В рамках «Лаборатории изобретателей MINT» при Центре химии (ZFC) одаренные учащиеся школ Гессена регулярно представляют результаты своих исследований по конкретным темам. В этом году наша ученица программы plusMINT Клара Штайнер вошла в группу из 16 учащихся, которые были отобраны из общего числа 237 претендентов. Клара, ученица интерната plus-MINT «Штайнмюле» и одновременно уже студентка математического факультета, в течение недели занималась изготовлением и исследованием фотокаталитически активных слоев диоксида титана. По её собственным словам, это позволило ей «получить представление о настоящей научной работе».

До места проведения нынешнего, уже 35-го по счету, «Лаборатории изобретателей» Кларе пришлось пройти недалеко: мероприятие проходило в Марбурге, на Ланберге, на факультетах химии и физики Университета имени Филиппа в рамках сотрудничества между ZFC и этим университетом. Четыре группы по четыре человека занимались разными исследовательскими темами, и Клара с нетерпением ждала возможности познакомиться со своими тремя товарищами по команде, чтобы работать с ними в команде.

 

Диоксид титана — универсальное средство будущего?

Начав презентацию исследовательского проекта перед аудиторией, состоящей преимущественно из виртуальных участников, четверо исследователей задали вопрос: что общего между солнцезащитным кремом, краской для стен и фотоэлектрической установкой? Ответ привел к веществу, ставшему предметом их совместного исследования: диоксид титана, _TiO₂.

Необходимо было выяснить, станет ли это вещество, возможно, «универсальным решением» будущего: многофункциональным материалом, термически стабильным, обладающим высокой красящей способностью и кроющей способностью, светостойким и практически нерастворимым в воде. При этом, пожалуй, наиболее важным свойством является фотокатализ — то есть способность инициировать химические реакции под воздействием света. Все это объясняет применение диоксида титана в указанных областях. Диоксид титана получают путем электролиза, он недорог и является важнейшим белым пигментом. Молодые учёные исследовали это вещество под растровым электронным микроскопом и занимались созданием и изучением фотокаталитически активных слоёв диоксида титана. Благодаря своим свойствам этот материал, возможно, сможет способствовать разработке более эффективных методов преобразования энергии. Однако, по мнению Клары и её коллег, до этого ещё предстоит проделать большой объём исследовательской работы.

 

«Имеет непосредственное значение для науки»

Мероприятие транслировалось на нескольких экранах. За выступлениями следила не только команда из «Штайнмюле» во главе с куратором д-ром Юттой Тёль-Борсдорф, но и министр культуры Армин Шварц, который присоединился к мероприятию в виртуальном режиме. Он высоко оценил выдающиеся достижения участников и назвал темы, рассматриваемые в «Лаборатории изобретателей», «непосредственно значимыми для научного и экономического развития земли». Министр выступил в качестве эксперта, дающего обратную связь одной из четырёх групп. Отзыв для Клары и её команды предоставил Михаэль Шмидт (Elkamet Kunststofftechnik). Он подчеркнул, что доклад превосходно продемонстрировал широкую сферу применения диоксида титана, а также показал, с каким удовольствием и радостью группа занималась исследованиями.

Помимо специализированных докладов, на научном мероприятии было предусмотрено и развлекательная программа. Участникам очень понравилась не только прогулка на водных велосипедах по реке Лан в свободное от научной работы время. В соответствии с общей тематикой мероприятия ведущие Джоэлина Гертнер и Пабло дель Рио, сами являющиеся участниками программы MINTIES, приветствовали во время прямой трансляции химика и участника научных слэмов Арне Нистерса из Технического университета Дармштадта.

С приветственными словами выступили проф. д-р Сабина Панкувейт, вице-президент по вопросам равных возможностей и карьерного роста в Университете имени Филиппа в Марбурге, д-р Томас Шнайдермайер от имени организатора — Центра химии (ZFC) — и Юлия Вот из Энергетического агентства земли Гессен (LEA). Кроме того, с помощью видеороликов и коротких клипов было рассказано о том, как участницы программы MINTIES работают в ZFC и каких целей они стремятся достичь.

 

Цель: компетенция в области оценки в сфере МИНТ

Член правления ZFC д-р Томас Шнайдермайер подчеркнул, насколько важно вооружить молодых людей навыками критического анализа информации в области МИНТ, чтобы они могли адекватно оценивать новости в СМИ в контексте новых технологий. Для него и руководителя проекта ZFC Магдалены Шмитт важно в рамках проектов в области МИНТ, реализуемых в сотрудничестве со школами, вузами, предприятиями, ассоциациями, фондами и министерствами, увязывать в повседневной жизни учащихся традиционные учебные материалы с профессиональными сферами в области МИНТ. Таким образом, ассоциация ZFC стремится внести свой вклад в обеспечение кадрового потенциала в сфере МИНТ.

На региональном конкурсе «Jugend Forscht» в Дармштадте ученики школы «Штайнмюлен» Леонард Бергер, Клара Штайнер и Квентин Хервиг со своим проектом «Пленка для хранения продуктов из панцирей крабов — возможно ли это?» лишь немногим не дотянули до второго места и, соответственно, не прошли отбор на федеральный конкурс. Для этой тройки, которая недавно стала квартетом благодаря присоединению Николаса Бонштедта, проект теперь переходит на новый уровень и выходит в следующий раунд. Помимо второго места и специального приза на региональном конкурсе, большой знак признания стал запрос от телеканала ZDF, проявившего интерес к проекту.

Редактор научно-популярной программы ZDF «PUR+» посетила региональный конкурс «Jugend Forscht», ознакомилась со множеством увлекательных проектов и представила самые интересные из них редакции по планированию. Среди них был и проект «Штайнмюле», над которым работали четверо подростков. Еще на месте журналистка поговорила с Квентином о проекте, а вскоре после этого обратилась в «Штайнмюле» и к руководителю проекта д-ру Ютте Тёль-Борсдорф, чтобы поддерживать связь с учащимися и их проектом.

«У нас пока нет конкретной программы, к которой этот проект мог бы подойти», — сообщают в ZDF. Планируется подготовить репортаж к 2025 году.

«PUR+» — это познавательная передача для детей, охватывающая широкий спектр тем — от спорта и экологии до социальных вопросов и техники. Целевая аудитория — дети в возрасте примерно от 10 до 14 лет.

Между тем, по словам д-ра Ютты Тёль-Борсдорф, руководителя проекта и координатора программы MINT в «Штайнмюле», группа очень рада этому запросу. Теперь команда намерена продолжить работу над проектом и, возможно, подать его на конкурс «Jugend testet» в следующем году.
Это очень кстати, ведь группа не только изготовила множество различных пленок из хитозана — побочного продукта переработки панцирей крабов, — но и разработала различные методы испытаний. Например, прочность этих экологически устойчивых пленок на разрыв можно проверить с помощью самодельного тягового устройства, а также определить, сколько влаги или кислорода они пропускают.
Дополнительная информация: https://www.zdf.de/kinder/purplus, https://www.jugend-testet.de/.

 

Это лучший результат в конкурсе «Jugend Forscht» за всю историю школы «Штайнмюле»: После того как ученик школы «Штайнмюле» Акааш Бхагват завоевал звание победителя регионального этапа по физике в конкурсе «Учащиеся проводят эксперименты» — формате для младших школьников, — трио учащихся 12-го класса из программы «plus-MINT», в состав которого входили Луис Герлони, Фабиана Сотоника и Клары Штайнер, также стало победителем регионального конкурса «Jugend Forscht», прошедшего в компании Merck в Дармштадте. Изначально проект был представлен в категории «Гео- и космические науки», но в итоге он даже был признан «Лучшим междисциплинарным проектом» и теперь примет участие в федеральном конкурсе. «Мы участвуем в конкурсе „Jugend forscht“ уже семь лет и всегда показывали очень хорошие результаты. Но такого успеха у нас ещё никогда не было», — поясняет научный руководитель д-р Ютта Тёль-Борсдорф.

Луис (16 лет), Клара и Фабиан (оба 17 лет) были весьма взволнованы, когда им пришлось проявить себя среди примерно 50 других проектов и, в конечном итоге, обойти ещё три проекта в своей категории. Около получаса члены жюри, представлявшие научные круги, образовательные учреждения и бизнес, задавали им вопросы — причём на равных. Под названием «Анализ воды 2.0: автономная недорогая лодка для определения качества воды» трое учащихся представили свой исследовательский проект. Члены жюри глубоко вникли в суть вопроса — не было и намека на «удобные» вопросы, ответы на которые были бы очевидны. С облегчением и почти с недоверием учащиеся, принимающие участие в программе «plus-MINT» интерната «Штайнмюле», узнали, что одержали победу — награду за часы увлечённой работы над проектом, обширные профессиональные знания, безграничное упорство и огромный интерес.

 

Еще один критерий: общественная польза

В следующем этапе — федеральном конкурсе в Хайльбронне — будут отбираться лучшие немецкие исследовательские проекты. Там придётся приложить ещё больше усилий, рассказывают молодые исследователи в интервью. «В нашей категории — гео- и космические науки — представлено всего несколько проектов», — отмечают трое участников. Однако именно поэтому их работа находится под пристальным вниманием членов жюри.

То, что будет проверяться на этом этапе, имеет и другие аспекты. Жюри проверяет, действительно ли это собственный проект участников, то есть их идентификацию с целями проекта и искреннюю вовлеченность. По мнению этой тройки, важна также польза проекта для общества. На этот вопрос они могут ответить утвердительно без колебаний — ведь их заветное желание состоит в том, чтобы их эксперимент превратился в массовый продукт для измерения качества воды!

 

Цель: вдохновить представителей промышленности

Небольшая «доска для серфинга» служит основой дистанционно управляемой моторизированной платформы для анализа воды, разработанной Кларой Штайнер, Фабианом Сотоника и Луисом Герлони. Она не является статичной — это отличает её от многих измерительных систем. «Лодка» может быть оснащена различными датчиками для анализа воды, и с её помощью можно отбирать до четырёх проб воды.

Поэтому цель трёх талантливых учащихся программы «plus-MINT», которым вместе со школой и интернатом «Штайнмюле» удалось войти в число лучших юных учёных Германии, — заинтересовать промышленность и предприятия своей идеей. Их концепция заключается в создании полностью автономного судна, пригодного для плавания в условиях течения и в соленой воде, которое может использоваться в любых местах, в том числе частными лицами. Таким образом, можно будет проводить измерения параметров воды в различных точках по всей стране и передавать данные в режиме онлайн для анализа. «В результате мы получим практически полную картину состояния наших водоемов».

В конце мая Луис, Клара и Фабиан отправятся в Хайльбронн на федеральный конкурс «Jugend Forscht». Вместе с ними поедет д-р Ютта Тёль-Борсдорф, многократная лауреатка премии для научных руководителей. Помимо неё, есть и другие люди, которые поддерживали трио «plus-MINT» на их пути к успеху. К ним относятся Антье Зеель и доктор Патрик Сабо из команды «Steinmühlen MINT». Также ценные идеи и поддержку оказало сотрудничество с доктором Кристофом Ройденбахом из факультета географии Университета имени Филиппа в Марбурге.

Огромная радость у команды наставников — д-ра Ютты Тёль-Борсдорф, Свена Фрайберта — и всего коллектива школы «Штайнмюле»: 12-летний Акааш Бхагват, ученик нашего международного гимназиального отделения, в минувшие выходные одержал победу в номинации «Физика» на региональном конкурсе «Ученики экспериментируют», прошедшем в Университете Касселя! Акааш подробно изучил вопрос о том, как в контексте батареек можно совместить аспекты защиты окружающей среды и экономии средств. Он проанализировал более ста отработанных батареек и обнаружил, что в них ещё содержится значительное количество остаточной энергии. Это подтолкнуло его к тому, чтобы с помощью преобразователя напряжения сделать большую часть этой остаточной энергии пригодной для повторного использования. В частности, он модифицировал карманный фонарик на 4,5 В, который изначально работал от трёх батареек по 1,5 В, таким образом, что теперь он может работать от одной-единственной отработанной батарейки.

Жюри было вынуждено присудить первое место нашему ученику из 6i класса сразу по нескольким причинам: высокая общественная значимость работы, многогранное и систематическое исследование, а также красивое и информативное графическое представление результатов. Эксперты были настолько впечатлены работой Акааша, что помимо денежного приза он был удостоен специального приза в номинации «Энергоэффективность и окружающая среда», а также специального приза в номинации «Эффективное использование ресурсов». На наших фотографиях вы видите ученика за рабочим столом, а также на церемонии награждения вместе с руководителем регионального конкурса Евой Кретцер. Старшеклассники примут участие в региональном конкурсе «Jugend forscht», который состоится в этот четверг на территории компании Merck в Дармштадте. Мы держим за них кулачки и позже подведем итоги работ всех участников в общем отчете.

Изабелла Куль из 5-го класса «а» продемонстрировала великолепные результаты и завоевала 3-ю премию во 2-м туре математической олимпиады. Эту замечательную новость сообщил учитель математики Максимилиан Молл. Школа «Штайнмюле» поздравляет!

О мероприятии: Математическая олимпиада — это ежегодный общефедеральный конкурс для всех любителей математики из 3–13 классов, который проводится при поддержке Федерального министерства образования и науки, а также ассоциации «Штифтервербанд». Её традиции уходят корнями в 1961/62 учебный год, и ежегодно в ней принимают участие более 200 000 учащихся.

Олимпиада по математике предоставляет всем заинтересованным учащимся возможность продемонстрировать свои особые способности в области математики и развивать их. Конкурс, разделённый по возрастным группам, предлагает сложные задачи, начиная с 3-го класса, и требует логического мышления, способности к комбинаторному мышлению и творческого подхода к математическим методам. Участие в конкурсе зачастую стимулирует углублённое изучение математики, выходящее далеко за рамки школьной программы.