Arbeitswelt

Anna Klymenko (17) und Helena Link (16) vom Graf-Rasso-Gymnasium Fürstenfeldbruck

Die nachhaltige Verwertung von Eierschalen zu einem Papierersatz

Das Projekt befasst sich mit der nachhaltigen Verwertung von entsorgten Eierschalen zu Papierersatz. Nach Auflösung der Schale wird die Eierschalenmembran zerkleinert und wie gewöhnliche Papierfasern geschöpft. Um das Papiers elastischer zu machen, wird vor der Trocknung Glycerin hinzugegeben. Physikalische Merkmale von üblichem Papier wurden mit unserem verglichen, um die Eigenschaften zu definieren und Unterschiede zu erkennen. Beispielversuche sind die Ermittlung des Weißegrades des Papiers mithilfe eines Spektrometers oder die Reißfestigkeit anhand eines Newtonmeters.

Zusatzpreis: Sonderpreis Nachwachsende Rohstoffe (75 €, Preisstifter: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft und Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e. V.)

Biologie

Wiebke Rauschenbach (17), Franz-Marc-Gymnasium, Markt Schwaben

Geruchskonditionierung von Honigbienen

Honigbienen sind zu erstaunlichen Riechleistungen in der Lage. Sie erkennen ergiebige Blüten wieder und bevorzugen sie gegenüber den Blüten anderer Pflanzenarten. Diese Eigenschaft heißt Blütenstetigkeit. Dieses Projekt geht der Frage nach, ob Bienen Gerüche erlernen und wiedererkennen können, und ob erlernte Gerüche bei der Futtersuche eine Rolle spielen, also zur Blütenstetigkeit beitragen. Das Erlernen von Reizen wird auch als Konditionierung bezeichnet. In diesem Projekt wird zunächst mithilfe eines Laborexperimentes gezeigt, dass Honigbienen auf Eukalyptusduft konditionierbar sind. Anschließend wird in einem Feldexperiment nachgewiesen, dass Bienen, die auf Eukalyptusduft konditioniert sind, eine simulierte Futterquelle mit diesem Duft weiteren simulierten Futterquellen mit anderen Gerüchen vorziehen.

Chemie

Clara Glatzl (17) und Oliver Barnutz (17) München Städtisches Elsa-Brändström-Gymnasium, München

Die Maillard-Reaktion zur Herstellung von Fleischaroma nicht tierischen Ursprungs

Die Maillard-Reaktion ist wichtig, wenn für den Fleischgeruch und -geschmack verantwortliche Stoffe entstehen. Der Reaktionsmechanismus und die entstehenden Produkte sind sehr komplex. Deshalb ist es schwer sie zu identifizieren und zu synthetisieren. Deshalb wird die Maillard-Reaktion mit definierten Edukten nicht tierischen Ursprungs durchgeführt, um einen fleischähnlichen Geruch und Geschmack zu erzielen. Zuerst lässt man verschiedene Mischungen im Reagenzglasmasstab reagieren und nimmt Geruchsproben. Vielversprechende Rezepturen sollen dahingehend untersucht werden, ob sie auch in der Anwendung an Fleischimitaten eine aromafördernde Wirkung haben.

Geo- und Raumwissenschaften

Benedikt Drost (17) Neuried Feodor-Lynen-Gymnasium Planegg, Planegg

Städte der Zukunft. Grüne Dächer gegen die Folgen des Klimawandels

Urbane Hitzeinseln (UHI) beschreiben das Phänomen der Aufheizung der Städte gegenüber dem Umland. Dies ist mit negativen Folgen für die Lebensqualität und Gesundheit der Bewohner verbunden. Der Klimawandel wird dieses Problem weiter spürbar verstärken, so dass rasch Strategien entwickelt werden müssen, um den UHIs entgegenzuwirken. Eine flächensparende Maßnahme ist die Anlage von Gründächern. Das Projekt besteht aus zwei Hauptteilen: 1) Mit Hilfe von 1:30 Hausmodellen und kontinuierlicher, elektronischer Aufzeichnung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit wurden folgende Effekte von begrünten im Vergleich zu dunklen oder hellen Dächern untersucht: - Kühlung der Umgebungstemperatur - Kühlung der Wohnräume - Effektivitätssteigerung von Fotovoltatikpaneelen 2) Für den Wohnort Neuried wurden zur Erfassung der Dachflächen, die sich für eine Begrünung eignen, ein Gründachkataster erstellt, das online abgerufen werden kann.

Zusatzpreis: Sonderpreis Energiewende & Klimaschutz (75 €, Preisstifter: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz)

Mathematik/Informatik

Mauritz Orlinski (18), Technische Universität München, München

Batteriebasierte Streckenplanung für UAVs im mTSP durch Genetische Algorithmen

In dieser Arbeit wird die optimierte Lösung des mTSP (Multiple Traveling Salesman Problem) unter Berücksichtigung der Batteriekapazität behandelt, insbesondere im Kontext der Routenplanung für UAVs (Unmanned Aerial Vehicles). Aufgrund der enormen Rechenkomplexität präziser Lösungsansätze werden verschiedene Heuristiken und Optimierungsmethoden untersucht, um das mTSP effizient zu bewältigen. Ein genetischer Algorithmus wird eingehend analysiert und als Ansatz verwendet, um das Problem sowohl optimiert als auch zeitnah anzugehen. Die Ergebnisse zeigen, dass der genetische Algorithmus qualitativ hochwertige Lösungen erzielen kann, die im Vergleich zu herkömmlichen Greedy-Algorithmen überlegen sind. Allerdings ist bei der Wahl dieser Methode die längere Laufzeit zu berücksichtigen. Zudem wurde ein mathematisches Konstrukt entwickelt, um die batteriebeschränkte Routenplanung von UAVs im mTSP leichter behandeln zu können.

Technik

Philipp Lorff (17) Gröbenzell Gymnasium Gröbenzell, Gröbenzell

Entwicklung eines ferngesteuerten Messbootes

Aufgrund des Klimawandels ändern sich ständig die Bedingungen in unseren Ökosystemen. Gerade bei Kleingewässern wie Seen und Flüssen ist eine Überwachung mit den bestehenden Technologien wie Messbojen und Satellitenaufnahmen aufwendig, teuer und häufig auch ungeeignet. Die Lösung ist ein selbst konstruiertes ferngesteuertes Messboot mit Sensoren und GPS, das klimatische Daten an jedem Punkt eines Gewässers erfassen kann. Diese einfache und kostengünstige Lösung zur Überwachung von Wasserbedingungen ermöglicht ein besseres Verständnis unserer Gewässer und unseres Klimas, um schneller und präziser auf ökologische Veränderungen reagieren zu können.