Das Hormon Amylin wird von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet und reguliert gemeinsam mit Insulin den Blutzuckerspiegel. Allerdings kann es vorkommen, dass Amylin verklumpt und sich ablagert. Diese Ablagerungen schädigen die Bauchspeicheldrüse und stören die Insulinproduktion. Maryna Popova wollte wissen, wie eine gezielte Mutation die Stabilität des Amylinmoleküls beeinflusst und die Bildung von Ablagerungen hemmt. Um das zu untersuchen, nutzte sie Molekulardynamik-Simulationen, mit denen sich Bewegungen von Molekülen mit dem Computer berechnen lassen. Ihre Simulationen zeigten, dass durch die Mutation die ziehharmonikaähnliche Faltblattstruktur zwischen den einzelnen Molekülketten aufgelöst wird. Das kann die Bildung von schädlichen Ablagerungen verhindern.

Oszillierende Reaktionen sind ein Kuriosum in der Chemie. Sie verlaufen nicht nur in eine Richtung, sondern periodisch immer wieder zum Ausgangszustand zurück. Aneele Fischer und Gideon Mikat wollten wissen, ob sie eine oszillierende Reaktion von außen steuern können. Sie nutzten für ihre Experimente die Briggs-Rauscher-Reaktion, die von farblos über goldgelb nach blau umschlägt und wieder zurück zu farblos oszilliert. Die Jungforschenden konnten zeigen, dass eine niedrige Temperatur und ein geringer Gasaustausch mit der Umgebung Tempo und Stärke des Farbumschlags bremsen. Wenn die beiden zwei oszillierende Lösungen über einen Schlauch miteinander koppelten, änderte sich der Takt: Die Reaktionen bewegten sich dann zeitlich auseinander und der Farbumschlag trat phasenverschoben auf.

In einem Bioreaktor lassen sich durch Vergärung von Biomasse abhängig von den Umweltbedingungen unterschiedliche Gase erzeugen. Bei der Dunkelfermentation stellen Bakterien unter Abschluss von Sauerstoff vor allem Wasserstoff her. Marleen Löber baute einen entsprechenden Reaktor und ließ darin Zuckerrübenschnitzel vergären. In dem entstehenden Gas konnte sie Wasserstoff nachweisen sowie im verbleibenden Substrat den Wasserstoffträger Ameisensäure. Im nächsten Schritt entwickelte die Jungforscherin eine Brennstoffzelle, in der die Wasserstoffgewinnung und die anschließende Stromerzeugung in einer Einheit untergebracht sind, womit Transporte des Gases vermieden werden. Sollte sich diese Technik bewähren, wäre eine neue Art eines dezentralen Kraftwerks verfügbar.

Jasmone kommen in Jasmin oder Minze vor und verleihen Parfüms einen blumigen Duft. Die Pflanzenstoffe wirken jedoch auch gegen krankheitserregende Pilze. Malte Willmann untersuchte, ob sich die antimykotische Wirkung durch chemische Veränderungen des Jasmonmoleküls steigern lässt. Er synthetisierte sechs Varianten mit unterschiedlichen Methoden im Labor. Ob sie das Wachstum von Pilzen hemmen, testete er mit Hefezellen, die mit dem Erreger der Candidose, einer Pilzerkrankung der Schleimhäute, verwandt sind. Der Jungforscher ließ Hefe auf Petrischalen wachsen und behandelte die Zellen mit Lösungen seiner Jasmonderivate. Es zeigte sich, dass insbesondere Dihydrojasmon das Wachstum von Hefe ähnlich stark hemmt wie das Jasmon selbst. Dieses kann die Zellen bereits durch seine Dämpfe abtöten.

Methoden der künstlichen Intelligenz (KI), die bei der Programmierung von ChatGPT und anderen großen Sprachmodellen genutzt werden, lassen sich auch bei der Modellierung von Molekülstrukturen in der Chemie einsetzen. Statt mit Texten wird das System unter anderem mit Informationen über die Wechselwirkung von Molekülen, charakteristischen Reaktionsmustern oder mathematischen Formeln trainiert. So kann maschinelles Lernen dafür eingesetzt werden, den Aufbau von Molekülen zu entschlüsseln, deren Eigenschaften zu bestimmen und vorherzusagen, wie bestimmte Stoffe miteinander reagieren. Auf dieser Grundlage entwickelte Noah Baiersdorf ein KI-gestütztes Laborbegleitprogramm, das erheblich zum Erkenntnisgewinn in der chemischen Forschung beitragen kann.

Mikroplastik ist überall. Lina Gradolph wollte wissen, wie hoch die Belastung in ihrem Trinkwasser ist. Sie nahm in mehreren Orten im Umkreis Proben von Leitungswasser, filterte sie mithilfe eines feinen Membransiebs und einer Vakuumpumpe. Danach färbte sie die Plastikpartikel ein und machte sie mit Fluoreszenzmikroskopie sichtbar. Pro Liter fand sie 26 bis 36 Partikel. Die Jungforscherin testete außerdem eine einfache Reinigungsmethode: Wird Wasser erhitzt, bilden sich Kalkkristalle, die an ihrer großen Oberfläche enthaltenes Mikroplastik binden können und sich abfiltern lassen. Die Jungforscherin verglich mehrere Filtermaterialien und den Einfluss von Wasserhärte und Temperatur auf die Bindung der Partikel. Dabei zeigten mittlere Härte und eine Erhitzung auf 80 Grad Celsius die besten Resultate.

Lithium für Akkus ist teuer und die weltweiten Vorräte sind begrenzt. Julius Rüdiger und Noah Krüger wollten wissen, ob sich das Element durch überall verfügbares Natrium ersetzen lässt. Da sich Natriumionen in einem elektrischen Feld anders verhalten als Lithium, suchten die beiden nach geeigneten Materialien für Anode und Elektrolyt. Sie bauten einfache galvanische Zellen, um Ladegeschwindigkeit und elektrische Leistung zu vergleichen. Die besten Ergebnisse erzielten sie mit einer Anode aus Blähgrafit, einem porenreichen Material, das oft als Flammschutzmittel eingesetzt wird. Der Blähgrafit zeigte bessere elektrochemische Eigenschaften als herkömmliches Anodenmaterial und ist weitaus preiswerter. Durch Beimischung von Siliziumpulver konnten sie die Energiedichte der Anode noch steigern.

In der pharmazeutischen Forschung gibt es zahlreiche Substanzen, die als aussichtsreiche Grundstoffe für die Produktion von Medikamenten gelten. Oft scheitert deren Weiterentwicklung aber bereits daran, dass sie sich nur sehr aufwendig synthetisieren lassen, was im großtechnischen Maßstab zu kostspielig wäre. Niklas Volodin untersuchte eine Substanzklasse, aus der sich möglicherweise vielversprechende Wirkstoffe gegen Multiple Sklerose oder die Alzheimer-Krankheit herstellen lassen. Der Jungforscher entwickelte ein Konzept, mit dem diese Grundstoffe effizienter produziert werden könnten als mit herkömmlichen Verfahren. Weitere Experimente sollen nun zeigen, ob dieser Ansatz wirklich deutlich kostengünstiger ist und sich für eine Pilotphase eignet.

Julia Trapp machte sich auf die Suche nach einem Stromspeicher, der mit natürlichen, organischen Stoffen auskommt. Sie stieß auf Nicotinamid, ein stickstoffhaltiges Molekül, das an der Energiegewinnung in lebenden Zellen beteiligt ist. Der Stickstoff im Molekül kann Elektronen aufnehmen und wieder abgeben und funktioniert somit wie ein chemischer Akku. Die Jungforscherin synthetisierte einfache Derivate des Nicotinamid und testete sie in einer selbst gebauten galvanischen Zelle. In umfangreichen Messreihen konnte sie zeigen, dass ihre Derivate bei der Aufladung Elektronen aufnehmen und bei der Entladung Elektronen wieder abgeben, ohne sich selbst zu zersetzen. Sie schließt daraus, dass Nicotinamide effiziente Energiespeicher sind, die sich für die Entwicklung organischer Akkus eignen.

Die medizinische Forschung arbeitet an Diagnoseverfahren mit essbaren Sensoren. Diese wiederum benötigen ebenfalls essbare Batterien. Elisabeth Fischermann und Tom Kreßbach untersuchten zahlreiche natürliche Substanzen und bauten daraus mehrere Batteriezellen. Anschließende Messreihen zeigten, welche Varianten sich am besten eignen. So erwies sich zum Beispiel beim Anodenmaterial die Aminosäure Cystein gegenüber einem Extrakt von Granatapfel als überlegen. Endresultat war eine wiederaufladbare Batterie, die eine Wursthaut als Membran nutzt und auch darüber hinaus nur Stoffe verwendet, die lebensmittelrechtlich zugelassen sind, wie etwa Aktivkohle, Stärke und Zitronensäure. Damit ist man auf dem Weg zu verdaulicher Technik in der medizinischen Diagnostik nun einen Schritt weiter.

Dieselkraftstoff ist eine Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe. Albert-V. Meyer, Joshua Schraud und Paula Kaltwasser untersuchten, ob zumindest einige der Inhaltsstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden können. Sie nutzten dafür die Technik der Kolbe-Elektrolyse, mit der Carbonsäuren beziehungsweise deren Salze chemisch umgebaut werden können. So gelang es den Jungforschenden, die im Diesel enthaltenen Alkane, wie Decan, Dodecan und Tetradecan herzustellen. Als geeignete Ausgangsstoffe erwiesen sich Lävulinsäure, Capronsäure und Caprylsäure, ungeeignet waren Mandelsäure und Korksäure. Noch steht eine vollständige Energiebilanz der Prozesse aus, aber der erste Schritt auf einem neuen Weg zur Herstellung eines synthetischen Dieselkraftstoffs ist gemacht.

Die Eigenschaften eines Atoms werden von den Energieniveaus seiner Elektronen bestimmt. Sichtbar machen lassen sich diese Niveaus durch aufwendige Messung von Spektrallinien. Anne Marie Bobes, Alina Bachmann und Alois Bachmann umgingen das schwierige Messverfahren und ließen die Spektrallinien von künstlicher Intelligenz (KI) berechnen. Sie trainierten ihr KI-Modell mit Atomeigenschaften und einigen bekannten Spektrallinien aus Datenbanken. Damit prognostizierte die KI die Spektrallinien aller chemischen Elemente. Zum Vergleich bestimmten die Jungforschenden die Energieniveaus einiger Atome im Labor und verglichen sie mit den Rechenergebnissen. Die Treffergenauigkeit der KI war mit mehr als 90 Prozent hoch. Darüber hinaus sagte das Modell auch neue, bislang unbekannte Spektrallinien chemischer Elemente voraus.

Titandioxid ist ein Farbpigment, das unter anderem in Wandfarben genutzt wird. Seit Langem ist bekannt, dass Titandioxid als Katalysator unter Einwirkung von Sonnenlicht Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten kann. Doch die Reaktion ist nur wenig effektiv, sodass sich auf diese Weise keine größeren Wasserstoffmengen herstellen lassen. Paula Schoe untersuchte, inwieweit sich dieser Prozess mit natürlichen Farbstoffen, die Licht absorbieren können, verbessern lässt. Sie verwendete dafür den Blattfarbstoff Chlorophyll, Betanin, das in Roter Bete vorkommt, und das aus Himbeeren stammende Cyanidin. Die Jungforscherin zeigte, dass bei bestimmten Mischungen der Stoffe die Wasserstoffherstellung deutlich effizienter abläuft. Möglicherweise lässt sich so ein künstliches Photosynthese-System etablieren.

Auf Basis des anorganischen Farbpigments Berliner Blau lassen sich Akkus aufbauen. Annika Obert untersuchte, welche Materialien darüber hinaus eingesetzt werden müssen, um einen solchen Stromspeicher zu optimieren. Dabei fand sie heraus, dass als Separator, der die beiden Elektroden trennt, am besten eine Membran aus Cellulose eingesetzt wird. Als das effizienteste Kathodenmaterial für eine solche Zelle erwies sich Grafitfolie, als Anode diente Zink. Die Jungforscherin analysierte auch, welche Mengen von Berliner Blau in dem Akku eingesetzt werden müssen, um dessen Kapazität zu maximieren, und welche Oberflächenstruktur die Elektroden haben müssen. Im nächsten Schritt soll ein Messstand, der die Langzeitstabilität der Chemie nach vielen Ladezyklen erfasst, zum Einsatz kommen.

Die Grätzel-Zelle nutzt zur Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht kein Halbleitermaterial, sondern organische Farbstoffe. Die Farbstoffsolarzelle ist preiswert und umweltfreundlich herzustellen. Für Djamila Ellinger stellt die Grätzel-Zelle daher eine günstige Alternative zur herkömmlichen Solarzelle aus Silizium dar. Sie baute mehrere Grätzel-Zellen, bei denen Farbstoffe aus Johannisbeersaft, sogenannte Anthocyane, Licht in Strom verwandeln. Mit diesen Zellen untersuchte sie die Abhängigkeit der Zellspannung von der Temperatur und den Einfluss unterschiedlicher Elektrolyten auf die Leistung. Ein bekannter Schwachpunkt von Grätzel-Zellen ist ihre geringe Haltbarkeit. Der Jungforscherin gelang es, durch luftdichte Lagerung die Leerlaufspannung ihrer Zellen über längere Zeit konstant zu halten.

Aus einer einfachen Biomasse statt aus klimaschädlichem Erdöl einen Treibstoff zu produzieren, war das Ziel von Aline Moroldo und Florentina Tince. Als Biomasse nutzten sie Stroh und stellten daraus Lävulinsäure her. Aus dieser gewannen sie durch Extraktion und Aufreinigung Valeriansäure. Mithilfe einer selbst konstruierten Apparatur konnten die Jungforscherinnen anschließend auf klimafreundliche Weise Oktan produzieren, das aktuell noch aus Erdöl gewonnen wird. Dieser Stoff ist vor allem für den ruhigen Lauf von Verbrennungsmotoren unentbehrlich. Im nächsten Schritt wollen die Jungforscherinnen ihr Verfahren weiterentwickeln und optimieren, um größere Mengen Oktan herstellen zu können. Darüber hinaus planen sie zu testen, ob sich mit ihrem Kraftstoff ein Fahrzeug antreiben lässt.

Tee, Kaffee, Rotwein und Obst enthalten Antioxidantien, die Körperzellen vor Schäden bewahren. Die jeweilige Menge ist von vielen Faktoren abhängig, wie Elisabeth Fischermann und Tom Kreßbach anhand der Auswertung zahlreicher Proben zeigten. Sie nutzten eine oszillierende Reaktion, bei der die Schnelligkeit des Farbwechsels anzeigt, wie viel Antioxidantien enthalten sind. Das Ergebnis: Obst birgt bis zu 90 Prozent der Wirkstoffe in seiner Schale, besonders viele stecken in Limette und Granatapfel. Beim Tee kommt es darauf an, dass er mindestens fünf Minuten zieht. Offene und teure Tees haben mehr Antioxidantien als Beuteltees und deutlich mehr als Kaffee. Bei Weinen ist der Gehalt der Stoffe besonders hoch, wenn sie im Eichenfass reifen und die Maische mitsamt Saft und Fruchtteilen vergärt wird.

Im Juli 2021 überschwemmte die Flut im Ahrtal Lager für kupferhaltige Pflanzenschutzmittel aus dem Weinbau. Dadurch stiegen die Belastungen mit dem Schwermetall in der Region deutlich an. Heute, drei Jahre später, geben Benedikt Lamberty und Anna Katharina Hinson Entwarnung. Die Kupfergehalte in den Böden am Ahrlauf und in den Weinbergen sind wieder unbedenklich; der Anbau von Wein oder Obst und Gemüse in Privatgärten ist gefahrenfrei möglich. Für diesen Befund analysierten die Jungforschenden Bodenproben aus Weinbergen und vom Ahrufer. Ferner untersuchten sie den Zusammenhang zwischen der Kupferkonzentration im Boden und dem Wachstum von Radieschen. Ihre Ergebnisse lassen vermuten, dass ein hoher Kupferanteil wachstumshemmend wirkt, geringe Mengen aber förderlich sein können.

Die Speicherung und der Transport von Wasserstoff können auf verschiedenen Wegen erfolgen. Eine Option sind sogenannte Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC). Das sind Flüssigkeiten, die Wasserstoff binden und später wieder abgeben können. Auf diese Weise kann Wasserstoff zum Beispiel in bestehenden Pipelines transportiert werden. Jonas Arndt untersuchte bei verschiedenen Vanillinderivaten, ob sie sich als LOHC eignen. Er ging dabei theoretisch vor und berechnete für die unterschiedlichen Stoffe die thermodynamischen Vorgänge bei Wasserstoffaufnahme und -abgabe. Diese hängen auch von der Molekülgeometrie ab. Einige der berechneten Werte deuteten auf die Eignung der Stoffe als LOHC hin, so das Fazit des Jungforschers. Weitere Analysen könnten sich daher lohnen.

Grafitisches Kohlenstoffnitrid kann als Katalysator genutzt werden, um mithilfe von Sonnenlicht aus atmosphärischem CO₂ Kohlenwasserstoffe zu synthetisieren. Henrik Fuchs und Fabian Bockholt entwickelten eine effiziente Methode zur Herstellung des Kohlenstoffnitrids. Sie bauten eine Mikrowellenantenne und bestrahlten damit ihre Ausgangsmaterialien Melamin und Calciumcarbonat. Anschließend konnten sie per Infrarot-Spektroskopie zeigen, dass tatsächlich der begehrte Katalysator entstanden war. Die Jungforscher befüllten daraufhin einen Erlenmeyerkolben mit Wasser und dem selbst hergestellten Stoff. Diese Mischung setzten sie unter einer CO₂-Atmosphäre der Sonne aus. Nach drei Tagen konnten sie Kohlenwasserstoffe, vermutlich Ethanol, nachweisen. Es war ihnen also gelungen, CO₂ zu binden.

Die sogenannte Trautz-Schorigin-Reaktion macht jede Chemiestunde zur Show, weil sie Chemikalien rot und blau leuchten lässt. Allerdings braucht diese Reaktion giftiges Formaldehyd, das seit 2023 im Schulunterricht verboten ist. Niklas Volodin ging auf die Suche nach einem Ersatzstoff. Er experimentierte mit verschiedenen unbedenklichen Substanzen und stellte fest, dass eine ungiftige Variante gar nicht so einfach zu finden ist. Die besten Ergebnisse erhielt er mit einer Mischung aus dem ungiftigen organischen Lösemittel Dimethylsulfoxid, Gallussäure und Iod. Die Stoffe bilden in der Reaktionslösung über mehrere Schritte zwar auch das für die Leuchtreaktion notwendige Formaldehyd. Es entsteht allerdings nur als Zwischenstufe, reagiert chemisch sofort weiter und stellt daher keine Gefahr mehr dar.

Bei der Herstellung von Holzkohle entsteht als Abfallprodukt brauner, klebriger Holzteer. Das aufdringlich riechende Stoffgemisch enthält relativ große Mengen Guajacol. Diese Substanz ist ein wertvolles Zwischenprodukt bei der Synthese von Vanillin und anderen Aromastoffen. Ben Eumann hatte die Idee, eine kostengünstige chemische Methode zu finden, mit der sich dieser wertvolle Stoff aus dem minderwertigen Holzteer extrahieren lässt. Er testete dafür verschiedene Nachweis- und Isolationsverfahren und leistete so eine wertvolle Grundlagenarbeit, um besonders Buchenholzteer künftig als Guajacolquelle für die Herstellung von Duftstoffen nutzen zu können. Inwieweit sich daraus ein wirtschaftlich sinnvolles Herstellungsverfahren ableiten lässt, müssen weitere Untersuchungen zeigen.

Der sogenannte Mpemba-Effekt besagt, dass heißes Wasser schneller gefriert als kaltes. Um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen, untersuchten Nicholas Dahlke und Anna Perkovic die Kristallisation von heißem und von kaltem Wasser mithilfe einer selbst konstruierten Apparatur. Herzstück ist ein sehr dünner Schlauch, durch den synthetisches Öl und hochreines Wasser gepumpt wurden. Im Öl entstanden winzige Wassertröpfchen, die schlagartig auf minus 33 Grad Celsius abgekühlt wurden. Die Jungforschenden beobachteten, dass die unterschiedlichen Wassertemperaturen zu unterschiedlichen Nukleationsraten führen, also der Menge an Kristallisationskeimen, die gebildet werden. Mit ihren Versuchen konnten sie den Mpemba-Effekt nachvollziehen und präzise messen, das Rätsel des Effekts bleibt aber offen.

Organische Fluoreszenzfarbstoffe sind kaum löslich, hitzeempfindlich und daher schwer zu verarbeiten. Undine Herzschuh kam auf die Idee, die Partikel von zwei neuartigen Farbstoffen in ein Kunststoffgel einzubetten. Die Gele bestehen neben Farbstoff und Trägersubstanz aus ionischen Flüssigkeiten. Daraus stellte sie 60 verschiedene Folien her und analysierte sie spektroskopisch. Mit einer thermogravimetrischen Analyse prüfte die Jungforscherin die Stabilität der Leuchtfolien bei hohen Temperaturen. Weil die ionischen Flüssigkeiten als eine Art Hitzeschild dienen, halten die eingebetteten Farbstoffe hohen Temperaturen von über 200 Grad Celsius stand. Da die Folien zudem elektrisch leitfähig sind, könnten sie künftig als elektronische Bauteile in Lasern oder organischen LEDs eingesetzt werden.

Organische Moleküle reagieren unterschiedlich auf Infrarot-(IR-)Strahlung und hinterlassen bei der Analyse ein spezifisches Signal in einem IR-Spektrum. Dieses Phänomen machten sich Albert-V. Meyer, Joshua Schraud und Paula Kaltwasser zunutze, um mithilfe künstlicher neuronaler Netze chemische Strukturen von unbekannten Molekülen zu errechnen. Sie programmierten mehrere neuronale Netze und trainierten sie mit über 50 vereinfachten und öffentlich zugänglichen IR-Spektren. Die Trefferquote war hoch: Die Genauigkeit der programmierten Modelle erreichte bis zu 89 Prozent. Die Jungforschenden sind überzeugt, dass die Modelle noch besser werden, wenn sie das Training intensivieren und ihnen beibringen, unbekannte Spektren nicht am Datensatz, sondern nur an deren Abbild zu erkennen.

Die Rückholung bereits emittierter Mengen CO₂ aus der Atmosphäre, das sogenannte Direct Air Capture, kann einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Jarne Seibt und Arne Koenen entwickelten und bauten den Prototypen einer CO₂-Absorptionszelle (CAZ), die der Umgebungsluft das Treibhausgas entzieht. In dem Gerät strömt die Luft durch einen Schwamm, der mit Monoethanolamin getränkt ist. Die Chemikalie absorbiert das Gas bis zur Sättigung. Anschließend wird das CO₂ bei 85 Grad Celsius wieder ausgetrieben und liegt dann in konzentrierter Form vor. Ein Mikrocontroller steuert den Prozess. Die Jungforscher hoffen, dass das Gas anschließend genutzt wird, etwa um synthetische Kraftstoffe zu erzeugen. So könnte ein Kohlenstoffkreislauf entstehen, der hilft, die CO₂-Belastung der Atmosphäre zu verringern.

Das Eiweiß Casein in Kuhmilch, Käse und Quark ist ein wichtiges Nahrungsmittel. Noah Baiersdorf war überzeugt, dass sich das Protein als erneuerbarer Rohstoff auch technisch nutzen lässt. Noah Baiersdorf extrahierte Casein aus verdorbener Milch und wandelte es mit Säure und Lauge in verschiedene chemische Varianten um. Vielversprechend war besonders das Natriumcaseinat: Gemischt mit Grafit entstand ein Material, mit dem man wie mit einem herkömmlichen Bleistift schreiben kann. Eine Dispersion aus Caseinat lässt sich auch spritzgießen. Im 3-D-Drucker erstellte Noah Baiersdorf eine einfache Bauform und spritzte sie aus. Nach Abkühlung und Aushärtung entstand ein festes Bauteil. Nach diesem Vorbild könnte künftig Einwegbesteck und Einweggeschirr aus Milcheiweiß hergestellt werden und so Plastik ersetzen.

Bitumen für Straßenasphalt wird aus Erdöl hergestellt. Lovis Eichhorn, Jaan Matti Seemann und Till Tatka gingen auf die Suche nach einem umweltfreundlichen Bitumenersatz. Sie experimentierten mit unterschiedlichen Gemischen aus Asche, Sand, Ölen und Oxidationsmitteln. Darüber hinaus testeten sie mehrere Verfahren zur Erhitzung und Aushärtung der Proben, die die Jungforscher mikroskopisch und spektroskopisch untersuchten. Die besten Ergebnisse erzielte eine Rezeptur aus Sonnenblumenöl, Sand und Salpetersäure als Oxidationsmittel. Die Säure sorgt für die Polymerisation des Öls und macht das alternative Bitumen hart und stabil, der Sand dient als Füllstoff und verleiht dem Material dank seiner rauen Oberfläche und unterschiedlichen Körnung ausreichend große Belastbarkeit.

Aluminiumsalze im Deo gelten zwar als gesundheitsgefährdend, lassen sich aber nur schwer ersetzen. Zu diesem Ergebnis kamen Nike Remde und Maike Zöllner. Sie verglichen vier handelsübliche Deos und Lösungen verschiedener Salze auf deren schweißhemmende Wirkung hin. Dafür imitierten sie die menschliche Achselhöhle, indem sie Filterpapiere mit Eiklar beschichteten und sie in unterschiedliche Testlösungen tauchten. Verklumpten die Proteine im Eiklar, verstopften sie die Poren des Filters und Wasser konnte nur noch langsam hindurchströmen – der „Schweißfluss“ war somit gehemmt. Im Vergleich mit Magnesium-, Zink- und Eisensalzen zeigte Aluminium die weitaus besten Resultate. Zwar verklumpen auch Zink und Eisen die Proteine, sie wirken allerdings nur in saurer Lösung und sind für den Hautkontakt ungeeignet.

Mit der Fischer-Tropsch-Synthese können Diesel und Kerosin aus Rohstoffen hergestellt werden, die nicht auf Erdöl basieren. Die Kraftstoffe sind damit klimafreundlicher. Allerdings benötigt das Verfahren hochwirksame Metallkatalysatoren. Robin Winkelhage wollte wissen, ob mit einem selbst entwickelten, preisgünstigen Eisenkatalysator die Ausbeute der Synthese steigt. Er bestreute handelsübliche, feine Stahlwolle mit Eisenoxid-Pulver. Das Oxid kann unerwünschte Nebenprodukte der Reaktion für die Kraftstoffgewinnung nutzbar machen, so seine Hypothese. Tatsächlich konnte der Jungforscher zeigen, dass das Eisenoxid im Katalysator diese Wirkung hat. Allerdings wird es bei den hohen Temperaturen, die das Verfahren benötigt, schnell inaktiv. Das Eisenoxid müsste daher durch stabilere Metalle ersetzt werden.

Redox-Flow-Batterien sind leistungsfähige Stromspeicher und eignen sich in Zeiten des Klimawandels gut als Reservoir für Strom aus Windrädern und Solaranlagen. Um eine möglichst hohe Energiedichte zu erreichen, werden jedoch zumeist giftige anorganische Vanadiumsalze genutzt. Julia Trapp und Alexander Christian Trapp setzten sich das Ziel, eine umweltfreundliche Redox-Flow-Batterie zu bauen. Dafür entwickelten sie eine Batteriezelle vergleichbarer Bauart, in der Hefe und Methylenblau eingesetzt werden. Deren Zellspannung erreichte gut 0,6 Volt, die Ladekapazität lag bei rund 2,6 Amperestunden pro Liter Methylenblau-Lösung. Aber das ist nur ein Anfang: Die Jungforschenden denken darüber nach, künftig Abfallstoffe aus der Lebensmittelindustrie in einem ähnlich aufgebauten Stromspeicher einzusetzen.

Cyclodextrine sind ringförmige Moleküle, die in ihrem Inneren ein Gastmolekül einschließen können. Mit solchen Ringmolekülen lassen sich beispielsweise Medikamente im Körper transportieren. Charlotte Rösler und Caroline Eiben wollten herausfinden, welchen Einfluss Temperatur, Säure und Strahlung auf das Herauslösen eines eingeschlossenen Stoffs haben. Sie koppelten Cyclodextrin mit einem Farbstoff und untersuchten die Freisetzung des Farbstoffs mit einem Fotometer. Ihre Messreihen zeigen, dass sich das Gastmolekül bei höheren Temperaturen leichter aus dem Ring löst. Darüber hinaus widersteht Cyclodextrin der Magensäure. Da die meisten Medikamente nicht im Magen, sondern erst im Dünndarm absorbiert werden sollen, sind Cyclodextrine demnach geeignete Träger, schlussfolgern die Jungforscherinnen.