Steinmühle ha conquistato i primi posti e premi speciali alle gare regionali di “Jugend Forscht” - Steinmühle

Con un totale di sei progetti, quest’anno la Steinmühle ha partecipato ai concorsi regionali di Lollar e Kassel. Ben tre squadre hanno conquistato il primo posto, qualificandosi così per i concorsi regionali di Darmstadt e Kassel nella categoria “Schüler experimentieren”. Tre squadre si sono aggiudicate un premio speciale.

Da notare la partecipazione di squadre di diverse classi, dalle elementari alle superiori. La classe 6 era rappresentata due volte, mentre le classi 8, 9, 11 e 13 erano presenti una volta ciascuna. Anche le materie erano molto varie: si è fatto ricerca e si è sperimentato tre volte in biologia e una volta ciascuna in chimica, fisica e scienze della terra e dello spazio.

Leonard Berger, Mats Egbring e Leontin Schmidt erano gli alunni di prima media che, nel concorso “Schüler experimentieren” (Gli studenti sperimentano), sotto la guida dei docenti Dr. Jutta Töhl-Borsdorf e Dr. Dietmar von der Ahe, si sono aggiudicati il primo posto nelle scienze della terra e dello spazio e hanno portato a casa anche il premio speciale per la tecnologia ambientale. Hanno messo a confronto i campi biologici con quelli tradizionali. Hanno analizzato in totale quasi 20 campioni di terreno e hanno scoperto che i campi biologici si distinguono sia per i bassi livelli di nitrati sia per la capacità di legare e rilasciare nuovamente le sostanze nutritive. I campi convenzionali, e in particolare quelli concimati con liquame, presentavano quasi sempre livelli preoccupanti di nitrati e nitriti. La giuria ha ritenuto che l’argomento, il lavoro e i risultati meritassero il massimo riconoscimento possibile. Ora si va al concorso regionale a Kassel.

Troppo poco ossigeno nella scarpa

Morten Köhler, Benjamin Schul e Joshua Wieder, della classe 9, hanno cercato di capire perché i cuscinetti riscaldanti non funzionano negli scarponi da sci. I tre studenti avevano avuto i piedi freddi durante la gita sciistica alla Steinmühle e avevano notato che i cuscinetti riscaldanti per i piedi, che dovrebbero risolvere il problema, funzionano davvero male. Hanno approfondito la reazione chimica e, misurando tra l’altro le curve di temperatura e di ossigeno, hanno scoperto che negli scarponi da sci c’è semplicemente troppo poco ossigeno. Di conseguenza, la reazione desiderata si interrompe rapidamente.

Sotto la guida della prof.ssa Jutta Töhl-Borsdorf, hanno utilizzato sensori di temperatura controllati tramite smartphone e una sonda per l’ossigeno gestita da un Arduino. Le schede microcontrollore Arduino sono state introdotte per la prima volta alla Steinmühle da Malte Klimczak durante il corso facoltativo di tecnologia e qui sono state utilizzate anche per risolvere problemi di chimica. Anche questi tre studenti hanno conquistato il primo posto in chimica per il miglior progetto interdisciplinare e ora non vedono l’ora di partecipare alla competizione regionale a Darmstadt.

Come i coleotteri della farina “degradano” il polistirolo

Clara Müller, Marie Englert e Jennifer Weber, studentesse dell’undicesima classe, sotto la guida del dott. Dietmar von der Ahe, hanno cercato di capire se i batteri della flora intestinale delle larve del tenebrione molitor contribuiscano alla decomposizione del polistirolo. Le ragazze hanno osservato il comportamento alimentare delle larve del tenebrione (Tenebrio molitor) in diverse condizioni. Con metodi di biologia molecolare (PCR, isolamento del DNA genomico e mediante PCR, quantificazione del DNA con fotometro, elettroforesi su gel, sequenziamento del gene 16S RNA effettuato dalla società Eurofins Genomics, Ebersberg) hanno analizzato 230 diversi cloni batterici provenienti dalla flora intestinale delle larve per determinarne le relazioni filogenetiche e la capacità di degradare il polistirolo. Hanno così individuato diversi cloni batterici appartenenti alla famiglia delle Enterobacteriaceae in grado di degradare la plastica in una soluzione nutritiva. Il genoma di uno di questi cloni (clone n. 43) è stato completamente sequenziato (circa 6 milioni di coppie di basi) su incarico della società Eurofins Genomics, per poi cercare nel genoma le regioni codificanti per gli enzimi che potrebbero essere coinvolti nella degradazione dello stirene. Le studentesse hanno anche presentato un possibile meccanismo che spiega il processo chimico di degradazione dello stirene. Come premio speciale, il trio ha ricevuto un abbonamento annuale alla rivista specializzata «Bild der Wissenschaft».

Contatti con l’università grazie al concorso

Ronja Rosenkranz, della classe 13, ha convinto la giuria nella sezione di fisica. Ha studiato come si verificano i cambiamenti nella voce quando si respira elio. Gli studenti si sono posti questa domanda durante il corso NaUnt della classe 5 tenuto dalla prof.ssa Jutta Töhl-Borsdorf. Ronja si è subito resa conto che la spiegazione che si legge quasi ovunque è corretta solo in parte e che il fenomeno è molto più complesso di quanto si pensasse. Ha messo a punto diversi apparecchi sperimentali per andare a fondo della questione. La giuria ha sottolineato in particolare l’approccio molto scientifico con cui ha affrontato questo tema. Grazie al concorso sono nati subito dei contatti con l’Università di Marburg, così ora è stato possibile effettuare delle misurazioni nel reparto di foniatria. Il primo posto in fisica per questo progetto e il premio speciale per l’acustica significano per Ronja Rosenkranz anche la qualificazione per il concorso regionale a Darmstadt.

Cosa piace al lombrico

Nel concorso “Schüler experimentieren”, sotto la guida del dott. Dietmar von der Ahe, le giovani ricercatrici Teresa Dinges (classe 6b) e Sophia Rogosch (6c) hanno studiato i possibili effetti del lombrico sul suolo e sul clima. In questo progetto, le studentesse hanno analizzato attentamente il comportamento del lombrico locale Lumbricus terrestris e la sua interazione con i batteri del suolo. Ecco cosa hanno scoperto:

il tipo di terreno che piace di più al lombrico
quali caratteristiche del terreno evita (valore del pH, terreno calcareo, sabbioso, ecc.)
che il lombrico produce nel terreno quantità significative di CO₂, un gas serra, interagendo con i batteri del suolo.
che le famiglie di batteri presenti nel terreno sono diverse da quelle che si trovano nelle feci dei lombrichi.

L’ambiente della pelle di cavallo

Silas Krüger e Jan Vollmer (entrambi della classe 8c) volevano scoprire più da vicino la “vita sulla pelle dei cavalli”. Sotto la guida del dott. Dietmar von der Ahe, gli studenti hanno esaminato diverse zone della pelle di due cavalli (pelle, padiglione auricolare, naso, bocca) per verificare la presenza di batteri, il cosiddetto microbioma. Hanno così scoperto che il microbioma estivo è nettamente diverso da quello invernale, cioè in estate sulle diverse zone cutanee si trovano famiglie di batteri diverse rispetto all’inverno. Questo riflette le diverse funzioni della pelle in condizioni climatiche diverse.