen sich am Himmel, doch bekanntermaßen dreht sich nicht nur die Erde, sondern auch alle anderen Sterne haben eine Eigenbewegung. Doch wie kann man diese messen? Den beiden Nachwuchsforschenden ist das mit Amateurmitteln bei Barnards Stern, einem Fixstern im Sternbild Schlangenträger, gelungen. Und das "mit einer erstaunlichen Genauigkeit", befand die Jury.

Die Menge der einfach nicht konvexen Tangrampolygone

Tangram ist ein altes chinesisches Legespiel, bei dem man aus sieben geometrischen Holzplättchen zahllose Formen bilden kann. In einem älteren Forschungsprojekt hatte Sarah Sophie Pohl (19) aus Leinefelde-Worbis schon die Menge der Tangramfünfecke entschlüsselt. In ihrer aktuellen Arbeit für Jugend forscht hat sich Sarah nun mit Tangram-Vielecken beschäftigt und deren Menge bestimmt. Das ist ihr "mit mathematischem Scharfsinn" gelungen, wie die Jury urteilt.

Entwicklung eines Fahrzeugmodells auf der Grundlage des autonomen Fahrens

Ob Google, Apple oder Tesla – große US-amerikanische Tech-Giganten experimentieren schon eine Weile mit den Möglichkeiten des autonomen Fahrens. Felix Reißmann (17), Niklas Geißler (18) und Moritz Schaub (18) vom Ulf-Merbold-Gymnasium in Greiz interessieren sich vor allem für die technischen Aspekte dieses Themas. Sie entwickelten mit einem 3D-Drucker ein spezielles Automodell, welches auf einer Teststrecke selbstständig fahren soll. Die Assistenzsysteme dafür programmierten die drei Jungs dafür selbst. Für ihre beiden Prototypen gebe es in der Industrie einen großen Anwendungsbereich, würdigte die Jury.

Faser-Bragg-Gitter und deren Potenzial zur Anwendung im Bereich der Neuroprothesen

Die Hoffnungen von Menschen mit körperlicher Behinderung sind groß: Intelligente Prothesen können Menschen helfen, auf künstlichem Wege, verlorene Fähigkeiten wiederherzustellen. Elektrische Stimulationen bei Neuroprothesen machen das möglich. Eine weitere Möglichkeit könnte vielleicht auch das sogenannte Faser-Bragg-Gitter sein. Das sind Glasfaserkabel, die Lichtwellen blitzschnell reflektieren. Das Potenzial dieser Technologie haben Malte Reinstein (18), Johanna Rackete (17) und Lilly Schuster (18) aus Altenburg untersucht. Die Jury urteilt, dass ihre Arbeit in der Praxis einen großen Anwendungsbereich für Neuroprothesen finden werde.

Konstruktion des Antriebsstranges eines Rovers basierend auf dem Tensegrity-Prinzip

Fortbewegung kann auch anders gelingen, als nur durch Beine, Füße oder Rollen. Nämlich auch mit Seilen, weiß die Ilmenauerin Samira Maia Tommer (17). Mit dem Tensegrity-Prinzip stellt sie ein Modell vor, bei dem Seile und Stäbe miteinander eine stabile Struktur bilden, mit der man sich fortbewegen kann. Dies könnte vor allem in der Raumfahrt auf entfernten Planeten seinen Einsatz finden. Als interdisziplinäres Projekt schickt die Jury ihre Arbeit im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften zum Bundeswettbewerb.

jk