Auf dem Rücken der Pferde
1. Preis in der Kategorie "Arbeitswelt" – Bundessieg

Urs Fabian Machtolf, Stefanie Braun und Artur Bühler, Auszubildende der Felss GmbH in Königsbach-Stein konstruierten ein Gerät, das die Reittherapie – beispielsweise von Kindern mit Behinderung – unterstützen soll. Diese Therapieform stärkt Muskeln und Gleichgewichtssinn durch gezieltes Training.

Allerdings ist die Arbeit mit Pferden im Freien nur bei gutem Wetter und mit großem Personal- und Zeitaufwand möglich. Ziel der drei Auszubildenden war es daher, ein Therapiegerät zu entwickeln, das jederzeit und ohne geschulte Helfer nutzbar ist. Dazu analysierten sie die Bewegungsabläufe von Pferden und bauten mit den so gewonnenen Erkenntnissen einen speziellen Simulator, der die Bewegungen eines Pferderückens realistisch nachempfindet.

Als Anerkennung für ihre Leistung erhielten sie den Preis für Auszubildende des Arbeitgeberverbands Gesamtmetall.

Wasserstoff in Reinform
1. Preis Chemie – Bundessieg

Bei der Vergärung von Biomasse entsteht Wasserstoff, der als Energieträger der Zukunft gilt – allerdings bilden sich dabei auch andere Gase. Alexander Emhart, Schüler des Kreisgymnasiums Riedlingen, hat eine Elektrolysezelle entwickelt, die Wasserstoff sauber trennt. Dieser wird zunächst an der Anode oxidiert und wandert in Form positiv geladener Ionen durch eine Protonenaustauschmembran, wie sie auch in Brennstoffzellen verwendet wird. Störende Gase können die Membran aufgrund ihrer Molekülgröße nicht passieren. An der Kathode der Elektrolysezelle verbinden sich die Wasserstoffionen mit Elektronen wieder zu reinem Wasserstoff. Die Apparatur des 19-Jährigen arbeitet mit einem sehr hohen Wirkungsgrad von über 90 Prozent und benötigt für die Gastrennung zudem nur wenig Energie.

Für seine Leistung erhielt der Gymnasiast eine Einladung zum “24th EU Contest for Young Scientists” der Europäische Kommission, den Europapreis für Teilnehmer am “24th EUCYS” der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie den Zukunftstechnologiepreis, überreicht von Bundesministerin für Bildung und Forschung Prof. Dr. Annette Schavan.

Elektronischer Balanceakt
1. Preis der Bundesministerin für Bildung und Forschung für die beste interdisziplinäre Arbeit – Bundessieg

Ob Automotor, Drucker oder Festplatte – in allen dreien stecken elektronische Regelungen, die Einspritzdüse, Papiereinzug oder Lesekopf steuern. Jan Rapp und Timo Schmetzer vom Otto-Hahn-Gymnasium in Ostfildern haben eine solche elektronische Regelung gebaut: Eine Platte, die von Motoren gekippt werden kann und einen Ball so computergesteuert zu balancieren vermag. Der Trick: Eine 3D-Kamera beobachtet das Rollen des Balls. Diese Bilder werden von einer selbst geschriebenen Software analysiert und die Motoren so gesteuert, dass der Ball nicht von der Platte fällt. Aufgrund ihrer Flexibilität lässt sich die Software nicht nur zum Balancieren verwenden, sondern eignet sich auch für andere Regelungsaufgaben, die eine ähnlich hohe Reaktionsgeschwindigkeit erfordern.

Auch sie bekamen eine Einladung zum “24th EU Contest for Young Scientists” der Europäischen Kommission sowie den Eduard-Rhein-Jugendpreis für Rundfunk-, Fernseh- und Informationstechnik der EDUARD-RHEIN-STIFTUNG. Zudem würdigte die Deutsche Forschungsgemeinschaft die Jungforscher mit dem Europapreis für Teilnehmer am “24th EUCYS”.

Das Rätsel des Holzspechts
2. Preis Physik

Es ist ein verblüffendes Spielzeug: Ein kleiner Holzvogel ist mit einer Feder an einer Muffe befestigt. Setzt man die Muffe auf eine stehende Metallstange, wird der Vogel – einmal angetippt – zum Specht: Ruckartig und stetig klopfend rutscht er die Stange hinunter. Tobias Schemmelmann vom Hans-Thoma-Gymnasium in Lörrach und Lorenz Eberhardt Kant-Gymnasium in Weil am Rhein haben das Treiben des Klopfspechts akribisch unter die Lupe genommen.

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera filmten sie seine Bewegung und identifizierten die einzelnen Phasen. Außerdem entwarfen sie eine detaillierte physikalische Theorie, die alle relevanten Reibungs- und Stoßprozesse elegant beschreibt. Und tatsächlich: Die Beobachtungen mit der Kamera bewiesen, dass Theorie und Experiment sehr gut übereinstimmen.

Für ihre Errungenschaft belohnte sie die Ernst A. C. Lange-Stiftung in Bremen mit einer Einladung zum “27th CASTIC” nach China.

Vom Display ins Heft
2. Preis Technik

Viele Schülerinnen und Schüler kennen das Problem. Der grafikfähige Taschenrechner zeigt ein Diagramm, eine Rechnung oder einen Rechenweg – aber wie kommt der Bildschirminhalt ins Heft? Um sich das leidige und fehleranfällige Abzeichnen zu ersparen, kam Arthur Silber vom Alexander-von-Humboldt-Gymnasium in Konstanz auf die Idee, ein Gerät zu entwickeln, das die Anzeige des grafikfähigen Taschenrechners auf einen Etikettendrucker überträgt. Ausdrucken, abziehen, einkleben und fertig. Die Entwicklung funktioniert bislang für den TI-84 Plus. Arthur Silber möchte das Gerät in einem weiteren Schritt jedoch auch für andere Rechner nutzbar machen und vertreibt seine Entwicklung bereits mit Erfolg im Internet.

Für seine Leistung durfte der Gymnasiast den Preis für eine besondere technische Leistung der Heinz und Gisela Friederichs Stiftung entgegennehmen.

Über den Wolken
4. Preis Geo- und Raumwissenschaften

Maximilian Fischer, Ruben Nicolin und Till Zorn vom Heinrich-Suso-Gymnasium in Konstanz zeigten, dass es möglich ist, mit einem umgebauten Wetterballon selbst unbemannte Messflüge in bis zu 26 Kilometern Höhe durchzuführen und dabei Daten etwa über Luftdruck und Temperatur zu ermitteln. Während des Fluges des Stratosphärenballons erfolgt die Ortung über GPS und einen Peilsender. Darüber hinaus ist der Ballon mit einer hochauflösenden Kamera ausgestattet, die laufend Bilder aufzeichnet. Die Genauigkeit ihrer Messdaten konnten die Jungforscher durch den Vergleich mit Daten des Deutschen und des Schweizer Wetterdienstes bestätigen. Mit ihrem Projekt hoffen sie, an ihrer Schule die Grundlage für weitere Forschung im Bereich der Atmosphärenphysik zu legen.

Belohnt wurden die Schüler mit einer Einladung der Europäischen Kommission sowie des Joint Research Centers zum Besuch im Joint Reseach Centre in Ispra, Italien.

Wenn Fliegen nicht mehr hinter Fliegen fliegen...
5. Preis Biologie

Fliegen sind lästige Zeitgenossen. Besonders in Stallungen bereiten sie Groß- und Kleintierhaltern Probleme, weil sie Hygienemängel verursachen und das Wohlbefinden der Stalltiere beeinträchtigen. Deshalb wird oft zu Fliegenbekämpfungsmitteln gegriffen, die es mittlerweile auch auf ökologischer Basis gibt. Birgit Locher und Ulrike Dreher, Schülerinnen der Edith-Stein-Schule in Ravensburg, untersuchten ein solches Mittel, das aus verschiedenen Mikroorganismen zusammengesetzt ist. Insbesondere wollten sie einen möglichen Einfluss auf die Fortpflanzung der Insekten nachweisen. Die beiden Jungforscherinnen konnten eine deutliche Verkleinerung der Fliegenpopulation feststellen. Als Ursache dafür sehen sie unter anderem eine Verlangsamung der Fortpflanzung dieser Plagegeister.

Sie erhielten dafür eine Einladung der Ernst A. C. Lange-Stiftung in Bremen sowie der Stiftung Schweizer Jugend forscht zur “International Wildlife Research Week” in der Schweiz.

Kellner geschickt eingesetzt!
Sonderpreis Mathematik/Informatik

Man sitzt in einem Restaurant und wartet zunächst lange darauf, dass endlich ein Kellner oder eine Kellnerin kommt und die Bestellung aufnimmt. Diese Situation haben Katharina und Stefanie Börsig vom Alexander-von-Humboldt-Gymnasium in Konstanz mehr als einmal erlebt. Doch statt sich nur zu ärgern, suchten die beiden nach einem Weg, um Abhilfe zu schaffen. Zunächst analysierten sie für verschiedene Restaurants, wie die Bedienungen dort arbeiten. Dann schrieben die Schülerinnen ein Computerprogramm, mit dem sich die Serviceabläufe in einer Speisegaststätte simulieren lassen. Das Ergebnis: Die Simulation gibt der Gastronomie präzise Tipps, welches Bediensystem sich für welchen Betrieb eignet und wie viele Kellner bei einer bestimmten Gästezahl benötigt werden.
Beide Jungforscherinnen dürfen sich über eine Einladung der Deutschen UNESCO-Kommission zur “Expo-Sciences Europe 2012” in Tula, Russland, freuen.

Alle Platzierten (Erster bis fünfter Platz) – also 7 Gruppen aus Baden-Württemberg – werden im Herbst zum Empfang bei Bundeskanzlerin Angela Merkel nach Berlin eingeladen.

Das Kultusministerium unterstützt Jungforscherinnen und Jungforscher in vielfältiger Weise außerschulisch und schulisch. Der Fächerverbund im naturwissenschaftlich-technischen Bereich, die Schülerforschungszentren in Südwürttemberg, die außerschulischen Forschungszentren und Akademien im ganzen Land und engagierte Lehrerinnen und Lehrer haben dazu beigetragen, dass Baden-Württemberg als das erfolgreichste Bundesland abschnitt.