Schülerforschungszentrum

Für Schüler von 13-18

150 Minuten

Prof. Dr. Joachim Albrecht und MSc Wadim Schulz
Fachbereiche: Oberflächentechnologie, Fino

Manche mögen´s kalt – Was ist die Wohlfühltemperatur von modernen Materialien?

Viele technische Errungenschaften in unserer modernen Welt wurden erst durch den Einsatz hochentwickelter Materialien ermöglicht. Häufig ist die Leistungsfähigkeit der Materialien eng mit der Betriebstemperatur verknüpft, Batterien dürfen nicht zu warm werden, Schiffswände nicht zu kalt und supraleitende Spulen arbeiten sowieso nur, wenn es wirklich eiskalt ist. Warum das so ist, bekommen wir an Bespielen und Experimenten erklärt.

In diesem Workshop geht es auch darum, im eigenen Experiment die Eigenschaften von Materialien und Werkstoffen bei tiefen Temperaturen kennen zu lernen. Wir erfahren, was passiert, wenn man Dinge mit flüssigem Stickstoff auf -200 °C abkühlt. Wir konstruieren einen experimentellen Aufbau, mit dem Materialien bei sehr tiefen Temperaturen beobachtet werden können. Schließlich schauen wir uns an, was passiert, wenn man sehr kalten Dingen zu wenig Platz zur Verfügung stellt (Achtung: spektakulär!).

Natürlich bietet dieses Thema viele Möglichkeiten, ein weiterführendes Schülerprojekt zu starten. Die Hochschule in Aalen ist ein ausgewiesener Ort für exzellente Materialforschung. Die Frage, wie sich moderne Materialien verhalten, wenn es heiß oder kalt wird, erlaubt viele interessante Forschungsprojekte, z. B. auch für Jugend forscht und Co.

Wann: 03.11.2021, 14:00 – 16:00 Uhr

Wo: Hochschule Aalen, Beethovenstr. 1

Für Jugendliche ab 15 Jahre

Dauer: 3 – 9 Stunden (abhängig vom Interesse)

Kursleitung: Prof. Dr. Martin Pietzsch, Professor für Technisches Design, Maschinenbau/Entwicklung: Design und Simulation

Du modellierst gern im CAD und möchtest einmal mit einer professionellen Software wie Siemens NX arbeiten, Dein CAD Modell in Blender rendern, einen Roboterarm animieren oder anderes, dann melde Dich bei uns mit einer kurzen Beschreibung Deiner Kenntnisse in diesem Bereich und Deinem Wunsch. Wir bieten Dir einen passenden Workshop im Umfang von 3-9 Stunden.

Hier bekommst du einen Eindruck, was der Studiengang Maschinenbau/Entwicklung: Design und Simulation macht https://youtu.be/TkOCvmODiMs bzw. was du machen kannst https://youtu.be/tdZNMLy3GQY

Für Jugendliche ab 14 Jahre

Dauer: 180 Minuten

Kursleitung: Dr. Susanne Garreis

Energiespeicherung ist ein weites Forschungsfeld, an dem sich viele Wissenschaftler und auch Ökonomen die Zähne ausbeißen. Wie ist das mit der althergebrachten Zinkbatterie, was können Li-Ionen-Akkus und wie sieht die Zukunft der Energiespeicherung aus? In diesem Workshop wollen wir ins Innere früherer, heutiger und zukünftiger Batterien schauen, erforschen, was dort abgeht, und Ideen für weitere Forschungsfragen finden.

abgeht, und Ideen für weitere Forschungsfragen finden.

Laborführung in den Forschungsgebäuden ZiMATE/ZTN

Ausgestattet mit diesem Wissen, erhältst Du im Anschluss eine Führung durch die neuen Forschungslabore der Hochschule Aalen. Dort wird im Netzwerk SmartPro und in vielen weiteren Projekten gemeinsam mit Unternehmen an Fragestellungen rund um Batterien geforscht. Einen ersten Eindruck, wie es an der Hochschule vor Ort aussieht, bekommst Du in diesem Video.

Die Forschenden tüfteln an neuen Wegen zur Herstellung wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Batterien, um sie günstiger, aber gleichzeitig leistungsfähiger zu bekommen. Solche Akkumulatoren (oder einfach kurz „Akkus“) benötigen wir nicht nur für Elektro-Autos oder E-Bikes, sondern auch für tragbare elektronische Geräte wie Dein Smartphone, Kopfhörer oder andere mobile Geräte wie Akkuschrauber oder Rasenmäher.

Die Forschenden arbeiten daran, die Ladedauer der Akkus zu verkürzen, so dass das E-Auto schnell wieder aufgeladen ist. Außerdem wollen sie dafür sorgen, dass man weiter fahren kann, bevor man wieder laden muss. Wichtig ist auch, dass Akkus und Batterien insgesamt eine höhere Lebensdauer haben – also weniger schnell kaputt gehen. So lassen sich Geräte länger nutzen und letztlich wichtige Rohstoffe sparen. Dabei kommen auch Methoden der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz. Wie? – Das kannst Du bei der Führung nachvollziehen. [LK2]

In den Laboren der Hochschule kannst Du einen Blick in das Innere von Batterien werfen − durch handliche Lichtmikroskope und an menschengroßen Elektronenmikroskopen. So kannst Du dir mit eigenen Augen ansehen, wie eine Batterie frisch nach dem Kauf aussieht – und wie nach ein paar Jahren Nutzung. Vielleicht entdeckst Du auch Fehler in der Batterie, zum Beispiel Risse?

Zum Schluss erfährst Du noch etwas über eine ganz neue Art Batterien –Feststoffbatterien. Diese sind völlig anders aufgebaut als die Batterien, die Ihr normalerweise in den Händen haltet. Und magst Du selbst mal eine sogenannte „Glovebox“ ausprobieren? Darin herrscht eine spezielle Atmosphäre: Feuchtigkeit und Luft müssen draußen bleiben.

Du bist in der 10.-12. Klasse und interessierst dich sehr für Mathematik, weit über den Schulstoff hinaus, möchtest mathematische Wettbewerbsaufgaben oder spannende mathematische Themen bearbeiten, die man in den Matheschulbüchern nicht findet, dann bist du richtig beim Mathe-Club für Mathe-Freaks. Diesen Club bieten wir in Kooperation mit dem explorhino Schülerlabor an.

Wann: immer montags von 18:30 -19:30 Uhr

Wo: virtuell über Zoom

Wer: Dr. Albert Oganian, Lehrer für Mathematik am Landesgymnasium für Hochbegabte in Schwäbisch Gmünd

Für wen: Schüler und Schülerinnen der 10.-12. Klasse

Anmeldung: über den explorhino Veranstaltungskalender oder das Anmeldeformular des Schülerforschungszentrums
Nach der Anmeldung erhaltet ihr den Zoom-Link; eine Abmeldung ist jederzeit möglich.

Terminübersicht: siehe explorhino Veranstaltungskalender

Kosten: der Mathe-Club ist kostenfrei

Du wolltest schon immer einen Roboter entwickeln und wissen, was man alles dafür braucht? Im Forschertreff beschäftigen wir uns mit allem rund um Mechanik, Elektronik, Sensoren, Aktoren und Programmierung und entwickeln im Team einen eigenen Roboter.

Für wen: ab 14 Jahre

Wann: jeden Montag von 16 bis 18 Uhr (nicht in den Schulferien)
Start am 17. Oktober 2022
Wo: AAccelerator, Blezingerstr. 15 in Aalen