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.

Поздравляем нашу команду исследователей — Луиса Герлони, Фабиана Сотонику и Клару Штайнер из интерната «plus-MINT» в Штайнмюле — с получением специального приза «За оригинальную работу в области геонаук» на федеральном конкурсе «Jugend forscht» в Хайльбронне! О ваших незабываемых четырёх днях, наполненных множеством впечатлений, мы в ближайшее время расскажем на нашем сайте!

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.