В 30-й раз Центр химии (ZFC) пригласил 16 старшеклассников из Гессена, чтобы в ходе общения с профессионалами они могли познакомиться с научной практикой и конкретными структурами предприятий. В «цифровой лаборатории» молодые таланты изучали высокоэффективные материалы, которые также играют ключевую роль в контексте энергетического перехода. В частности, речь шла об эффективных накопителях энергии из возобновляемых источников, а также об анализе поверхностей и высокоэффективных магнитах, которые также используются в сфере электромобильности и в ветровых генераторах.

В недельный «Лабораторию изобретателей» прошел отбор Файт Геммер из 13-го класса школы «Штайнмюле». Его группа занималась исследованием твердотельных натриевых батарей, содержащих так называемые электролиты Nasicon, которые в будущем могут стать альтернативой материалам, использование которых в литий-ионных аккумуляторах сопряжено с определенными проблемами.

Собственно, «Лаборатория изобретателей» должна была состояться ещё в октябре 2020 года, но из-за пандемии была перенесена на начало 2021 года. В итоге и это мероприятие пришлось провести только в онлайн-формате, что, тем не менее, позволило получить интересную информацию, как сообщает Файт:

Лаборатория изобретателей, посвящённая теме «Высокоэффективные материалы будущего», которая обычно проводится в Техническом университете (ТУ) в Дармштадте, всё же удалосьорганизоватьв онлайн-формате с помощью платформы Microsoft Teams. В ходе недельного семинара мы имели возможность в ходе различных бесед с экспертами из ТУ Дармштадта и компании Merck KGaA получить увлекательные сведения об области материаловедения и о концерне Merck. На основе этих знаний, а также результатов собственных дополнительных исследований, наша группа должна была создать обучающее видео о твердотельных натриевых батареях. Несмотря на то что создание высококачественного видео заняло очень много времени, эта неделя всё же оказалась чрезвычайно интересной.

Файт Геммер

В лаборатории изобретателей созданное видео о твердотельных натриевых батареях

Заключительное мероприятие (внизу: Файт со своей группой)

Компьютерное моделирование … Механизмы транспорта и проводимость натрия натрия—ионов в твёрдом электролите Nasicon (Na+—Суперионный проводник).

Повышение проводимостиу Nasico-электролитов за счёт импульсного лазерного осаждения (PLD)

И в этом году наши команды вновь продемонстрировали очень радующие результаты на региональном конкурсе «Jugend Forscht», который, к сожалению, на этот раз пришлось провести исключительно в онлайн-формате.
В сложных условиях пандемии коронавируса в этом году в конкурсе приняли участие лишь две группы, обе из которых курировала д-р Ютта Тёль-Борсдорф.

Отбор на региональный конкурс

Как и в прошлом году, команда в составе Джошуа Видера, Мортена Кёлера и Бенджамина Шуля (10-й класс) заняла 1-е место по химии. Им удалось успешно доработать свой проект по созданию тепловых вкладышей для лыжных ботинок. С этим проектом
С работой «Проблема лыжных ботинок, часть 2 — новые металлы, катализаторы и окислители» они прошли отбор на региональный конкурс в Дармштадте.
Команда получила сразу два грамоты, поскольку дополнительно была удостоена специального приза от Heise Medien в виде годовой подписки на журнал «Make», пользующийся популярностью в среде мейкеров.

На нашей фотографии изображены (слева направо) д-р Ютта Тёль-Борсдорф, Мортен Кёлер, Джошуа Видер, Бенджамин Шуль и директор школы Бьорн Геммер.

«Для столь юного возраста — уже высокий уровень профессиональных знаний»

В юношеской номинации «Учащиеся проводят эксперименты» Леонтин Шмидт, Леонард Бергер и Матс Эгбринг из 7-го класса со своим проектом«Нитраты — проблема и в реке Лан? Измерения и эксперименты по устранению» также заняли 1-е место в номинации «Химия». Таким образом, они прошли отбор на региональный конкурс в Касселе.

Кроме того, школа «Штайнмюле» стала лауреатом Гессенской школьной премии, учреждён ной спонсорским пулом программы «Jugend Forscht» и финансируемой фондом имени Вильгельма и Эльзы Герауса.
В своей речи по случаю награждения особо отмечалось, что учащиеся школы «Штайнмюле», как и в предыдущие годы, обладают весьма обширными для своего юного возраста знаниями по темам своих проектов.

На нашей фотографии изображены (слева направо) Леонтин Шмидт, д-р Ютта Тёль-Борсдорф, Леонард Бергер и директор школы Бьорн Геммер. На снимке отсутствует Матс Эгбринг.

На нашей иллюстрации изображен сертификат, полученный школой «Штайнмюле» в качестве лауреата Гессенской школьной премии, учреждённой спонсорским пулом программы «Jugend Forscht».

Леонтин Шмидт, Матс Эгбринг и Леонард Бергер доказали то, что зачастую выдвигается лишь в качестве предположения: экологически чистые поля подвергаются меньшему загрязнению по сравнению с обычными полями и, следовательно, являются более подходящей основой для выращивания здоровых продуктов питания. За свою работу учащиеся и их учительница д-р Ютта Тёль-Борсдорф получили поощрительную награду и сертификаты от «Федерального экологического конкурса» (BUW) — инициативы Федерального министерства науки и образования.

Еще в начале года, до введения мер, связанных с пандемией, эта тройка, увлекающаяся естественными науками, представила свою работу на конкурс. «Анализ почвы и его последствия для нашего школьного питания» — так назвали свою работу тогдашние шестиклассники, над которой они и их руководительница-учительница потратили немало времени. Были исследованы различные образцы почвы на содержание нитратов, а также аммония, фосфатов, калия, pH-уровня и так называемого показателя KAK. Этот показатель отражает способность почвы высвобождать питательные вещества.

Загрязнение нитратами — приоритетное направление измерений

В центре внимания исследований находилось содержание нитратов. Нитраты, преобразуясь в организме в нитриты, препятствуют переносу кислорода в организме и, как предполагается, в больших количествах в результате дальнейших реакций превращаются в так называемые нитрозамины, которые считаются канцерогенными.

Предметом проекта стали не только тщательные исследования. В рамки темы также вошёл опрос, проведённый среди школьного сообщества. Участников опрашивали о привычках потребления и питания в отношении продуктов, выращенных экологически чистым способом, а также об их оценке с точки зрения пользы для здоровья. Кроме того, шестиклассники хотели узнать, хотят ли ученики школы «Штайнмюлен» видеть в столовой и бистро «Штайнмюленкюхе» ещё больше блюд из органических продуктов.

Что касается проб почвы, то результаты говорят сами за себя. Выяснилось, что почвы, используемые в экологическом сельском хозяйстве, действительно демонстрируют лучшие показатели, что особенно хорошо прослеживалось по уровню содержания нитратов. Члены комиссии с удовлетворением отметили, что в ходе эксперимента удалось установить: в целом исследованные лесные почвы по-прежнему демонстрируют хорошие показатели.

Дополнительный опрос по теме органических продуктов питания

Положительное отношение опрошенных учащихся к теме органических продуктов питания подтвердило трём учащимся и их учительнице, что общая тема их эксперимента является абсолютно актуальной и «задела за живое». Однако опрос также показал, что в кухне «Штайнмюле» выбор продуктов уже сейчас в значительной степени осуществляется по принципам «органический — региональный — справедливый». «Мы были бы рады, — говорят учащиеся, — если бы пересмотр подхода к выбору продуктов питания продолжался не только на кухне школы «Штайнмюле», но и дома, в каждой семье».

В реализации проекта, помимо руководителя проекта д-ра Ютты Тёль-Борсдорф, которая внимательно следила за ходом всех работ и была за это награждена специальным сертификатом, также д-р Дитмар фон дер Ахе, оказавший помощь при проведении многочисленных отборов проб почвы, а также Дирк Ланге, отвечавший за организацию опроса на платформе SurveyMonkey.

Несмотря на то что жюри BUW пришло к выводу, что проект можно будет повторно подать после его возможного доработки, трое молодых исследователей в настоящее время сосредоточились на анализе воды. Они уже приступили к исследованию содержания нитратов в реке Лан.

Уже во второй раз Ханна Шмидт-Деге (7а), Сабрина Бен Амор, Юлиус Хенкель, Торбен Хесс, Давид Иммель, Лука Кранц, Макс Позингies, Марвин Прайс и Джоэл Рукер (все из 7c) приняли участие в Международной юношеской научной олимпиаде, которая в этом году проходила под девизом «Всё о чернилах». В рамках этого конкурса дети и подростки в возрасте до 15 лет под руководством учителя могут решать различные конкурсные задания самостоятельно или в небольших группах. Важнейшей составляющей каждого задания является эксперимент, который необходимо провести, задокументировать и проанализировать. В этом году учащиеся, например, исследовали, что происходит с чернилами, если их «стирать» с помощью средства для удаления чернил, а также самостоятельно изготовили чернила по различным рецептам. В ходе двух других экспериментов они использовали чернила для более подробного изучения транспорта воды в цветах и для визуализации движения частиц в жидкостях с различной концентрацией и температурой.

Учащиеся имели возможность проводить эксперименты в ходе обычных уроков физики и, таким образом, использовать школьные ресурсы (например, школьную лабораторию, набор физических приборов). Результаты показывают, что все извлекли уроки из опыта прошлого года и приобрели высокий уровень компетентности в проведении экспериментов.

Марвин Прайс (7c), который в этом году не только принял участие в олимпиаде, но и успешно выступил на конкурсе «Молодёжь экспериментирует» в прошлом году, вышел в следующий этап конкурса и должен был ответить в викторине на 24 вопроса по различным темам из области естественных наук, которые значительно выходят за рамки школьной программы для этого возраста. Марвин справился и с этим испытанием и прошел в следующий этап — письменный экзамен, который состоится в июне, и мы желаем ему больших успехов в этом соревновании.