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Intel macht „Jugend forscht“-Preisträger für die ISEF 2014 fit

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intel3Zwar ist Intels Hauptaufgabe noch immer der Bau aktueller Mobil- und Desktop-Prozessoren sowie deren Weiterentwicklung, doch hat der Chipriese seine Finger unlängst auch in anderen Bereichen des täglichen Lebens im Spiel. So forscht Intel schon seit vielen Jahren daran, wie die vernetzte Stadt der Zukunft oder das Eigenheim aussehen könnten und unterhält dafür zahlreiche Pilotprojekte, wie wir im Oktober 2013 auf der „Intel European Research & Innovation“-Konferenz erfahren haben. Auch nimmt man sich den kleinen Problemen des Alltags an und versucht beispielsweise gemeinsam mit bekannten Universitäten die Tonübertragung von Telefongesprächen zu verbessern. Aufgrund solcher Forschungsarbeiten ist Intel als Technologie-Unternehmen natürlich immer an Nachwuchs interessiert, setzt deswegen schon seit vielen Jahren auf eine enge Zusammenarbeit mit jungen Forschern und fördert den wissenschaftlichen Nachwuchs.

Im Rahmen seiner Bildungsoffensive unterstützt Intel seit dem Jahr 1997 die weltweit größte internationale Wissenschaftsmesse für Schüler in den USA: Die International Science and Engineering Fair – kurz: ISEF. Auch in diesem Jahr stellt Intel Preisgelder, Stipendien und Praktika im Wert von mehreren zehntausend US-Dollar zur Verfügung. Insgesamt stehen Gelder im Wert von vier Millionen US-Dollar bereit. In diesem Jahr werden etwa 1.600 Jugendliche aus über 70 Ländern erwartet – darunter elf Preisträger des „Jugend forscht“-Wettbewerbs aus Deutschland.

Am vergangenen Wochenende lud Intel die deutschen Vertreter zu sich nach Feldkirchen und organisierte einen Workshop, um die deutsche Forscherdelegation gezielt für die Anforderungen in den USA zu trainieren. In zahlreichen Stationen sollten die Jugendlichen auf die besonderen Anforderungen, die beim Finale des weltgrößten Schülerwettbewerbs für naturwissenschaftliche Fächer vorbereitet werden. Darunter fällt vor allem die Präsentation der Forschungsarbeiten in englischer Sprache. Eine professionelle Kommunikationstrainerin vermittelte zudem Praxiswissen über Körpersprache, Rhetorik und sicheres Auftreten. Eine Aufgabe war es am Wochenende auch, das eigene Projekt anwesenden Journalisten kurz vorzustellen und die kritischen Fragen derer zu beantworten. Zahlreichen Intel-Mitarbeitern mussten die Schüler und Schülerinnen ebenfalls Rede und Antwort stehen.

Vom 11. bis zum 16. Mai geht es für die jungen Forscher dann nach Los Angeles, wo eine renommierte Expertenjury die Projekte aus aller Welt bewerten wird. Die Bandbreite an Forschungsschwerpunkten des deutschen Teams ist in diesem Jahr besonders groß: Von einer selbst programmierten Mathe-Software für Tablets über Experimente unter dem Raster-Elektronenmikroskop bis hin zu einem Holzspalter, der Baumstämme mit erheblich weniger Kraftaufwand als bisherige Geräte zerteilen soll.

Holzspalter, Mathe-App oder Salzkristalle

Mit 15 Jahren und einer Sondergenehmigung zur Teilnahme aufgrund seines jungen Forscher-Daseins im Gepäck ist Lennart Kleinwort der jüngste deutsche ISEF-Finalist. Er programmierte in seiner Freizeit eine Mathe-App für den Unterricht, die unter anderem geometrische Figuren auf das Display bringt und die Veränderungen der Graphen per Fingerzeig aufzeigt. Ein wirklicher Mathe-Crack war Kleinwort allerdings nie, ist aufgrund der anderthalbjährigen Entwicklung seiner App aber nun bestens gewappnet für die Oberstufe und das baldige Abitur. Seine App „FreeGeo“ läuft auf allen Android-Tablets und –Smartphones und lässt sich für 4,99 Euro aus dem Google-Play-Store herunterladen. Für den einen oder anderen Schüler dürfte diese App ein nützlicher Spickzettel sein. Die ersten Kooperationen mit Schulbuchverlagen sind bereits beschlossene Sache.

Ebenfalls eine eigene Software entwickelt hat die 18-jährige Jessica Lackas. Ihre Anwendung vergleicht verschiedene Lösungsansätze für ein besonderes Problem des „Game of Live“, einem von John Conway 1970 erdachten mathematischen Spiel, in dem Zellen auf einem schachbrettartigen Feld platziert und den Zustand „lebend“ oder „tot“ annehmen können. Nach bestimmten, einfachen Regeln müssen Zellen sterben, andere werden neu geboren. Im Laufe der Zeit bilden sich komplexe, lebensähnliche Strukturen auf dem Spielfeld. Lackas entwickelte einen Algorithmus, der errechnet wie viele lebende Zellen maximal auf ein Spielfeld beliebiger Größe passen, ohne sich ins Gehege zu kommen

Mit einem Holzspalter im Gepäck reisen Patrick Ziesel und Joshua Rikker nach Los Angeles. Die beiden 18-Jährigen entwickelten einen Holzspalter, bei dem ein einfacher Schnitt mit einer handelsüblichen Motorsäge genügt, um den Stamm mithilfe eines Scharnier-Systems und einer Zugspinde zu spalten. Im Vergleich zu handelsüblichen Geräten erfordert diese Technik ein deutlich niedrigeres Drehmoment und soll so den Kraftaufwand verringern und die Sicherheit der Arbeiter erhöhen. Das Patent für ihren Holzspalter haben die beiden bereits schon angemeldet. Die ersten Gespräche mit interessierten Hersteller sollen ebenfalls schon angelaufen sein.

Eine hauchdünne Wachsschicht schützt Blätter vor Austrocknung und Schäden. Johannes Reinhart (18) fand heraus, dass Pflanzen diese nanoskopisch kleinen Strukturen nach der Entfernung des Wachses wieder reparieren und regenerieren lassen. Unter dem Rasterkraftmikroskop beobachtete er die Vorgänge. Seine Fotos und Aufzeichnungen zeigen, dass die Schutzschicht je nach Pflanze und Dicke deutlich variieren kann, zeigen aber auch wie anpassungsfähig die Pflanzen sind, wenn man die Umgebungstemperatur oder Luftfeuchtigkeit verändert. Die Schutzschichten passen sich auf die neuen Gegebenheiten an. Der Selbstheilungsprozess nimmt ebenfalls Einfluss auf die Umgebung.

Daniel Pflüger ist fasziniert davon, wenn ein Tropfen auf eine spiegelglatte Wasseroberfläche trifft. Dann verschwindet ein Teil des Tropfens im Wasser, während der Rest wieder herausspringt. Diesen Vorgang wollte der 18-Jährige für das menschliche Auge sichtbar machen, hatte aber nicht das nötige Kleingeld für eine Hochgeschwindigkeitskamera und suchte nach einer günstigeren Methode. Nach zahlreichen Experimenten fand er erste Ansätze, indem er die Höhe der Wellen mit Laser und einer Digitalkamera sowie zahlreichen Versuchen präzise messen konnte. Ein ähnliches Messverfahren könnte er bei der Messung von Vibrationen aktueller Sound-Anlagen sehen.

Salzkristalle haben es hingegen Theresa Zeisner angetan. Sie untersuchte unter dem Mikroskop, welche Salze dendritische Muster bilden und machte dabei viele Faktoren aus, die eine große Rolle spielen: Beispielsweise die Temperatur und Sättigung der Lösung. Sie wagte sogar einen Blick in das Innere der atomaren Strukturen mittels der Röntgenbeugungsanalyse und entdeckte so Mischkristalle. Für den Praxis-Einsatz plant sie Spielkästen-Systeme für junge Forscher.

Ebenfalls mit dem Mikroskop beschäftigt haben sich Carlotte Pibbenow und Elena Häring. Sie untersuchten gemeinsam, welche Art der Aufbewahrung Einfluss auf die Schimmelbildung bei Speisepilzen hat. Sie lagerten die frischen Champignons in der Originalverpackung, luftdicht verpackt in einer Kunststoffbox und in der Gefriertruhe. Außerdem spielten sich mit verschiedenen Temperaturen herum und lagerten ihre Pilze nicht nur im Kühl- oder Gefrierschrank, sondern bewahrten sie auch bei Zimmertemperatur auf. Das Ergebnis: Pilze am besten in der Originalverpackung und im Kühlschrank aufbewahren, nie aber in einer Tupperbox. Hier ist die Bildung giftiger Schimmelpilze am größten. Älter als drei Tage sollten die Pilze aber nicht sein. Schon nach zwei Tagen entdeckten die beiden Forscherinnen einen hohen Anteil des giftigen Aflatoxin.

Jeder dürfte dieses Experiment noch aus Schulzeiten kennen: Stülpt man ein Wasserglas über eine im Wasser schwimmende und auf einer Untertasse stehende Kerze, so erlischt diese nach einige Sekunden, lässt aber den Wasserspiegel in der Untertasse ansteigen. Seit Jahren streiten sich Physik und Chemie über dieses verblüffende Phänomen. Marcel Neidinger und Leonard Bauersfeld haben die Vorgänge in ihren Versuchsreihen detailliert untersucht. Ihr Ergebnis: Durch die Verbrennung des Sauerstoffs im Glas kommt es zu einen Unterdruck, der anschließend den Wasserspiegel steigen lässt.

Wir wünschen allen elf Teilnehmern viel Erfolg für die ISEF 2014!