Aktuelle Projekte

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Gewässer überall auf der Welt sind mit Schmerzmitteln, Antiepileptika und anderen Medikamenten belastet. Der Grund dafür sind der hohe Einsatz von Medikamenten durch Teile der Weltbevölkerung sowie deren Herstellung. Eine Studie von civity Management Consultants im Auftrag des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft prognostiziert einen demographisch bedingten weiter ansteigenden Arzneimittelkonsum in den nächsten 20 Jahren und beziffert die ärztlichen Verordnungen in Deutschland auf 40 Milliarden Tagesdosen im Jahr 2015, was 569 Tagesdosen pro gesetzlich Versichertem ausmacht [1]. Diese Angaben decken sich mit Erkenntnissen des Umweltbundesamtes aus einer etwas älteren Studie [2]. Eine Studie der University of York [3] aus dem Jahr 2022 zeigt, dass die Durchschnittsbelastungen in asiatischen und afrikanischen Ländern am größten sind, was zum einen am sozioökonomischen Zustand mancher Länder liegt, aber auch daran, dass dort die Arzneimittel für Europa produziert werden [4]. Doch auch in deutschen Flüssen, wie dem Main, finden sich laut der Studie Rückstände von Paracetamol, Metformin und Co. Ein Viertel der in der Studie untersuchten Wasserproben sei mit mindestens einem Wirkstoff in toxischer Konzentration belastet.[1]

Kurz vor den Sommerferien 2021 lief in der Schule eine Dokumentation über das Thema Technologien der Menschheit. In dieser wurde gezeigt, wie schnell sich Technologien weiterentwickeln bzw. weiterentwickelt werden. Sie unterstützen uns zum Beispiel in nahezu allen Bereichen der Industrie und helfen uns in vielen Bereichen unseres Lebens. Vieles wird durch sie abgenommen und verbessert. Dennoch sind Technologie für manche Menschen befremdlich, weshalb sie nichts mit ihnen zu tun haben möchten. Deshalb findet das Cocktailteam einen Cocktailautomaten als gute Möglichkeit, die Technik näher an die Bevölkerung zu bringen. Gleichzeitig mögen viele Menschen Cocktails und deshalb kamen wir auf die Idee: Wieso Cocktails selbst machen, wenn uns die Technik dies auch abnehmen kann, so dass jemand, der sich nicht auskennt aber ein kaltes Getränk ohne Aufwand möchte, dennoch in den Genuss kommen kann? Deshalb haben wir uns zum Ziel gesetzt, eine vollautomatische Cocktailmaschine zu entwickeln, die jeden beliebigen Cocktail mixen kann, den man sich wünscht und die sich außerdem selbst reinigt. Dies würde vor allem Clubs, Bars und Restaurants zugutekommen, aber auch im privaten Bereich gut angenommen werden, da unsere Maschine so konzipiert ist, das sie für den kleinen und großen Bedarf praktisch ist und ohne Vorkenntnisse verwendet werden kann. In der Gastronomie würden Wartezeiten der Bestellungen verkürzt, so die Laune aller verbessert und gleichzeitig der Umsatz für die Barkeeper gesteigert werden. Mit dem Projekt soll geholfen werden, auch in diesem Bereich die Modernisierung und Technik zu den Menschen zu bringen und das Warten auf den Cocktail durch eine tolle Show verkürzt werden. Die Umwelt kommt hier auch nicht zu kurz, da die Maschine ein wassersparendes Reinigungssystem verwendet.

Unsere Welt beim Einkaufen ist voller Farben. Viele der für die Textilindustrie oder die Spielzeugindustrie eingesetzten Farbstoffe sind allerdings chemisch hergestellt, enthalten oft giftige Anteile und sind in der Produktion ressourcenbelastend, energetisch teuer und in der Entsorgung oft ein Umweltproblem. Ökotest hat in einer Studie beispielsweise in verschiedensten Kinderspielzeugen, Teppichen, Babywippen, Schuhen, aber auch in Fingerfarben die besonders stabilen und leuchtenden Azofarbstoffe gefunden, die im Tierversuch aber krebserzeugend sind.[1] Ein Beispiel ist Anilin, das eingesetzt wird, nicht zu den verbotenen aromatischen Aminen gehört, im Laborversuch allerdings gesundheitliche Probleme bei Tieren auslöste.[2] Auch andere Farbstoffe, wie Allergien auslösende Dispersionsfarbstoffe, werden in Holzspielzeugen, Kuscheltieren, Buntstiften und Knete eingesetzt.[3] Diesem Problem wird im folgenden Projekt, welches seit März 2022 läuft, entgegengetreten. In diesem Projekt wird die natürliche und alternative Herstellungsmöglichkeit von Farbstoffen durch Mikroorganismen untersucht. Es werden Farbstoff herstellende Bakterien gezüchtet, deren Farbstoffe extrahiert und dieser anschließend genutzt, um z.B. Textilien unterschiedlicher Zusammensetzung (Baumwolle und Kunststofffasern) oder Spielsachen natürlich und ungefährlich für Kinder anzufärben. Durch den Einsatz der Mikroorganismen können außerdem nachwachsende Rohstoffe genutzt werden, die nach der Anwendung auch wieder biologisch abbaubar sind. Die Mikroorganismen brauchen vor allem wenig Raum, vermehren sich schnell und können in kürzester Zeit große Mengen gewünschter Substanzen herstellen.

„Biologisch abbaubare Biopolymeralternativen werden immer wichtiger.“ Dieser Satz aus der letztjährigen Arbeit besitzt weiterhin Gültigkeit, weshalb im neuen Forschungsjahr weiter an dem Projekt gearbeitet wurde. Beim Projekt des letzten Jahres wurde an einem Kunststoff der nächsten Generation zur Schonung von Ressourcen und Raum geforscht, und aus verschiedenen Algen Carrageen mittels thermischer Behandlung und physikalischer Trennverfahren isoliert. Anschließend wurden auf der Grundlage des selbst gewonnenen Carragens Folien, die auch anfärbbar waren, hergestellt. Auf dieser Grundlage wurde in diesem Jahr das Thema Verbundwerkstoffe im Zusammenhang mit dem Thema Upcycling noch genauer in den Fokus gerückt. Weiterhin steht die Idee des „Cradle to Cradle“ Prinzips im Mittelpunkt der Forschung, um einen geschlossenen Stoffkreislauf hinzubekommen und damit in bestimmten Wirtschaftsbereichen eine nachhaltige Verbundwerkstoffproduktion zu schaffen. Auf der Grundlage der Erkenntnisse zum chemischen und physikalischen Verhalten von Carrageen im letzten Jahr, wurde in diesem Jahr durch die Zugabe von Sägespänen das Produkt systematisch verändert. So konnte durch das neue Ausgangsmaterial auch der Bereich Upcycling mit betrachtet werden, da die Sägespäne als Abfallprodukt in der Holzverarbeitung anfallen. Zudem wurden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für das Produkt überlegt und dafür eigene wissenschaftlich standardisierte Tests zur Belastungsfähigkeit, Wärmebeständigkeit, Isolierfähigkeit, Lärmschutz etc. konzipiert und statistisch abgesichert durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten erste Anwendungsgebiete in den Bereichen der ökologischen und nachhaltigen Wärmedämmung für Häuser sowie für Lärmschutzdämmung gefunden werden. Aus diesem Grund wird versucht, das Produkt zusätzlich am besten in Richtung der Dämmstoffe zu optimieren.

Der Mensch verbringt fast die Hälfte seines Lebens mit Schlafen, meist in seinem Bett auf einer Matratze aus Kaltschaum, mit Federkern, aus Gelschaum oder Viscoschaum. 2021 setzte die Matratzenindustrie in Deutschland 866,39 Millionen Euro um.[1] Die Matratzen sind in ihrer Herstellung ressourcen-, energie- und kostenintensiv.[2] Vor allem Kautschuk-Kaltschaummatratzen, die entweder vollständig aus Naturlatex oder aus einer Mischung aus erdölbasiertem synthetischem Latex hergestellt werden und vulkanisiert werden müssen, sind eine Betrachtung wert. Die Matratzen werden nach ihrem Gebrauch durch die Menschen nach etwa 10 Jahren im Einsatz zu 40% thermisch verwertet, zu 60% deponiert[3], was wertvolle Ressourcen zerstört, Müll produziert, auf den Deponien Platz wegnimmt und insgesamt einen hohen Energiebedarf bedeutet. Pro Jahr fallen in Europa etwa 30 Millionen Matratzen an, was 450.000 Tonnen Altmatratzen bedeutet.[4]

Als beim Kochen einmal Wasser auf die heiße Herdplatte gefallen ist, haben wir beobachtet, dass die Tropfen tanzen können. Das fanden wir so spannend, dass wir darauf unser neues Forschungsprojekt aufgebaut haben. Der Effekt heißt Leidenfrost-Effekt und ist in der Physik bekannt. Er ist aber im Bereich der Grundlagenforschung weiterhin wichtig zu untersuchen, um zu verstehen, wie genau die Tropfen verschiedener Flüssigkeiten entstehen und wie sie sich wieder auflösen. Deshalb haben wir mithilfe einer Highspeed-Kamera und einem selbst entwickelten Versuchsaufbau Messungen für verschiedene Flüssigkeiten und Mischungen von Flüssigkeiten gemacht und mit einem Computerprogramm ausgewertet. Wir können nun Aussagen darüber treffen, wie sich verschiedene Flüssigkeiten beim definierten Auftropfen auf unterschiedlich heißen Herdplatten verhalten.

Wie ihr vielleicht gehört habt, haben sich SchülerInnen des IKG mit Unterstützung einiger LehrerInnen bei der Aktion "Schulhofträume" des Deutschen Kinderhilfswerks beworben, haben sich gegen 260 andere Projekte durchgesetzt und 15.000€ gewonnen, damit wir als Schulgemeinschaft den Schulgarten nach unseren Vorstellungen nachhaltig gestalten können. Neben einer realen Welt mit Experimentierstationen, Grünem Klassenzimmer und Gemüsegarten wird es auch eine digitale Welt geben, in der ihr mehr über verschiedenste Themen erfahren könnt.

Am vergangenen Freitag, den 03.06.2022 fand in Kooperation mit der Projektgruppe MINT4Life um Dr. Oliver Straser und Bastian Schätzle der Pädagogischen Hochschule Freiburg und des Schülerforschungszentrums Tuttlingen unser 3D-Druckworkshop statt.

Wir, die Klasse 7b, hatten die Idee, ein Feld in Seitingen-Oberflacht für verschiedene Tiere zu bepflanzen und sie zu einem biodiversen Lebensraum zu machen.

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