Jugend-forscht-Landessiegerinnen am HZB (Update)
Die beiden Preisträgerinnen beim Landeswettbewerb Jugend-forscht kamen ans HZB, um weitere Experimente durchzuführen. Am 18. Mai startet der Bundeswettbewerb. © HZB | S. Zerbe
Die beiden selbstgebauten Versuche: Ändert sich das scheinbare Gewicht des pyrolytischen Graphits durch die Abstoßung durch einen Magneten (Foto links)? Und was passiert, wenn man es mit flüssigem Stickstoff kühlt? (Foto rechts) © HZB | S. Zerbe
Charlotte Klar und Katharina Austermann (beide 18 J.) vom Humboldt-Gymnasium aus Tegel sind weit gekommen: Mit ihren Experimenten zu pyrolytischem Graphit versuchen sie ein Rätsel aufzuklären, dass sie in der Fachliteratur über Diamagnetismus gefunden haben. Mit ihrer Arbeit überzeugten sie sowohl die Jugend-forscht-Jury bei Regionalwettbewerb Berlin-Süd als auch beim Berliner Landeswettbewerb. Damit fahren sie nun nach Bremen, wo vom 18. bis 21. Mai der Bundeswettbewerb stattfinden wird.
Update: Charlotte Klar und Katharina Austermann (beide 18 J.) vom Humboldt-Gymnasium aus Berlin-Tegel wurden beim Stiftung Jugend forscht e. V. Bundeswettbewerb mit dem Preis des Bundeskanzlers für die originellste Arbeit ausgezeichnet.
Wir gratulieren Charlotte und Katharina von ganzem Herzen!
Doch zuvor statteten sie dem Helmholtz-Zentrum Berlin einen Besuch ab. Ihr Sonderpreis war ein Experimentiertag im Schülerlabor, den die Schülerinnen unbedingt vor dem Endausscheid einlösen wollten. Der Grund: Hier am HZB konnten sie ein paar Experimente durchführen, für die sie flüssigen Stickstoff brauchten – und den gibt es nun mal nicht in der Schule. Außerdem konnten Sie mit Ralf Feyerherm aus dem CoreLab Quantenmaterialien den physikalischen Hintergrund ihrer experimentellen Beobachtungen diskutieren.
Mit ihren Experimenten gehen die Schülerinnen der Frage nach, ob die Magnetisierbarkeit von pyrolytischen Graphit (ein diamagnetischer Stoff) temperaturabhängig ist. Lehrbücher sagen nein, doch in ihren Experimenten fanden sie einen deutlichen Effekt. Wie lässt sich dieser erklären und möglichst anschaulich demonstrieren? Diese Frage versuchen die beiden, nun in ihrem Jugend-forscht-Projekt zu beantworten.
Die Abiturientinnen stecken momentan mitten in den Abi-Prüfungen, der Wettbewerb kommt sozusagen „on-Top“. Trotzdem geht für sie ein Traum in Erfüllung, denn sie beschäftigen sich schon sage und schreibe seit acht Jahren mit verschiedenen Phänomenen des Magnetismus. Sie haben bereits an mehreren Jugend-forscht-Wettbewerben teilgenommen. Doch noch nie sind sie so weit gekommen.
Die Daumen für Charlotte Klar und Katharina Austermann sind fest gedrückt!
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.