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Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2018 Jugend forscht - Landeswettbewerb Sachsen 2018

jugend forscht 22. bis 24. März 2018

  • Fachgebiet: Arbeitswelt
    Schule: "Glückauf"-Gymnasium Dippoldiswalde / Altenberg
    Mitglieder: (St.-Nr. 1) Julia-Marie Gläser

    Bei der Vorliegenden Arbeit handelt es sich um die gekürzte Fassung einer Besonderen Lernleistung im Rahmen des Abiturs:
    Die Otitis externa (Entzündung des Gehörgangs) ist eine der häufigsten Erkrankungen bei Haustieren. Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil setzt sie sich kritisch mit den vorhandenen Informationen zur Otitis externa auseinander und gibt einen Überblick über Ursachen, Diagnostik und Therapie dieser Erkrankung bei Hunden und Katzen. Im zweiten Teil der Arbeit wird anhand einer Fallstudie das Auftreten der Otitis externa bei Hunden und Katzen näher untersucht. Dabei wird auch ein möglicher Zusammenhang zwischen Otitis externa und dermatologischen Erkrankungen, sowie Futtermittelunverträglichkeiten in Betracht gezogen. Wie die Autorin mit dieser Arbeit zeigen kann, ist eine weitere Forschung zu diesem Thema wichtig, um eine bessere Diagnostik und eine effektivere Therapie zu gewährleisten. Dafür müssten, in Ausblick auf zukünftige Untersuchungen, Studien über einen längeren Zeitraum und eine größere Stichprobenanzahl geführt werden.
  • Fachgebiet: Biologie
    Schule: Sächsisches Landesgymnasium St. Afra zu Meißen
    Mitglieder: (St.-Nr. 2) Adnan Abouelela

    Die Forschungsarbeit beschäftigt sich mit dem Eph-Rezeptor in der Flügelimaginalscheibe der Taufliege Drosophila melanogaster. Der Eph-Rezeptor gehört der Klasse der RTK-Rezeptoren an und war bislang nur durch seine Funktion im Rhombencephalon bekannt. Kürzlich konnte dieses Protein nun auch in der Flügelimaginalscheibe nachgewiesen werden. In dieser Arbeit werden erste Ergebnisse zur Charakteristik und Funktion des Eph-Rezeptors genau an dieser Stelle vorgestellt. Hierbei wurden zuerst Untersuchungen zum Expressionsort durchgeführt. Im Weiteren wurde der Verdacht einer post-transkriptionalen Regulation überprüft. An diese Untersuchungen schlossen sich Experimente zu mechanischen Zugkräften entlang derjenigen Kompartimentsgrenze an, die anteriores und posteriores Kompartiment trennt. Darauf aufbauend wurde eine mögliche Regulation und Abhängigkeit vom Signalprotein Hedgehog überprüft. Methodisch basiert die Arbeit auf der Verwendung des Gal4/UAS-Systems, der RNA-Interferenz, spezifischer Antikörperfärbungen und der Laserablation.
  • Fachgebiet: Chemie
    Schule: Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden
    Mitglieder: (St.-Nr. 3) Konstantin Urban

    In Hinblick auf eine spätere Anwendung, Trinkwasser von darin gelösten Schadstoffen wie Uran zu bereinigen, verfolgt diese Arbeit das Ziel, den Kenntnisstand der Koordinationschemie im Bereich der Komplexbildung von Iminliganden mit Schwermetallen zu erweitern. So sollen diese koordinativ gebunden und eine Reinigung durch Extraktionsvorgänge somit erleichtert werden. Dafür gilt es, geeignete Liganden zu finden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde Glucosamin mit verschiedenen Benzaldehyden wie Salicylaldehyd umgesetzt. Glucosamin ist das deacetylierte Monomer des reichlich vorkommenden Polysaccharids Chitin, das früher bereits eine Affinität zum Binden von Schwermetallen zeigte. Der entstandene Iminligand wurde durch die Elementaranalyse und NMR-Spektroskopie auf Reinheit und Struktur sowie unter Verwendung von Kupfer(II)-Ionen, welche die radioaktiven Uranionen zunächst ersetzten, mittels eines Kristallansatzes und der UV/Vis-Spektroskopie auf seine Komplexbildungseigenschaften untersucht.
  • Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Sächsisches Landesgymnasium St. Afra zu Meißen
    Mitglieder: (St.-Nr. 4) Pascal Juppe

    Durch Bestrahlung eines Moleküls mit Infrarotstrahlung werden Molekülschwingungen angeregt. Dabei ist die Schwingungsfrequenz von der schwingenden Masse der Atome, der Schwingungsart, der Bindungsart und der Bindungsstärke abhängig. Das so entstehende IR-Spektrum des Stoffes ist einzigartig. Daher ist die Infrarotspektroskopie ein beliebtes Mittel zur Identifikation von unbekannten Stoffen. Problematisch dabei ist jedoch, dass die Zusammensetzung eines Stoffes nicht direkt in seinem IR-Spektrum zu erkennen ist. Deshalb wird das Spektrum des analysierten Stoffes mit einem Referenzspektrum abgeglichen und so die Substanz identifiziert. Liegt aber kein solches Referenzspektrum vor, kann der Stoff nicht identifiziert werden. Um dieses Problem zu lösen, möchte ich mit dieser Arbeit die Grundlagen einer Software vorstellen, die mithilfe neuronaler Netzwerke ein aufgenommenes Spektrum analysiert und daraus Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des analysierten Stoffes zieht.
  • Fachgebiet: Mathematik/Informatik
    Schule: Sächsisches Landesgymnasium St. Afra zu Meißen
    Mitglieder: (St.-Nr. 5) Julian Meyer

    Holz hat wohl die längste Geschichte aller Werkstoffe, aber trotz der Tatsache, dass es in der Vergangenheit beständigeren Werkstoffen weichen musste, wird es nun vor allem wieder wegen seiner hervorragenden Ökobilanz immer öfter verwendet und bietet dank seiner vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten ein breites ingenieurtechnisches Anwendungsspektrum. Jedoch ist es durch seine anisotropen Eigenschaften schwer, Holz kontinuumsmechanisch zu beschreiben, was eine präzise Planung ermöglichen würde. So wird im Zuge dieses Projektes versucht durch phänomenologische Betrachtungen eine möglichst exakte Beschreibung mechanischer Eigenschaften des Werkstoffes Holz zu erarbeiten und diese mithilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) innerhalb des Finite Element Analysis Programs (FEAP) als nutzbares Werkzeug bereitzustellen. Im Zuge des Projekts wird die Funktionalität anhand eines Probekörpers, sowie eines Stirnversatzes, mit Parametern aus externen Messungen gezeigt.
  • Fachgebiet: Physik
    Schule: Gymnasium "Luisenstift" Radebeul
    Mitglieder: (St.-Nr. 6) Tim Hebenstreit

    In dieser Jugend forscht Arbeit geht es um sog. Z-prime-Bosonen – hypothetische Teilchen, die durch eine mögliche Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik vorhergesagt werden.
    Zu Beginn dieser Arbeit sollen einige theoretische Grundlagen beleuchtet werden. Danach werden im experimentellen Teil Daten des OpenData-Portals des ATLAS-Experiments vom CERN ausgewertet und so Schlussfolgerungen für die Theorie des Z-prime-Bosons gezogen. Ziel ist es, bestmögliche Selektionskriterien für die Suche nach dem Z-prime-Boson bei verschiedenen Massenhypothesen herauszufinden. Mithilfe dieser Selektionskriterien kann anschließend geprüft werden, ob die verfügbaren Daten ausreichen, um signifikante Aussagen über die Existenz des hypothetischen Teilchens zu treffen.
    Anschließend wird das erarbeitete Analyseprogramm während der CERN Projektwochen 2017 in ein sogenanntes Online-Notebook implementiert, um die gewonnenen Erkenntnisse der Allgemeinheit zugänglich zu machen.
  • Fachgebiet: Technik
    Schule: Schiller-Gymnasium Bautzen
    Mitglieder: (St.-Nr. 7) Robin Henke

    Der Einsatz von Mikrokontrollern greift in alle Lebensbereiche. So soll diese Zukunft auch im Unterricht fernab von Lehrplänen erlebbar, interessant und begeisternd Einzug halten. Dazu habe ich ein Jahr lang Schüler mit meinem Konzept im Freizeitbereich den Controller näher gebracht. Mein selbst gestalteter Baukasten liefert die Voraussetzungen dafür. Schritt für Schritt lernen die Teilnehmer Wirkungsweise, Programmierung und Einsatzmöglichkeiten kennen.
  • Fachgebiet: Technik
    Schule: Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden
    Mitglieder: (St.-Nr. 8) Vincent Voigtländer

    Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Roboter mit omnidirektionalen Antrieb entwickelt. Im ersten Schritt entstand ein mathematisches Modell der Kinematik eines solchen Roboters, welches anschließend in einem Microcontroller Arduino implementiert wurde. Weitere Bestandteile der Arbeit sind einerseits die Konstruktion und der physische Aufbau des Roboters sowie andererseits das Entwickeln und Umsetzen von elektrischen Schaltungen zur Verknüpfung der einzelnen Komponenten. Schließlich erforderte die Durchführung der gewünschten Fahrmanöver die Entwicklung einer geeigneten Software zur Steuerung des Roboters.
    Um nicht kalkulierbare Störungen reglungstechnisch zu kompensieren, wurde eine Drehwinkelmesseung durch einen Reflexkoppler in Verbindung mit einer Elektronik-Platine selbst entwickelt und umfassend entstört.
    Zur Nutzbarkeit für praktische Anwendungen wird zurzeit ein Bluetooth-Modul eingebunden, so dass der Fahrauftrag via Smartphones vogegeben werden kann.