Bundesfinale "Jugend forscht" 2018 in Darmstadt

Den 53. Bundeswettbewerb richtete die Stiftung Jugend forscht e.V. gemeinsam mit der Merck KGaA und unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten vom 24. bis 27. Mai 2018 in Darmstadt aus. Der Bundeswettbewerb war der Höhepunkt der Wettbewerbsrunde, an der 12 069 Jugendliche mit 6 520 herausragenden Projekten teilgenommen haben. In diesem Jahr stand der Wettbewerb unter dem Motto "spring! #denkneu".

Ins Finale kamen 182 Jungforscherinnen und Jungforscher mit 105 Projekten, die bei einem der "Jugend forscht"-Landeswettbewerbe den ersten Preis in einem der sieben Fachgebiete Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/Informatik, Physik und Technik gewonnen haben.

Bundessieger im Fachgebiet Arbeitswelt und Preisträger des DGUV-Preises für Prävention und Rehabilitation wurde Felix Röwekämper (21) aus Ibbenbüren für die Entwicklung eines Bohrmaschinenschraubstocks mit integriertem Aufspannmechanismus.
Bei unterschiedlichen Bohrmaschinen wird das Werkstück zwecks Fixierung zwischen die Backen eines Schraubstocks geklemmt. Dieser muss bei größeren Bohrungen zusätzlich mechanisch oder elektromagnetisch auf einem Bohrtisch gesichert werden. Felix Röwekämper analysierte bereits existierende Konzepte und befand sie für zu umständlich, zeitraubend und teuer. Seine Alternative sollte sicher und einfach zu bedienen sein und es zudem ermöglichen, das Werkstück leicht und präzise auszurichten. Dafür entwickelte der Jungforscher einen neuartigen Schraubstock mit einem unterhalb integrierten Befestigungsmechanismus: Ein sogenannter Spannhebel kann dabei per Hebelwirkung und mit besonderen Schrauben sehr fest an den Tisch gezogen und so gut justiert werden. Speziell angebrachte Aussparungen verhindern zudem ein Mitdrehen beim Bohren.
Die Jury war besonders von der genial einfachen Umsetzung der Erfindung beeindruckt. Felix Röwekämper fertigte den Aufspannmechanismus in der heimischen Werkstatt völlig selbständig. Bereits sein erster Prototyp erfüllte seine anfangs gestellten Anforderungen. Der Jungforscher erkannte jedoch weiteres Verbesserungspotenzial und optimierte sein Werk-zeug nachhaltig.

Aus dem Fachgebiet Arbeitswelt gab es in diesem Jahr auch einen der sehr begehrten fachbereichsübergreifenden Bundessiege. Es ist die Arbeit von Anna Fleck (16) und ihrem Bruder Adrian Fleck (19) aus Fulda mit dem Titel „FleckProtec – Gelenkschutz aus Speisestärke“, für die die beiden mit dem Preis für die originellste Arbeit als Preis der Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel ausgezeichnet wurden. Zusätzlich erhielten die Jung-forscher eine Einladung zum 30. European Union Contest for Young Scientists in Dublin, Irland der Europäischen Kommission, den Europa-Preis der Deutschen For-schungsgemeinschaft für Teilnehmer am European Union Contest for Young Scien-tists in Dublin, Irland und den Preis für eine Arbeit zum Thema "Nachwachsende Rohstoffe" der Bundesministerin für Ernährung und Landwirtschaft.
Beim Inlineskaten oder im Motorsport – Protektoren schützen Rücken, Schultern und Gelenke, was insbesondere bei Stürzen unerlässlich ist. Meist besteht die Schutzausrüstung aus starrem Kunststoff und schränkt daher die Bewegungsfreiheit des Sportlers ein. Nicht so der Protektor von Anna und Adrian Fleck: Er besteht aus einer weichen Silikonhülle, die mit einer stärkehaltigen Flüssigkeit gefüllt ist. Diese erstarrt bei hoher Krafteinwirkung zum Fest-stoff und schützt so zuverlässig vor Verletzungen. Die Geschwister haben nicht nur die ungewöhnliche, sogenannte nicht-newtonsche Eigenschaft der Speisestärke-Flüssigkeit genutzt und optimiert, sie entwickelten zudem eine Messapparatur mit der sie die Effektivität ihres "FleckProtecs" mit der von handelsüblichen Produkten verglichen.
Die Jury war begeistert, wie eigenständig und konsequent die Jungforscher ihre Entwicklung von der Idee bis zum Prototypen verfolgten. Bei ihrem systematischen Vorgehen ließen sie sich von Rückschlägen nicht aufhalten und entwickelten originelle Lösungen. Der quantitative Vergleich mit handelsüblichen Protektoren zeigt in beeindruckender Weise die Wirksamkeit des flexiblen Protektormaterials.

Der zweite Preis des Fachgebietes Arbeitswelt sowie der Preis für eine Arbeit von Aus-zubildenden auf dem Gebiet „Mensch – Arbeit – Technik“ des Arbeitgeberverbandes Gesamtmetall ging an Kevin Erdmann (19) aus Ingelfingen-Lipfersberg und Lauritz Abel (20) aus Altkrautheim für die Entwicklung eines Enteisungsverfahrens für LKW-Planen.

Im Winter kommt es häufig zu Autounfällen aufgrund von Eisplatten, die von LKW-Planen rutschen. Sie bilden sich aus Pfützen auf den Planen und haften besonders hartnäckig an rauem und grobporigem alten Material. Die Enteisung mit Schabern oder Besen ist aufwendig, teuer und gelingt nicht immer vollständig. Um zu verhindern, dass sich das Eis zu Beginn des Gefrierprozesses stärker mit den Planen verbindet, entwickelten Kevin Erdmann und Lauritz Abel eine spezielle Beschichtung. Sie soll gut auf den Planen haften, witterungs-beständig, lichtdurchlässig und biologisch abbaubar sein. Nach Analyse und Versuchsreihen entschieden sich die Jungforscher für eine Mischung aus Paraffin und Öl im Verhältnis 1 : 1,5, die sie mit Spachtel oder Druckluftlackierpistole und Heißluftföhn aufbrachten. Erste Praxistests bei einer Spedition verliefen vielversprechend.

Den dritten Preis des Fachgebiets Arbeitswelt sowie den Preis für eine Arbeit von Aus-zubildenden auf dem Gebiet „Mensch – Arbeit – Technik“ des Arbeitgeberverbands Gesamtmetall erhielten Simon Niedt de Matos (18) aus Höchstadt an der Alsch, Philipp Hohner (18) aus Oberhaid und Ögün Aksoy (2) aus Bamberg für die Entwicklung ihres Total Organisation Manager (TOM).
Die Jungforscher fanden eine Magnettafel mit Hunderten Info-Blättchen unübersichtlich und angesichts der Digitalisierung für die Arbeitsplanung nicht mehr zeitgemäß. Für ihre Ausbildungswerkstatt programmierten sie daher den Total Organisation Manager TOM. Zentrales Bedienelement ist ein großer Touchscreen. Über einen RFID-Kartenleser können sich die Nutzer ausweisen, anmelden und weitere Registrierungen vornehmen. Die Software hilft, die täglichen Dienste zu organisieren, Reinigung und Wartung von Maschinen zu planen und die Belegung der Anlagen anzuzeigen.

Der vierte Preis des Fachgebiets Arbeitswelt ging an Jan-Hendrik Pielke (19) aus Mettingen und Christian Sadowski (19) aus Lienen für die Entwicklung eines Emergency Radio Assistant.
Soll nach einem Unfall eine Rettungsgasse gebildet werden, sind viele Verkehrsteilnehmer überfordert, gestresst oder stören als Gaffer. Die Jungforscher wollen es mit ihrem Emergency Radio Assistant (ERA) den Fahrern von Einsatzfahrzeugen ermöglichen, den Autoverkehr vor Ort nach Bedarf zu dirigieren. Via UKW-Frequenz und Verkehrsfunk können sie individuelle oder einprogrammierte Durchsagen an die Autofahrer richten. Für ihren ERA nutzten die Jungforscher den Blaulichtbalken. Dessen Ansteuerung erweiterten sie um einen selbst programmierten Raspberry Pi, der die Botschaften über eine Antenne als UKW-Radio-signal sendet. Im Einsatzfall, der auch die Sicherung von Baustellen, Kolonnenfahrten oder Verkehrskontrollen umfassen kann, überlagert es das laufende Radioprogramm:

Den fünften Preis des Fachgebiets Arbeitswelt erhielt Mauritz Fethke (17) aus Stade für die Entwicklung eines in Arbeitskleidung integrierbares Rückenunterstützungsystems.
In Pflege, Produktion oder Handwerk können Exoskelette helfen, schwere Lasten zu bewegen oder Tätigkeiten in unergonomischen Positionen zu verrichten. Ziel von Mauritz Fethke war es, diese bei geringeren Herstellungskosten so zu gestalten, dass sie einfacher zu benutzen und in die Arbeitskleidung integrierbar sind. Er entwickelte ein System, das wie ein Rucksack mit Schulter- und Beckengurt getragen wird. Dazwischen verläuft parallel zur Wirbelsäule ein sogenanntes Überdruckelement: Ein innerer Schlauch gleitet dabei in einen äußeren. Wird innen durch Aufblasen Druck aufgebaut, fixiert die Reibung zwischen den Schläuchen eine einstellbare Länge. So leistet das System ab einem bestimmten Beugewinkel Unterstützung.

Auf das Fachgebiet "Arbeitswelt" entfiel auch ein Sonderpreis:
Den Preis für eine Arbeit auf dem Gebiet der Technik der Heinz und Gisela Friedrichs Stiftung erhielten Niklas Knöfel (20) aus Harzgerode, Lea Schade (19) aus Ballenstedt und Robert Kather (19) aus Harzgerode in Zusammenarbeit mit ihrem Ausbildungsbetrieb TRIMET Automotive Holding GmbH, Harzgerode sowie dem Wolterstorff-Gymnasium, Ballenstedt.
Druckluft ist in der Industrie ein beliebter Energieträger, weil er vielseitig einsetzbar ist. Doch Leckagen an den Anlagen kosten zum einen viel Energie und damit Geld, zum anderen bergen sie Risiken für die Mitarbeiter. Niklas Knöfel, Lea Schade und Robert Kather bauten einen Schulungs- und Prüfstand mit Kompressor und Druckleitungen, mit dem unterschiedliche Leckagen simuliert werden können. Ihr Teststand wird über ein Touchpad gesteuert, auf dem anschließend auch die jeweilige Höhe des Druck- und des Energieverlustes sowie die dadurch entstehenden Kosten dargestellt werden. Zudem wird die Intensität des Lärms gemessen, den die entweichende Luft verursacht. Die Jungforscher hoffen, dass ihr Teststand künftig hilft, Fabrikarbeiter für die Kosten- und Gesundheitsrisiken von Druckluftanlagen zu sensibilisieren.

Gastgeber des 54. Bundeswettbewerbs Jugend forscht im Jahr 2019 wird vom 16. bis 19. Mai 2019 die Universität Leipzig sein.

Informationen zu allen Preisträgern finden Sie unter www.jugend-forscht.de.