16. Erfinderlabor: In der Welt der Winzlinge

Jan Ringsdorf von der Alfred-Wegener-Schule in Kirchhain war einer von 16 hessischen Schülern beim Erfinderlabor in Marburg. Foto: Zentrum für Chemie

Innovativ, dynamisch, phänomenal: Wer sich mit Nanotechnologie beschäftigt, kommt aus dem Staunen nicht heraus. So auch 16 ausgewählte Schülerinnen und Schüler, die beim 16. ZFC-Erfinderlabor tief in die Welt der Winzlinge eingetaucht sind – und dabei so mach große Entdeckung gemacht haben. Zum fünften Mal gastierte das Zentrum für Chemie (ZFC) in der Universitätsstadt - zum zweiten Mal in enger Zusammenarbeit mit dem Chemikum Marburg. Der Anspruch, Naturwissenschaften hautnah zu erleben, verbindet die Kooperationspartner, die den hochbegabten Oberstufenschülern aus ganz Hessen fünf Tage lang ein umfangreiches Programm geboten haben. Das Thema: Nanoanwendungen in Medizin und Physik. Eine Zukunftstechnologie, die enorme Möglichkeiten bietet – deren Hauptdarsteller aber mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Selbst mit einem normalen Mikroskop kommt man ihnen nicht auf die Spur. In Marburg hatten die Schüler unter anderem die Chance, die Partikel mit einem Rasterkraftmikroskop ins Visier zu nehmen, ihre Strukturen zu verstehen und selbstständig herzustellen. Professionelle Bedingungen, die im Schulunterricht kaum denkbar sind. Genau das macht den Reiz des Workshops aus, der drei Mal im Jahr die Elite des Bundeslands zusammen bringt, um Grundlagen und Anwendungen von Innovations-Technologien zu erproben.

Am Freitag präsentierten die Teilnehmer in vier Teams ihre Ergebnisse vor rund 150 Zuhörern im Hörsaal des Chemikums. ZFC-Vorstand Dr. Thomas Schneidermeier begrüßte die Gäste und dankte den Kooperationspartnern, ohne die das Erfinderlabor nicht möglich wäre. Schneidermeier freute sich über die anhaltend starke Resonanz auf das "Sahnehäubchen" im Angebot des ZFC: Im laufenden Schuljahr hatten sich knapp 200 Schüler aus 72 Schulen für drei Erfinderlabore beworben. "Hier sind Hochleister versammelt." Auch die Leiterin des Chemikums, Prof. Dr. Stefanie Dehnen, erkannte in den jeweils acht Schülerinnen und Schülern "beeindruckende Fähigkeiten" und eine Riesenportion Motivation, mit der sie sich einem für sie neuen Forschungsfeld genähert haben. "In den so genannten MINT-Berufen ist gut ausgebildeter Nachwuchs zunehmend Mangelware", so die Universitätsprofessorin über den wachsenden Bedarf an Jugendlichen mit Stärken in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT).

"Um den Forschungsstandort Deutschland muss einem nicht bange sein", kommentierte der Journalist Panagiotis Koutoumanos (Wirtschaftsredaktion Frankfurter Neue Presse) nach der Präsentation der Schülerteams. Im Rahmen einer von ihm souverän und kurzweilig moderierten Podiumsrunde betonte Prof. Dehnen die begründeten Hoffnungen, die auf der Nanotechnologie ruhen - verwies aber auch auf die ethischen Aspekte, die jede wissenschaftliche Forschung berücksichtigen müsse: "Hier ist Sensibilität gefragt." Die Schüler hörten genau zu, als der Journalist mit Forschern und Hochschullehrern über das Potenzial der Nanoteilchen diskutierte, die ihre besonderen Eigenschaften auf atomarer Ebene entfalten. Mit der Größenordnung Nanometer (Nano = Zwerg) wird ein Milliardstel Meter bezeichnet, oder anders ausgedrückt: 0,000000001 Meter. "Das entspricht einer Ansammlung von 50 bis 100 Atomen", veranschaulichte Prof. Stefanie Dehnen die Dimensionen dieser faszinierenden Welt, die man nicht allein mit dem Instrument Chemie erklären könne. "Die moderne Nanotechnologie ist heute per se interdisziplinär", so Prof. Dr. Gregor Witte, Dekan im Fachbereich Physik. Er betonte die innovative Qualität einer Technologie, in der Physik, Chemie, Pharmazie und Biologie eng verzahnt sind. In diesem Sinne waren auch die jungen Forscher des Erfinderlabors gefordert, über naturwissenschaftliche Tellerränder zu blicken und vielperspektivisch zu denken. Während der Woche in Marburg standen den Schülern statt Lehrkräften wissenschaftliche Mitarbeiter, Doktoranden und Professoren zur Seite. Vom Koordinator des Fachbereichs Pharmazie erfuhren die Teilnehmer, wie nanostrukturierte Träger dabei helfen können, Arzneiwirkstoffe zielgenauer durch den Körper zu transportieren. "Wir können einem Medikament quasi eine präzise Empfängeradresse mitgeben", erklärte Dr. Christof Wegscheid-Gerlach.

Dann waren die Schüler gefordert, ihre Ergebnisse in eine straffe und auch für Laien verständliche Präsentationsform zu packen. Keine einfache Aufgabe. "Die Tipps vom  Fachmann halfen uns beim Setzen von Schwerpunkten", kommentiert Jonas Hänel von der Georg-Christoph-Lichtenberg-Schule in Kassel die Begleitung von Markus Gottschling vom Seminar für Allgemeine Rhetorik an der Universität Tübingen. Mit Erfolg: Kurzweilig, gehaltvoll und souverän erläuterten die Teilnehmer den atomaren Aufbau von Halbleiterstrukturen, methodische Varianten beim Blick in mikroskopische Miniaturen, und wie man Nanopartikel herstellen, verändern und sogar zum Leuchten bringen kann. "Das war praktisches Arbeiten auf wissenschaftlichem Niveau, wie es in der Schule meist zu kurz kommt", freute sich Felix Wendel vom Albert-Einstein-Gymnasium Maintal über das Profil des Erfinderlabors. Johanna Herdt vom Adolf-Reichwein-Gymnasium in Heusenstamm wollte Chemie aus einem neuen Blickwinkel kennenlernen. "Das Erfinderlabor war für mich in erster Linie geprägt von neuen Einblicken in pharmazeutische Technologien, selbstständiges Arbeiten und das komplexe Zusammenspiel von verschiedenen Disziplinen der einzelnen Naturwissenschaften." Robert Schmidt von der Herderschule in Gießen bringt den Ansatz des Workshops auf den Punkt: "Das Besondere war für mich eine  neue, an der Schule meist vernachlässigte  Perspektive: nämlich das Lernen, Erkennen und Verstehen naturwissenschaftlicher Vorgänge durch eigenständiges Arbeiten." Man habe begeistert Uni-Luft geschnuppert und die Gruppendynamik genossen. "Uns Schülern hat das Erfinderlabor Türen geöffnet, die uns normalerweise verschlossen bleiben."

Im Namen der Universitätsstadt Marburg lobte Wolfgang Liprecht aus dem Referat für Stadt-, Regional- und Wirtschaftsentwicklung die Kooperation zwischen ZFC, Universität und Chemikum als wertvolle Zusammenführung von wissenschaftlichem Potenzial. Dr. David Eckensberger, von Haus aus Chemiker, war von der Neugier und Ausdauer der Teilnehmer begeistert. Der Projektleiter der Aktionslinie Hessen-Nanotech bei der Hessen Trade & Invest GmbH erkannte in den Schülern eine erstaunliche Offenheit gegenüber komplexen Technologien: "Machen Sie weiter so, und bleiben Sie den Naturwissenschaften treu!" Der Verband der Chemischen Industrie (VCI) Hessen unterstützt das Erfinderlabor von Beginn an. Geschäftsführer Gregor Disson wollte in Marburg noch nicht von einem akuten Fachkräftemangel in der Branche sprechen. "Wir müssen aber bereits heute sicherstellen, dass uns der naturwissenschaftliche Nachwuchs nicht ausgeht." Projekte wie dieses seien hervorragend geeignet, um junge Menschen nachhaltig zu motivieren. Die Abschlusspräsentation kommentierte er als seriös, kompetent und locker.

Zum Abschluss freuten sich die Jungforscher über Teilnahmezertifikate und weitere Preise: Die Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft" spendierte Jahresabonnements. Die Forschungsorganisation Fraunhofer ermöglichte vier ausgelosten Schülern die Teilnahme an der "Fraunhofer-Talent-School".

Das Erfinderlabor wird seit 2005 vom Zentrum für Chemie in Bensheim/Bergstraße organisiert. Projektleiter ist Patrick Röder. Das Projekt greift Themengebiete auf, die im Unterricht nicht vorkommen oder in diesem Kontext nur partiell behandelt werden können. Es ist Teil der ZFC-Initiative "Schule 3.0 – Zukunftstechnologien in den Unterricht". Dem Schulnetzwerk gehören 21 hessische Schulen mit gymnasialer Oberstufe und die Deutsche Schule Seoul an. Im Schuljahr 2013/14 fanden Erfinderlabore zu den Themen "Umwelttechnologie Brennstoffzellen" und "Organische Elektronik" statt. Für das nächste Jahr sind weitere Veranstaltungen geplant. Kooperationspartner beim Erfinderlabor: Philipps-Universität Marburg, Chemikum Marburg, Stadt Marburg, Hessisches Kultusministerium, Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung, Landesverband Hessen im Verband der Chemischen Industrie e.V. (VCI Hessen), Fonds der Chemischen Industrie (FCI), Spektrum der Wissenschaft, Fraunhofer-Gesellschaft.

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(Pressemitteilung des Zentrums für Chemie vom 21.7.2014)