Am 2. März 2023 durften die Schüler aller Physik-Kurse der Q2 die Beschleunigeranlage der GSI Darmstadt in Wixhausen anschauen.
Bereits am Eingang wurden wir herzlich von Frau Prof. Toia begrüßt. Sie erklärte uns, dass die GSI 1969 gegründet wurde. Zunächst war die GSI ein nationaler Standort der Wissenschaft. Heute arbeitet die GSI in Kooperationen mit rund fünfzig Ländern weltweit. Man Erkennen dies auch an den Länderflaggen am Eingang.
Auf dem Weg zu unserer Besichtigung zum Speicherring erfuhren wir, dass bevor es überhaupt zu Experimenten kommt, Ionen zunächst im 120m langen Linearbeschleuniger UNILAC auf 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Nach der Linearbeschleunigung werden die Ionen in den Ringbeschleuniger SIS18 gelenkt. Der 216 m lange Riese kann alle Ionen der natürlichen Elemente, darunter auch das schwere Uran, auf bis zu 90% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, das entspricht ca. 270.000 km/s.
Haben die Ionen die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, werden sie in Richtung der verschiedensten Experimente geleitet oder in den Speicherring ESR geleitet, welchen wir als erstes besuchen durften. Aufgrund von Wartungsarbeiten durften wir in Begleitung mit Herr AB den Ring genauer betrachten. Auch hier führt man Experimente durch. Die im Speicherring gespeicherten Ionen können die Wissenschaftler der GSI für weitere Messungen abrufen. Wir hatten das Glück, uns Teile des Speicherrings ohne die dicke Isolationsschicht, die die Hitze der Beschleunigung dämmt, genauer zu betrachten. Auch ein Teil des Umlenkungsmagneten wurde entnommen, den wir uns anschauen konnten. Einer der Magneten, innerhalb des Teilchenbeschleunigers wiegt unfassbare 50 Tonnen.
Faszinierend waren zum anderen die dicken Betonblöcke, welche den Teilchenbeschleuniger einmauern, damit die Menschen von der Radioaktivität beim Betrieb des Beschleunigers abgeschirmt sind. Diese tonnenschweren Blöcke können zudem von einem Kran auch entfernt werden.
Das Zentrum beschäftigt sich außerdem auch mit der Reichweite von Radioaktivität bei unterschiedlichen Stoffen. Ein Thema war die Sicherheit der Bekleidung der Weltall-Erforscher*innen / Raumfahrer*innen. Gegen Strahlungen und Radioaktivität (z. B. der Sonne) müssen Menschen die außerhalb des Raumschiffs arbeiten gut geschützt werden, deshalb werden auf der Erde, bei der GSI Darmstadt auch Experimente mithilfe eines Teilchenstrahls durchgeführt, um die Durchlässigkeit verschiedenster Stoff zu testen. [So werden die Anzüge unserer Weltraumfahrer optimiert.]
Eine weitere bemerkenswerte Errungenschaft ist die Forschung in der Krebstherapie. Mithilfe eines Ionenstrahl konnten dort bereits 440 Personen mit Tumoren im Kopf und Halsbereich innerhalb von 11 Jahren mit großem Erfolg behandelt werden.
Alles in allem war für uns der Besuch bei der GSI einfach nur unglaublich! Von verschiedensten Physiker*innen aufgeklärt zu werden und solch riesige, faszinierende Anlagen vor Ort sehen zu können, ist ein Privileg, das wir sehr genossen haben.
Auch mit diesem Artikel möchten wir uns herzlich bei Allen bedanken, die uns diese Möglichkeit verschafft haben.
Am 2. Februar 2023 besuchten wir, der Chemie Grundkurs von Frau Dr. Tiebes, das MERCK-TU Darmstadt-Juniorlabor in Darmstadt. Uns erwartete ein Experimentiertag bei Frau Dr. Schmidt, bei welchem der Wirkstoff eines Schmerzmittels hergestellt werden sollte.
Wir alle freuten uns, das im Unterricht theoretisch Erlernte praktisch umzusetzen und mit dem alltäglichen Leben zu verbinden. Denn Schmerzmittel, wie beispielsweise Aspirin, sind einemjeden von uns bekannt und umso gespannter waren wir alle, den Wirkstoff dieses Arzneimittels selbst herstellen zu dürfen. Zu Beginn erhielten wir eine theoretische Einführung in die Thematik und die Versuchsvorschrift. Dabei erfuhren wir unter anderem, dass bereits im Antiken Ägypten Weidenrinde verwendet wurde, um Fieber zu senken, Entzündungen zu hemmen und Schmerzen zu lindern. Diese Wirkung lässt sich auf die in der Weidenrinde enthaltene Salicylsäure zurückführen.
Acetylsalicylsäure-Synthese im Junior-Labor/TU Darmstadt
Jedoch erfuhren wir auch, dass diese bei innerer Anwendung zu starken Nebenwirkungen führen kann und stattdessen heutzutage die besser verträgliche Acetylsalicylsäure als Schmerzmittelwirkstoff eingesetzt wird. Anschließend wurden praktische Fragen geklärt und das Experimentieren konnte beginnen. Aber zuvor mussten wir uns Schutzbrillen, Handschuhe und Laborkittel anziehen, denn diese sind Voraussetzung, um im Labor zu arbeiten. Schließlich aufgrund der tollen Ausstattung fühlten wir uns wie richtige Chemiker:innen und fieberten dem Experimentieren umso mehr entgegen. In kleinen Gruppen führten wir nach Anleitung die Synthese eines Schmerzmittels durch. Dabei erwies sich die Herstellung als anspruchsvoll, jedoch standen uns stets kompetente studentische Hilfskräfte und Frau Dr. Schmidt zur Seite, die wir um Hilfe und Rat bitten konnten. Schlussendlich konnten wir voller Stolz unser selbst hergestelltes „Medikament“ in ein kleines Fläschchen füllen und auch mit nach Hause nehmen. Selbstverständlich handelte es sich dabei um eine kleine Trophäe, die nicht zum Einnehmen geeignet ist. Denn bei der Herstellung von Arzneimitteln gelten strenge Vorschriften, damit die Sterilität dieser gewährleistet wird.
Abschließend lässt sich sagen, dass der Ausflug spannend, lehrreich und ein voller Erfolg war und ich im Namen des Chemiegrundkurses sage, dass wir sehr dankbar für die Möglichkeit waren, Praxiserfahrung bei der chemischen Synthese im Hinblick auf die Arzneimittelherstellung zu sammeln.
In Australien erkranken global die meisten Menschen an Hautkrebs und in Japan an Magenkrebs.
Gruppenfoto des Biologie-Leistungskurses mit Prof. Dr. Zörnig
Einen sehr interessanten Vortrag zu Neuem und Altbekanntem aus der Krebsforschung hielt Prof. Dr. Zörnig am 26. Januar 2023 im Rahmen der MINT-Elterninitiative dankenswerterweise vor den Schülerinnen und Schülern der Q1 des Biologie Leistungskurses von Frau Alparslan. Im Fokus stand hierbei die immer weiter zunehmende Alterskrankheit Krebs und durch welche Faktoren dieser im Körper entsteht. Obwohl einige der beschriebenen Prozesse sehr komplex sind, war es uns aufgrund unseres Vorwissens aus dem Unterricht und aus Ausflügen möglich, das Thema gut zu verstehen und unser Wissen aus der Q1 zum Thema Genetik anwenden zu können. Bei dennoch aufkommenden Fragen war Herr Prof. Dr. Zörnig jederzeit bereit, diese zu erläutern und ist oft mit dem Kurs in den Dialog gegangen. Beispielsweise wurde uns anhand eines Experimentes die Funktion von Onkogenen bzw. Tumorsuppressorgenen anschaulich erklärt und wie genau deren Zusammenspiel durch Mutationen gestört sein muss, sodass es zum Tumorwachstum kommt. So stellt ein Onkogen bzw. ein gestörtes Tumorsuppressorgen modellhaft ein kaputtes Gaspedal bzw. Bremspedal da. Dadurch wird das Auto (die Zellteilung) immer weiter beschleunigt und weil es nicht gebremst werden kann, entsteht dadurch wucherndes Gewebe – in diesem Beispiel ein Karzinom bzw. ein Tumor.
Außerdem wurden die verschiedenen Stadien und Therapiemöglichkeiten von Krebs aufgezeigt.
Wir danken Herrn Prof. Dr. Zörnig für seinen interessanten und informationsreichen Vortrag.
Am 15. Dezember 2022 waren wir, der Biologie-Leistungskurs der Q1 von Frau Alparslan, bei CytoMol in Nieder-Eschbach. CytoMol ist ein Labor, in dem Zellen untersucht werden, um Vorstufen von Gebärmutterhalskrebs zu entdecken.
Im Auftrag von Gynäkologen aus ganz Deutschland werden Abstriche in das Labor geschickt, damit diese untersucht werden können. Das Labor ist eines der größten Zytologielabore Deutschlands. Bei CytoMol werden ca. 120 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt. Nach einer allgemeinen Einführung in die Zytologie wurden wir durch das Haus geführt. Dabei wurde uns der Weg der Proben, die von den gynäkologischen Praxen eingesendet werden, gezeigt. Wir haben erklärt bekommen, wie die Zellen gefärbt, fixiert und zur Befundung durch die Zytologen und Ärzte vorbereitet werden. Besonders spannend für uns war es, die Zellen mal selbst durch ein Mikroskop zu betrachten, um die Zellbeschaffenheit zu sehen, was erst durch die vorherige Einfärbung möglich ist. Durch das Einfärben können die Zytologen die unterschiedlichen Krebsvorstufen ermitteln und entsprechende Befunde und Behandlungsempfehlungen an die Arztpraxen aussprechen, damit diese dann ihre Patientinnen informieren können.
Zusammen mit einer Zytologin haben wir anschließend gemeinsam durch ein Multihead-Mikroskop geguckt und uns über die vorliegenden Zellpräparate ausgetauscht.
Abgerundet wurde der Aufenthalt im Labor durch den Vortrag des Geschäftsführers, der uns die wissenschaftliche Arbeit der Gynäkologen und Zytologen erklärt hat und auch dort noch einmal auf die Wichtigkeit einer Impfung und regelmäßigen Untersuchung aufmerksam gemacht hat.
Siegerehrung zum Teamwettbewerb (Foto: Mika Abs, E1)
Riesenapplaus, Siegerehrung mit „8h Science“-T-Shirts und Tulpenstrauß so ging am 10. Januar 2023 um 21.00 Uhr das erstmalig für die naturwissenschaftlichen Leistungskurse der E-Phase an der Schule ausgerichtete Event „8h Science“ zu Ende. Aber der Reihe nach …
Ab 13.00 Uhr trafen die ersten Schüler:innen nach und nach im ansprechend hergerichteten Auditorium ein und nahmen teamweise Platz. Die Viererteams waren im Vorfeld gebildet worden – entweder selbsttätig oder per Los, wobei die Vorgabe war, dass ein Teammitglied dem Physik-, eins dem Chemie- sowie zwei dem Biologie-Leistungsvorkurs angehören mussten. Nach der schwungvollen Eröffnungsansprache von Herrn Antacido (Schulleiter) startete das vielseitige Vortragsprogramm mit Teamwettbewerb. Schon vorab sprach der Schulleiter allen Beteiligten rund um das Event seinen Dank aus, insbesondere dem Förderverein für die großzügige finanzielle Unterstützung des Rahmenprogramms und der Firma Kuraray in Person von Herrn Dr. Fuss für die Bereitstellung der „8h Science“-T-Shirts.
Erstmalig wird für die etwa 80 Schülerinnen und Schüler der Leistungsvorkurse Biologie, Chemie und Physik der E-Phase am 10. Januar 2023 eine besondere Veranstaltung an unserer Schule ausgerichtet werden. Das Event „8h Science“ ist als eine Kombination aus wissenschaftlichen Vorträgen, Teamwettbewerb und geselligem Austausch geplant.
In den sechs 30-Minuten-Fachvorträgen im Stundentakt wird es um verschiedenste wissenschaftliche Themen gehen, die Einblick in Anwendung und Forschung über den Unterrichtshorizont hinaus geben. Wir freuen uns sehr, dass wir kompetente Vortragende aus der Elternschaft, Schülerschaft und Lehrerschaft sowie über unsere engagierten schulischen Kooperationspartner gewinnen konnten und bedanken uns bereits an dieser Stelle herzlich bei allen Mitwirkenden und für die tatkräftige Unterstützung aus der Schulgemeinde. Dem Förderverein der Schule danken wir herzlich für eine großzügige Förderung des Rahmenprogramms.
3D-Druck im Bereich medizinische Produkte:
Beinprothesenherstellung – die Prozesskette
Atombomben: Aufbau, Funktion und Folgen
Vom Wirkstoff zum zugelassenen Medikament
Fischen nach Neutrinos in der Antarktis
Production Planning Optimization at „Juicy & Co.”
Neurowissenschaften: Wie sich dein Gehirn die Welt erschafft
Neben interessanten Vorträgen soll der Austausch der Schüler:innen untereinander und mit den Vortragenden in den jeweiligen Pausen und beim gemeinsamen Abendessen nicht zu kurz kommen. Zudem wird nach jedem Vortrag eine zum Thema passende Teamaufgabe gestellt werden, die in Viererteams gelöst werden soll.
Das Event „8h Science“ wird um 13.30 Uhr beginnen und gegen 21.00 Uhr mit der Siegerehrung zum Teamwettbewerb enden.
Als MINT-freundliche Schule möchten wir das Interesse unserer Schülerinnen und Schüler an naturwissenschaftlichen Themen unterstützen. Wir freuen uns auf eine anregende Veranstaltung innerhalb der Schulgemeinde. [Tie]
Isabell Ilgner beschäftigt sich in Marburg mit dem Potential erneuerbarer Energien
Im 32. Erfinderlabor in Marburg ging es diesmal für ein kleine Gruppe ausgewählter, leistungsstarker Schülerinnen und Schüler aus ganz Hessen ein Woche lang darum, im engen Dialog mit Wissenschaftlern in einem professionellen Umfeld zu erneuerbaren Energien zu experimentieren und dabei wertvolle Einblicke in Forschung und Lehre zu erhalten.
Darunter auch Isabell Ilgner aus unserem Abiturjahrgang (siehe Foto) „Durch das Erfinderlabor haben junge und naturwissenschaftliche engagierte Schüler die Möglichkeit, sich mit anderen Interessierten auszutauschen und persönlich in Kontakt zu kommen. Es bietet zudem explizite Einblicke in ein späteres Chemiestudium und in den Laboralltag.“
Die Workshopwoche war eine Kooperationsveranstaltung des Zentrums für Chemie (ZFC) mit Viessmann, der Phillips-Universität Marburg, dem Hessischen Kultusministerium und anderen mehr. Lesen Sie mehr zum 32. Erfinderlabor in der ZFC-Pressemitteilung.
Wir danken dem Zentrum für Chemie und den unterstützenden Unternehmen für das Engagement.
Am Mittwoch, dem 20. Juli 2022, fand unsere geplante Exkursion gemeinsam mit der betreuenden Kunstleistungsvorkurslehrerin, Frau Schmidt, und der Chemielehrerin, Frau Tiebes, zu Kuraray statt. Kuraray ist ein weltweit tätiges, japanisches Unternehmen der Spezialchemie mit dem Hauptsitz in Tokio und Kooperationspartner unserer Schule.
Zu Beginn der Führung stellte sich uns ein freundlicher Herr vor, der uns durch das Gebäude begleiten sollte und uns über die vielfältigen Aufgaben von Kuraray informierte. Wir lernten, unterschiedliche Chemikalien des Chemiekonzerns kommen in unserem Alltag häufig zum Einsatz: Von Zahntechnik bis zu wasserlöslichen Spülmaschinentabs, Schutzmasken, verschiedenen Textilfasern und Schuhprofilen. Weiter ging es im zweiten Stock, wo uns zunächst das in-house Start-up zum 3D-Druck mit Schwerpunkt Prothesendruck erwartete.Beantwortet wurden von Frau Schmidt und uns vorbereitete Fragen zum 3D-Druck entlang einer Power-Point-Präsentation. Interessant ist dies, da das Druckverfahren in der Qualifikationsphase 3 im Kunstleistungskurs im Kontext von Architekturmodellen eingesetzt werden kann. Was uns interessierte: Wie funktioniert 3D-Druck? Seit wann gibt es das Druckverfahren? Wie viel kostet so ein 3D-Drucker? Wie kriegt man den Entwurf vom Papier in ein dreidimensionales Modell? Was kann man alles mit dem 3D-Drucker gestalten, was nicht? Welche Arten von 3D-Druck gibt es? Welche Materialien werden verwendet? etc. Diese und viele weitere Fragen wurden uns anhand von Videos, Programmen und Modellen erklärt. Abschließend beschenkte uns das Kuraray-Team mit kleinen 3D-gedruckten Figuren (siehe Foto) und wir verabschiedeten uns.
Es lässt sich festhalten, dass der Tag bei Kuraray lehrreich und interessant war und uns außerdem zukunftsfähige Technologien vorgestellt wurden. Des Weiteren wurde uns ein kleiner Einblick in die nächsten Halbjahre der Kunst aber auch der Chemie gewährt, was natürlich das Interesse der Schüler sowie die Vorfreude am Lernen weckte.
Wie wäre es, statt einer Plastik- oder Papierkarte, den Schülerausweis digital auf dem Handy über eine App verfügbar zu haben? Die Vorteile sind offensichtlich, die Umsetzung stellt eine spannende Herausforderung dar und erfordert komplexe Hard- und Softwarelösungen.
Diese und andere Projektideen werden im Digitechnikum, einem Projekt der Stiftung Polytechnische Gesellschaft in Zusammenarbeit mit der Goethe-Universität, von Schüler:innen im Verlauf eines Schuljahres entwickelt und bearbeitet. Bereits im dritten Durchgang konnten ausgewählte, informatikbegeisterte Schüler:innen im Digitechnikum in Projektteams unter kompetenter Begleitung ihre innovativen Ideen umsetzen. In einer festlichen Abschlusspräsentation am 7. Juli wurden die diesjährigen Projektevorgestellt und gewürdigt.
Preisverleihung für Daniel Busch (Q4)
Für die Freiherr vom Stein-Schule war in diesem Schuljahr Daniel Busch (Q4 – im Bild 3. von rechts) dabei. Sein Team hat mit dem Projekt DigiCard einen digitalen Schülerausweis entwickelt. Dieser soll im kommenden Schuljahr an mehreren Frankfurter Schulen, darunter auch an der Freiherr-vom-Stein-Schule, in einer Pilotphase erprobt werden. Das fachkundige Betreuungsteam des Digitechnikums wird auch diese folgende Phase unterstützen.
Wir gratulieren dem DigiCard-Projektteam, danken der Stiftung Polytechnische Gesellschaft und sind gespannt auf die weitere Entwicklung. [Dör]
Bildnachweis: Stiftung Polytechnische Gesellschaft / Philip Eichler
Die über zwanzig Forscherinnen und Forscher des Forscher Clubs, vornehmlich aus den Stufen 6 und 7, schauen sehr zufrieden auf ihr erstes Forscher-Jahr zurück.
Alle waren sich in ihrer letzten ForscherClub-Stunde am Dienstagnachmittag einig. Die Exkursion zu den Aeronauten am Alten Flughafen Bonames mit dem Bau der Wasserrakete und deren Start in den Nidda-Wiesen im Herbst letzten Jahres war eines der Highlights des Forscherjahres (s. Fotos) ebenso wie die Ganztagsexkursion letzte Woche ins Planetarium in Mannheim mit dem Besuch des Luisenparks und seiner Blumenwelt (s. Foto vorm Mannheimer Hauptbahnhof).
Werkstatt der Aeronauten auf dem Geländes des Alten Flughafen BonamesStartrampe auf dem Alten Flughafen BonamesGruppenfoto vorm Hauptbahnhof Mannheim
Begonnen hat der Forscher Club nach den Sommerferien mit den Schnuppertagen, bei denen Escape-Room-Aufgaben zu entschlüsseln, das Show-Experiment „Verzauberte Bechergläser“ zu erklären, den orangen Farbstoff aus rohen Möhren zu extrahieren oder anderes mehr zur Auswahl standen.
Der Mars Run beschäftigte dann die inzwischen festangemeldeten Forscher:innen im Oktober. Ziel war die experimentelle Untersuchung von unterschiedlichen Problemstellungen einer fiktiven Reise zum Planeten Mars. Die angeleiteten Versuche reichten hierbei von der Erprobung des Rückstoßprinzips bis hin zur Untersuchung der Sauerstoffversorgung durch Pflanzen am Beispiel der Wasserpest.
Gerne erinnern sich die Schüler:innen an die Experimentieraufgaben zum Thema „Schwarzes Licht und leuchtende Limo“ im Rahmen ihrer Teilnahme am Experimentalwettbewerb „Chemie – mach mit!“, die sie mit großem Engagement bearbeitet hatten. Beeindruckend fanden sie insbesondere, wenn Textmarker-Lösungen durch Schwarzlicht-Taschenlampen angestrahlt im dunklen Raum intensiv in Neonfarben leuchteten. Die Forscher machten beim Protokollieren die Erfahrung, dass die Beobachtungen der Versuche mit ihrem bisherigen Wissen zu erklären, doch ganz schön schwer ist. Umso stolzer sind sie, dass ein Forscherteam unserer Schule unter der Vielzahl der Teilnehmenden mit einem 3. Preis im ersten Lernjahr ausgezeichnet wurde. Das Team freut sich schon sehr auf die Einladung zur Preisverleihung im kommenden Dezember.
In bester Erinnerung aus der Adventsreihe ist das Herstellen der Wunderkerzen geblieben. Beim funkensprühenden Abbrennen im Abzug haben die Forscher:innen herausgefunden, welche ihrer Mischungen die besseren Ergebnisse lieferten. Auf vielfachen Wunsch wurde im neuen Jahr die Slime-Herstellung intensiv untersucht. Dabei konnten zahlreiche Forscherfragen geklärt werden – teils experimentell durch Vergleich verschiedener Rezepturen, teils durch Recherche.
Dass Zitronen mehr als nur sauer im Geschmack sind, fanden die Forscher:innen im Frühjahr heraus. Je nach Interesse untersuchten sie gruppenweise Fragestellungen, nachdem sie vorher sich über die Versuchsdurchführung klar geworden sind. Sehr beliebt war das Thema „Geheimschrift aus Zitrone“. Die Ergebnisse der eigenen Forschung wurden in kleinen Präsentationen gegenseitig vorgestellt. Zu den eher persönlichen Highlights gehörte, als es endlich gelang, mithilfe von frischen Zitronen eine Batterie herzustellen, die eine Leuchtdiode zum Leuchten brachte.
Betont haben die Forscher im Rückblick auf das Forscher-Jahr: „Wir konnten mitbestimmten, was wir forschen wollten.“ „Uns wurde zugetraut, dass wir mit Glasgeräten usw. ordentlich und verantwortungsvoll umgehen.“ „Wenn ich Zeit habe, möchte ich im nächsten Schuljahr wieder zum Forscher Club kommen.“
Auch für uns Forscher Club-Leiterinnen geht dieses erste Forscher Club-Jahr mit zahlreichen neuen Erfahrungen zu Ende. Wir sind froh, dass das Experimentieren offensichtlich unseren Forscher:innen Spaß gemacht hat. Wir wünschen uns, dass das Interesse an naturwissenschaftlichen Fragen und Problemen weiter bestehen bleibt. [Tie; Fotos: Gil, Tie]
