Jugend forscht 2022: Sieg für drei Lichtprojekte
Deutschlands beste MINT-Talente begeistern beim 57. Bundesfinale des Wettbewerbs Jugend forscht mit kreativen und innovativen Forschungsprojekten. Darunter waren auch spannende Lichtbeiträge zu finden.
Die Preisträgerinnen und Preisträger des 57. Bundeswettbewerbs Jugend forscht stehen fest. Das Bundesfinale 2022, für das sich 168 junge MINT-Talente mit 108 innovativen Forschungsprojekten qualifiziert hatten, wurde gemeinsam ausgerichtet von der Stiftung Jugend forscht e. V. und vom FORSCHUNGSFORUM Schleswig-Holstein e. V.
Den Preis der Bundesbildungsministerin für die beste interdisziplinäre Arbeit erhielten Maximilian Pfannkuch (19), Jaro Filip (19) und Dominik Hein (19) aus Hessen. Die drei konstruierten ein neuartiges, per App gesteuertes Reinigungssystem, das Raumluft mit dem Licht von LEDs wirkungsvoll desinfiziert.
Energiereiches Licht gegen Viren
Kurzwelliges UVC-Licht ist sehr energiereich und zerstört somit Viren und Bakterien. Bislang wurde es zumeist mit Quecksilberdampflampen erzeugt, inzwischen gibt es dafür aber auch entsprechende Leuchtdioden (LEDs). Angeregt durch die Coronapandemie entwickelten Maximilian Pfannkuch, Jaro Filip und Dominik Hein ein Gerät, das die Raumluft mit dem Licht von LEDs desinfiziert.
Mittels mikrobiologischer Untersuchungen konnten sie die erforderliche Bestrahlungsdosis und die nötige Verweilzeit der Luft im Gerät ermitteln. Die Jungforscher programmierten zudem eine App, die anhand der Handys im Raum die Zahl der anwesenden Personen ermittelt und auf dieser Basis die Luftreinigungsanlage steuert. Nun soll die Wirksamkeit des Geräts durch noch spezifischere LEDs oder auch Laserdioden weiter gesteigert werden.
Süßes Leuchten
Weiße Schokolade leuchtet unter UV-Licht grünblau. Elisabeth Nitz wollte wissen, welcher Inhaltsstoff diese vermeintliche Phosphoreszenz erzeugt. Sie löste Schokolade in ihre Bestandteile auf und untersuchte die Leuchtkraft von Zucker, Fetten und Milchpulver. Dabei fand sie heraus, dass vor allem das Vitamin B2 im Milchpulver Schokolade zum Leuchten bringt, außerdem der enthaltene Haushaltszucker.
Beim Vergleich der Lichtspektren fiel der Jungforscherin auf, dass die Wellenlängen nicht mit einer Phosphoreszenz übereinstimmen. Beim Leuchten weißer Schokolade handelt es sich vielmehr um eine sogenannte verzögerte Fluoreszenz. Dieses Phänomen ist selten und entsteht dann, wenn durch UV-Licht angeregte Elektronen die Energie nicht sofort, sondern erst über ein energetisches Zwischenniveau wieder abgeben.
Warmes Licht, kaltes Licht
Nele Drüner hat sich mit LEDs beschäftigt und festgestellt: Weiß ist nicht gleich weiß. Mittlerweile stehen bei LEDs unterschiedliche Farbtöne zur Verfügung – von einem relativ warmen bis hin zu einem kalten, blaustichigen Weiß.
Um dieses Farbspiel systematisch zu untersuchen, stellte sich Nele Drüner ihre eigenen weißen LEDs her, indem sie das Licht von blauen LEDs durch ein Glasplättchen schickte, das mit Leuchtstoffen beschichtet war. Diese wandelten das blaue Licht in weißes um, das anschließend mit einem Spezialsensor analysiert wurde.
Die Jungforscherin untersuchte verschiedene Kombinationen aus Farbstoffen und blauen LEDs. Dabei stellte sie fest, dass viel kleinere Farbtemperaturschritte zwischen Warmweiß und Kaltweiß möglich sind, als sie bei handelsüblichen LEDs zu finden sind.