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Aktuelle Projekte

Auf dieser Seite stellen sich alle aktuellen größeren Forschungs- und Klassenprojekte des IKG vor.

Wenn du selbst Interesse an einem Forschungsthema hast, melde dich bei Frau Kaltenbach (kr@ikg.tut.bw.schule.de).

BNE Song erwacht zum Leben

„Habe Mut selbst zu handeln, selbst zu denken. Für dich und deine Zukunft einzusteh’n. Unsere Welt mit Weitsicht zu lenken. Mit sicherem Kompass nach vorne zu geh’n!“, heißt es im Refrain des neuen IKG-Songs, der am 27.06.2023 mit Unterstützung der Musikhochschule Trossingen zum Leben erweckt und aufgenommen wurde. Das Logo für den Song wurde von Fridolin Bachmann gestaltet.

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Gartenhausbau

Am Donnerstag den 11.05.2023 trafen wir uns, die Klassen 9c und 9e beim Holz-Bambusch in Emmingen-Liptingen. Denn unser Schulgarten soll ein Gartenhaus bekommen, das wir selbst in Autodesk Inventor CAD geplant haben und das nun in die Realität umgesetzt werden wird. Als wir angekommen waren, stand als erster Punkt die Sicherheitseinweisung auf unserer Liste. Diese wurde von Günter, Torben und Fabian durchgeführt. Nachdem wir mit dieser fertig waren, machten wir noch ein gemeinsames Gruppenbild und teilten danach die Gruppen für die einzelnen Bereiche ein.

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Cocktail auf Knopfdruck

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.

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Farbstoffe aus Bakterien

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.

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Ein Cradle to Cradle Verbundwerkstoff

„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.

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Upcycling von Naturkautschukmatratzen

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]

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Leidenfrosteffekt

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.

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Unser Traumschulgarten der Zukunft

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.

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Mach was!

SchülerInnen aus der Klasse 8e werden in den nächsten Monaten unter anderem im NwT-Unterricht ein eigenes Gartenhaus für unseren neuen Schulgarten entwerfen und bauen.

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BNE international

Gemeinsam mit der Pädagogischen Hochschule und dem International Center for STEM Education führen wir, die Klasse 8b in den nächsten Wochen in Französisch ein mehrsprachiges und kooperatives Nachhaltigkeitsprojekt mit den thematischen Schwerpunkten Ressourcen und Cradle-to-Cradle, gemeinsam mit unserer Partnerschule in BEX, durch. In Kleingruppen erarbeiten wir verschiedene Teilthemen theoretisch und praktisch und werden mehrsprachig Methoden der Wissenschaftskommunikation erproben.

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Selbstreparatur von Pflanzen

Wir heißen Magdalena und Karl und gehen in die fünfte Klasse. Wir interessieren uns dafür, welche Mechanismen Pflanzen entwickelt haben, um sich bei Schäden selbst zu reparieren. Dazu untersuchen wir Pflanzen unter dem Mikroskop. Auf der Grundlage unserer Ergebnisse möchten wir dann eine bionische Anwendung finden, also die Biologie auf eine industrielle Anwendung übertragen.

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Algenkunststoffentwicklung

Wir sind Witalij und Maddox aus der Klasse 9. In unserem Projekt stellen wir mit unterschiedlichen chemischen Methoden und mit verschiedenen Makroalgen Algenkunststoffe her, färben diese ökologisch an und testen deren Abbaubarkeit.

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Der perfekte Cocktailmixer

Wir sind zwei Tüftler aus der zehnten Klasse und bauen in unserem Projekt einen eigenen möglichst perfekten Cocktailmixer, der unseren Ansprüchen für ein optimales Mischgetränk genügen soll.

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Laqueria mirantibus - Kinderbuch

Auf der Grundlage unseres Jugend forscht Projekts zum Thema Bodengesundheit haben wir, Melina Reckermann und Isabell Seibel (beide KS1) ein Kinderbuch geschrieben, das von Fridolin Bachmann (Klasse 6) ideenreich und liebevoll illustriert wurde.

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Biomodifizierte selbstheilende Baustoffe

Magnus und Tabea  haben im Nationalteam Deutschland an der ICYS (Internationalen Conference of young scientists) teilgenommen, den Weltmeistertitel in der Sparte Environmental Science gewonnen und haben außerdem den Artur Fischer Erfinderpreis gewonnen. Sie haben am Jugend forscht Wettbewerb 2021 teilgenommen und einen Sonderpreis erhalten.

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