Auch heute noch gilt dieser von Paracelsus im 15. Jahrhundert geprägte Leitsatz für die Tests von Wirkstoffen in der Pharma- und Chemieindustrie, zum Beispiel bei Merck in Darmstadt. Bei einer gemeinsamen Exkursion zu dem weltweit 50.000 Mitarbeiter zählenden Familienunternehmen hatten die Teilnehmer des MINToringSi-Programms Gelegenheit in die verschiedenen Geschäftsbereiche des Unternehmens Einblick zu nehmen. Dabei war die Station in der Toxikologie nur eine von vielen des abwechslungsreich und interessant gestalteten Tages.

Ziel des Tages war es, den am MINToringSi-Programm teilnehmenden Schülern und Studierenden Einblick in die spannenden Geschäftsbereiche eines großen Pharma- und Chemieunternehmens zu geben und aufzuzeigen, welche Faktoren entscheidend für erfolgreiche Karrierewege in dieser Branche sind. Nach einem kurzen Überblick über die Geschäftsfelder des Unternehmens im Besucherzentrum standen daher zwei Kurzvorträge von zwei jungen Mitarbeiterinnen auf dem Programm. Neben ihrer aktuellen Tätigkeit stellten eine Physikerin und eine Verfahrensingenieurin ihre Lebensläufe und ihre individuellen Wege ins Unternehmen Merck vor. Beide gaben den Besuchern wichtige Hinweise für ihre Karriereplanung mit auf den Weg: Neben Auslandserfahrung in Form von Praktika oder Auslandssemestern sind vor allem der frühe Aufbau eines eigenen Netzwerkes, die Kenntnis der relevanten Schlagwörter, sowie der Spaß an der Sache entscheidend für den Erfolg bei der Stellensuche bzw. einer Initiativbewerbung. „Die Suche nach geeigneten Stellen sollte nicht erst nach Abschluss des Studiums beginnen. Idealerweise behalten Studierende und Schüler bereits frühzeitig Angebote von Unternehmen oder Branchen im Auge, die sie interessieren“, meint Dipl. Chem. Ulrike Strobl, die selbst bereits seit vielen Jahren bei Merck beschäftigt ist und für die Konzeption und Durchführung von wissenschaftlichen Werkführungen zuständig ist.

„Uns ist es besonders wichtig, dass die MINT-interessierten Schülerinnen und Schüler frühzeitig Perspektiven und Ziele entwickeln, die ihnen auch über eventuelle ‚Durststrecken‘ während des Studiums hinweghelfen“, betont Christina B. Schmidt, die die Betreuung des Projektes seitens des Arbeitgeberverbandes Siegen-Wittgenstein seit kurzem übernommen hat. „Bei MINToringSi profitieren MINToren und MINTees gleichermaßen“, ergänzt Bernd Klose, seitens der Universität Siegen verantwortlich für das Programm, „MINTees lernen sich zu organisieren, selbstständig zu arbeiten, bekommen Einblicke in das Leben an der Universität und knüpfen erste Kontakte. Für die MINToren ist das Projekt eine gute Referenz im Lebenslauf, zudem wird auch hier selbstständiges Arbeiten, Teamwork und die Eigenverantwortung gestärkt.“

Das Projekt MINToringSi fördert seit 2008 in jeweils drei Jahre dauernden Mentoren-Beziehungen den Übergang von der Schule an die Hochschule. Die gerade in den MINT-Fächern besonders hohen Studien-Abbrecherzahlen, konnten in den vergangenen Jahren durch das genau auf die Bedarfe abgestimmte Konzept bei den Teilnehmern nahezu auf null reduziert werden. Der Verband der Siegerländer Metallindustriellen trägt in der Kooperation mit der Universität Siegen mit dem Programm dazu bei, den dringend benötigten Fachkräftenachwuchs zu sichern. Unterstützt wird MINToringSi zudem von der Bezirksregierung Arnsberg.

Beim Besuch des Liebig-Museum und des Mathematikums in Gießen konnten sich am 20. Januar 2017 die ca. 30 Schülerinnen und Schüler des neuen MINToringSi-Jahrgangs fachlich begeistern lassen und dabei die MINToren und sich untereinander kennenlernen. Neben lauten und farbenfrohen Experimenten an der alten Wirkungsstätte des berühmten Chemikers Justus Liebig mit Experimentator Eberhard Theophel (siehe Bild) wurde im Museum gleich nebenan Mathematik in unterhaltsamer Form geboten. Abgerundet wurde der Tag mit einem gemeinsamen Abendessen im „Goldenen Drachen“ in Weidenau. Die Veranstaltung war der Startschuss in das dreijährige Betreuungs- und Beratungsprogramm MINToringSi.

Kürzlich fand der offizielle Startschuss für den mittlerweile vierten Jahrgang des Projekts MINToringSi im Arthur-Woll-Haus der Universität Siegen statt. Insgesamt 37 Oberstufen-Schülerinnen und -Schüler von Gymnasien und Gesamtschulen aus Siegen-Wittgenstein erhielten am Ende der Feier die schriftliche Zusage in Form von Aufnahmeurkunden für das zwei- bzw. dreijährige Projekt, bei dem sie von studentischen Betreuern, den sogenannten MINToren, von der Schule bis in die ersten beiden Semester eines naturwissenschaftlich-technischen Studiums begleitet werden. Darüber hinaus gab es während der festlichen Aufnahmeveranstaltung vor einem bunt gemischten Publikum – Schülerinnen und Schüler, Eltern, Lehrer sowie Vertreter der Universität Siegen und des Verbandes der Siegerländer Metallindustriellen e.V. – auch  Ansprachen der Projektträger, eine Vorstellung der studentischen Betreuer  und der geplanten weiteren Aktivitäten. Abgerundet wurde die Veranstaltung mit Live-Musik von dem Siegener Studenten Moritz Gadomski und einem MINT-Vortrag zu einem Forschungsthema an der Universität Siegen.

Der Dekan der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen, Prof. Dr.Dr.h.c. Ullrich Pietsch, lobte in seinem Grußwort das  MINToringSi-Projekt. Rund 40 Prozent der Teilnehmer der zurückliegenden Jahrgänge studierten inzwischen an der Universität Siegen. MINToringSi  ermögliche den Schülerinnen und Schülern einen guten Einblick in die Funktion des universitären Lebens. Der Weg von der behüteten Schule in die Selbstständigkeit und Selbstverantwortung eines Studiums sei dabei eine beachtliche Umstellung. Eine große Stärke der hiesigen naturwissenschaftlich-technischen Fakultät wäre die vernetzte Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern, Technikwissenschaftlern und Strukturwissenschaftlern in vielerlei Projekten, um wissenschaftlichen Fortschritt für die Gesellschaft zu generieren.

Jörg Dienenthal, Vorsitzender des ebenfalls an MINToringSi beteiligten Verbandes der Siegerländer Metallindustriellen e.V., hob in seinem Grußwort die große Bedeutung der MINT-Berufe in den 100 Mitgliedsunternehmen mit rund 15.000 Beschäftigten hervor. „Wir wollen daher Interesse an MINT wecken und um Nachwuchs werben. Unser MINToringSi-Projekt, das Schülerinnen und Schüler in der Schule abholt und bis in die Universität begleitet, ist daher ein sehr guter und richtiger Ansatz“. Das Angebot richte sich dabei an die Besten eines Jahrgangs. Im Projekt würden von den Teilnehmern bestimmte Tugenden wie zum Beispiel Pünktlichkeit, Einsatzfreude und Teamfähigkeit gefordert. Eine Teilnahme an MINToringSi bringe allerdings nur dann einen echten Mehrwert, wenn man sich intensiv einbringe.

Anschließend stellten sich die MINToren, die studentischen Projektbetreuer, persönlich vor und erläuterten die weiteren Projektplanungen. Danach referierte Prof. Dr. Volker Blanz zum Thema „Lernbasierte Gesichtsanimation in Fotos und Gemälden“. Er zeigte in seinem spannenden Beitrag auf, wie sich mittels Gesichtsanimation Inhalte für Medien (etwa als zentrale Bestandteile von animierten Filmen) generieren lassen. „Dies bedingt hohe Anforderungen, da der Zuschauer in diesen Filmen selbst kleine Fehler bemerkt. Während unbewegte Bilder oft überzeugend generiert werden können, erscheinen Bewegungen häufig unnatürlich.“

Im Vortrag stellte Professor Blanz aus der Medieninformatik der Universität Siegen seinen interdisziplinären Forschungsansatz, die sog. „Lernbasierte Gesichtsanimation“ vor. Im Prinzip geht es darum, dass „wir beobachten, was wir auf Gesichtern sehen. Anschließend wird die Beobachtung reproduziert und auf andere Gesichter übertragen“. Somit ist es möglich aus einem 2-D-Portrait ein aus vielen tausend Polygonen bestehendes 3-D-Modell zu generieren. Im nächsten Schritt wird dem Gesicht mithilfe von Vektoroperationen die „mathematische Essenz“, zum Beispiel des Lachens, übertragen. Mit diesem Morphing von 3-D-Gesichtern kann man auch Gemälde animieren und zum Beispiel die ewig lächelnde Mona Lisa endlich zum Lachen bringen.

„Einzig die Technologie hält uns weltweit ganz oben. Und daran haben unsere Ingenieure eine überragende Bedeutung. Allein in unserem Bogie Technical Center entwickeln zukünftig 120 Ingenieure unsere Zukunft“. Diese zentralen Aussagen bekamen gestern Schülerinnen und Schüler des Programms MINToringSi von  Torsten Wied zu hören, als sie sich kürzlich bei Bombardier in Netphen-Dreis-Tiefenbach, dem weltweiten Kompetenzzentrum für die Entwicklung und Fertigung von Drehgestellen für den Schienenverkehr, über die Bedeutung der Ingenieurberufe informierten. Bis auf den Controlling-Bereich würden in allen Abteilungen in Dreis-Tiefenbach Ingenieure eingesetzt, ergänzte sein Kollege Michael Bieker, der seit 2006 bei Bombardier ist und inzwischen als Teamleiter für die Konstruktion von Straßenbahnfahrzeugen Verantwortung trägt. Er stellte den jungen Besuchern schwerpunktmäßig seine Erfahrungen mit dem dualen Maschinenbaustudium an der Universität Siegen vor.

Torsten Wied gab zum Anfang einen allgemeinen Einblick  in den familiengeführten Bombardier-Konzern mit seinen beiden großen Produktsparten Schienenfahrzeuge und Flugzeuge vor, wofür weltweit 72.000 Menschen arbeiten. Der staatlich geprüfte Maschinenbautechniker gehört seit 1997 dazu. Er absolvierte zunächst eine Ausbildung als technischer Zeichner und arbeitet heute als Projektingenieur im Bereich der Konstruktion. Zusammengefasst sei es seine Aufgabe, kosteneffizient herzustellende und gleichzeitig lange haltbare Bauteile zu entwickeln. Ein Konstrukteur habe eine hohe Verantwortung, denn schleiche sich ein unentdeckter Fehler bei der Konstruktion eines Bauteils ein, könne dies hohe Folgekosten nach sich ziehen.

Es gehe zudem nicht nur darum High-Tech zu fertigen, betonte Torsten Wied und machte dies mit einem aktuellen Beispiel aus seiner Arbeit deutlich. Für einen Kunden in Bangladesch wird derzeit ein Drehgestell-Auftrag abgewickelt. „Wettbewerbsfähig sein bedeutet auch günstig zu sein für arme Länder. Doch das geht dann nur über Kooperationen“. Die Konstruktion erfolgte in Dreis-Tiefenbach, die Fertigung der technisch einfacheren Laufwerke geschieht  in Indonesien. „Alles in allem macht mir meine Arbeit Spaß. Es ist keine reine Bürotätigkeit, denn die Projektarbeit beinhaltet auch Reisen zu Kunden im In- und Ausland und sie ist interkulturell angelegt“, betonte Torsten Wied.

Für welchen jungen Menschen ist ein Ingenieur-Studium geeignet? „Meiner Meinung nach muss man eine gesunde Neugier und logisches mathematisches Verständnis mitbringen. Es sollte im Maschenbau-Studium hinterfragt werden können, wie etwas funktioniert statt etwas auswendig zu lernen“, lautete die Antwort von Michael Bieker. Als fertiger Ingenieure habe man nicht nur einen vielseitigen und spannenden Beruf, sondern generell auch hervorragende Perspektiven auf dem Arbeitsmarkt.

Darüber hinaus hat aus seiner Sicht gerade ein duales Maschinenbau-Studium einige gewichtige Vorteile: „Bei einem dualen Studium bekomme ich ergänzend zum  Universitätsbesuch auch schon betriebliches Rüstzeug vermittelt und erhalte in dieser Zeit durch den Einkommensbezug finanzielle Unabhängigkeit. Dadurch kann man sich auf das Studium konzentrieren“. Natürlich werde in den ersten beiden Semestern „gesiebt“. Vor einem Ingenieurstudium brauche man aber keine Angst zu haben, schulische Defizite etwa in der Mathematik oder in Englisch könne man mit Energie und Zielstrebigkeit auch noch an der Universität mit Tutorials etc. beseitigen.

Persönlich würde er auch sofort wieder in Siegen Maschinenbau studieren, bekannte Michael Bieker auf Nachfrage. Die hiesige Universität habe im Maschinenbaubereich einen guten Ruf, sie sei grundsolide und überschaubar.  Als Student bekomme man hier beispielsweise schnell einen Termin beim Professor, um Probleme zu klären.

Natürlich besichtigten die Besucher von MINToringSi auch die Fertigung in Dreis-Tiefenbach. Angefangen vom Wareneingang im Kleinteilelager, der Rahmenbearbeitung auf Großbohrwerken bis hin zur Lackierung der Laufwerke und ihrer Endmontage bekamen sie einen guten Einblick in eine effiziente organisierte Fertigung. Außerdem konnten Sie auch einen Blick in die Laufradfertigung werfen.

Noch bevor die Veranstaltung startete, herrschte ein geschäftiges Treiben. So wurde ein großes Planschbecken mit Wasser gefüllt, blinkende Schachbretter und ein Miniatur-Gewächshaus mit diversen Leitungen in Betrieb gesetzt oder eine Miniatur-Garage aufgebaut. Im Arthur-Woll-Haus der Universität Siegen wurden gestern die diesjährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Programms MINToringSi vorgestellt. In Teamarbeit hatten sich Abiturienten heimischer Schulen mit ihren universitären Betreuern (MINToren) über mehrere Monate hinweg mit der Bearbeitung von MINT-Projekten befasst. Dabei gingen die Projekte in Umfang und Interdisziplinarität über die schulüblichen Arbeiten hinaus, um einen ersten Einblick in die Studie- und spätere Berufswelt zu vermitteln.

Vorgestellt wurden insgesamt fünf Arbeiten aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, wofür auch das Kürzel MINT steht. Themenfindung, Themenbearbeitung und Organisation in der Gruppe standen dabei auf der mehrmonatigen Agenda, die sich parallel zu den Abiturvorbereitungen vollzog. Eine Gruppe entwickelte ein autonomes bzw. automatisiertes Mini-Gewächshaus, bei dem die für Pflanzen lebenswichtigen Faktoren Temperatur, Bewässerung und Licht(-intensität) über einen Mikrocontroller gesteuert wurde. Alles in allem ein sehr praxisorientiertes Thema, da die automatisierte Pflanzenaufzucht sehr zukunftsträchtig ist. In einer anderen Gruppe wurde ein „autarkes und autonomes Solarboot“ mit automatischer Steuerung und Hinderniserkennung  realisiert. Der kleine Doppelrumpfkatamaran entstand dabei mit Hilfe eines 3D-Druckers.  In einem weiteren Projekt befasste sich Michel Klappert als „Ein-Mann-Gruppe“ mit der Konzeption und dem Zusammenbau einer „mobilen Sensorplattform auf Grundlage eines Luftkissenfahrzeugs“. Er baute nicht nur aus einfachsten Materialien ein Miniatur-Luftkissenboot mit Auftriebsturbinen und Vortriebs-Propeller, wobei letzter über eine Recheneinheit gesteuert und die Sensordaten mittels Mobiltelefon ausgelesen wurden.  Für diese besondere „Fleißarbeit“ erhielt Michael Klappert einen Ehrenpreis.

„Individuelle Garagenerkennung mit Parkassistent“ lautete der Titel einer weiteren Projektarbeit. Hierbei ging es darum, ein erkanntes Fahrzeug in eine vorher registrierte Garage korrekt einfahren zu lassen. Auch hierzu wurden reichlich elektronische Bauteile wie etwa Optokoppler, Distanzsensoren und  Mikrocontroller „verarbeitet“.

Mit dem ersten Preis wurde schließlich das Projekt „etherchess“ ausgezeichnet. Leon Gelber, Robert Probsdorfer, Leon Schürmann, Désirée Schütz und  Lars Wilm Setz entwickelten  ein Fernschachspiel, welches mittels Wifi-Anbindung übers  Internet funktioniert. Der Überblick über das gesamte Spielgeschehen ist dadurch gewährleistet, dass auch die Figuren des Gegners auf dem Schachbrett stehen und die Züge leicht nachvollziehbar mit LEDs unter den Feldern dargestellt werden.

„Gelobt wurde von der Jury nicht nur die Idee,  sondern auch die Dokumentation und Präsentation der Arbeit. „Für die Realisierung der Prototypen kam ein hohes Maß an technischem Know-how zum Einsatz, außerdem wurden verschiedene Bereiche wie Chemie bis hin zur Elektronik mit eingebunden. Alles in allem stellt das Projekt etherchess ein Beispiel für ein herausragendes, teamorientiertes und vernetztes Arbeiten dar“, würdigte Dr. Bernd Klose von der Universität Siegen als Vertreter der  Jury diese Arbeit.

Die Heranführung an das Thema MINT (Mathematik, Informatik, Natur­wissenschaften und Technik) funktioniert nach allen Erfahrungen am besten, wenn etwas praktisch ausprobiert wird. Aus diesem Grund spielen im Projekt MINToringSi, bei dem Schülerinnen und Schüler auf ihrem Weg von der Schule in ein MINT-Studium begleitet werden,  die MINT-Camps eine wichtige Rolle. Am vergangenen Wochenende fand erneut eine dieser eineinhalbtägigen Veranstal­tungen an der Universität Siegen mit rund 30 Teilnehmer/-innen und ihren studentischen Betreuern, den MINToren, statt.

Vor allem am zweiten Tag ging es darum, unter Anleitung in kleinen Teams verschiedene Projekte zu erledigen. So wurde ein Solarauto aus einem Bausatz zusammengebaut. Gleiches passierte mit mehreren Sterlingmotoren, deren Nutzarbeit anschließend noch berechnet wurde. Weitere Gruppen befassten sich mit der Veränderung der kristallinen Struktur thermosensitiver Flüssig­kristalle, die bei verschiedenen Temperaturen ihre Farben ändern und beispielsweise zum Bau von Thermometern verwendet werden können.  Darüber hinaus fanden Versuche zum Extrahieren von DNA-Fäden statt. Zwei weitere Teams bastelten mit einfachen Hilfsmitteln Raketen und ließen diese abheben. Weiterhin befasste man sich mit dem Schaltnetzentwurf einer 7-Segment-Anzeige und definierte unter Anleitung die Schaltung mittels sog. Gatter und Eingänge.

Am ersten Tag des MINT-Camps war es wieder mehr darum gegangen, verschiedene Einrichtungen der Universität Siegen kennen zu lernen. Er begann mit einem „Mensatest“, wo man den Ablauf dieser Einrichtung kennen lernte und auch das bekannt schmackhafte Essen probieren konnte. Danach gab Alexandra Röder von der Zentralen Studien­beratung  eine Einführung in das Studienangebot der heimischen Hochschule. Sie stellte dabei nicht nur die an der Universität Siegen zu studierenden Fächer mit Schwerpunkt MINT vor, sondern warf in einem kleinen „Uni 1×1“ wichtige Fragen zu Bewerbung, Einschreibung und  Numerus Clausus auf. Darüber hinaus sprach Alexandra Röder auch deutlich an, was heutzutage in einem Studium verlangt wird, nämlich Motivation, Wissensdurst, Durchhalte­vermögen und Eigenständigkeit der Studierenden. Anschließend folgte ein Rundgang (eine „Rallye“)  über das Universitätsgelände, wo die MINToren mit vielen Fragen zu den universitären Einrichtungen „gelöchert“ wurden.  Am Ende klang der erste Tag mit einem leckeren Abendessen in einem Siegener Lokal aus.

Ansprachen der Projektträger, Vorstellung der Projektbetreuer, Live-Musik von „Drei-Klang“ sowie ein wissenschaftlicher Vortrag u.a. mit eindrucksvollen Makro-Aufnahmen von Insekten prägten am vergangenen Donnerstag eine Feier im Arthur-Woll-Haus der Universität Siegen. Die Veranstalter des Projekts „MINToringSi“ hatten erneut zur festlichen Aufnahmeveranstaltung 35 ausgewählte Oberstufenschülerinnen und –Schüler und ihre Eltern sowie Pädagogen in das Gästehaus der Universität Siegen eingeladen. Darüber hinaus bekamen die Schülerinnen und Schüler der Clara-Schumann-Gesamtschule und des Gymnasiums Kreuztal, des Dietrich-Bonhoeffer-Gymnasiums Neunkirchen, des Gymnasiums Wilnsdorf, des Städtischen Gymnasiums Bad Laasphe, des Gymnasiums Schloß Wittgenstein, des Gymnasiums Netphen sowie des Gymnasiums am Löhrtor, des Evangelischen Gymnasiums Siegen, des Fürst-Johann-Moritz Gymnasiums, des Gymnasiums auf der Morgenröthe und des Peter-Paul-Rubens Gymnasiums in Siegen ihre Aufnahmezertifikate für das Programm „MINToringSi“ überreicht. Über zweieinhalb Jahre hinweg werden sie nun von der Oberstufe bis in ein naturwissenschaftlich-technisches Studium betreut.

Der Prodekan der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen, Prof.-Dr.-Ing. Holger Foysi, ging in seinem Grußwort auf den erfolgreichen Verlauf des MINToring-Projekts ein. Unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ bahnten sich neue große Veränderungen an, die sowohl die Produktion als auch die Organisation, die Kultur und die digitale Kommunikation mit den Kunden in den Unternehmen stark verändern werden. Schon als MINT-Student könne man an diesem Prozess teilhaben. Mit MINToringSi würde die heimische Universität jungen Menschen viele Möglichkeiten bieten, etwa die Mitbenutzung von Laboren oder die Anbahnung von Kontakten bis in die Unternehmen hinein. „Versuchen Sie wissbegierig zu bleiben in Schule und Studium. Löchern Sie die Lehrer und versuchen Sie herauszufinden, was sie nicht wissen“, betonte Prof. Foysi.

Dr. Thorsten Doublet, Geschäftsführer des ebenfalls an MINToringSi beteiligten Verbandes der Siegerländer Metallindustriellen e.V. hob in seinem Grußwort die intensive Vorbereitung im Rahmen dieses Projekts auf ein MINT-Studium hervor. Darüber hinaus könnten die Programmteilnehmer auch Tugenden einüben, die später im Erwerbsleben wichtig sind. Eine Teilnahme an MINToringSi bringe nur dann einen echten Mehrwert, wenn man sich intensiv einbringe und auch „Tugenden“ wie Pünktlichkeit, Kommunikation, Einsatzfreude und Teamarbeit zeige.

Anschließend stellten sich die MINToren, die studentischen Projektbetreuer, persönlich vor und erläuterten die weiteren Projektplanungen. Danach referierte Prof. Dr. Hans Merzendorfer zum Thema „Insektizide: Wirkungsweisen und Resistenzbildung“. Der Siegener Molekularbiologe machte dazu eingangs klar, dass das Ertragsniveau in der Landwirtschaft und damit auch die Welternährung ohne Insektizideinsatz nicht zu halten ist. Das Problem dabei: Es bilden sich immer mehr Resistenzen heraus.

Schätzungsweise leben 15 Millionen Arten auf der Erde. Davon sind, so Prof. Merzendorfer, bislang etwa 1,7 Millionen bekannt und darunter wiederum eine Millionen Insekten. „Insekten sind schöne Arten, wie der Referent an Hand von Großaufnahmen zeigte. Sie könnten aber in Schwärmen etwa von Milliarden Wanderheuschrecken, ganz Landstriche leerfressen. Insgesamt würden 40 Prozent der erwirtschafteten Ernte Schädlingen wie Insekten, Unkräuter und Krankheitserregern zu Opfer fallen. Ohne einen wirksamen Pflanzenschutz, der nicht nur chemische Maßnahmen sondern auch Standort, Düngung und Bodenpflege beinhalte, drohten bis zu 80 Prozent Ernteausfälle, so Prof. Merzendorfer. Der Einsatz von Insektiziden müsse auch erfolgen, um die Übertragung von Krankheitserregern mittels Mücken  (Malaria, Denguefieber, Elefanthiasis etc.) zu bekämpfen. Insektizide wirkten dabei relativ selektiv auf wenige Zielorte der Insekten ein, wie zum Beispiel auf die Nervenleitungen, auf die Energieerzeugung in den Zellen oder auf ihr Wachstum und ihre Entwicklung (Chitinsynthasen). An der Universität Siegen beschäftige man sich u.a. mit der Frage, wie Insekten gegen Insektizide resistent werden, etwa mittels sog. Zielortresistenz durch Mutation in den Genomen. So wurde z.B. in Siegen ein Spinnmilben-spezifischer Chitinsynthese-Inihibitor erforscht, um mittels DNA-Extraktion herauszufinden, wo sich Mutationen in den Genomen anreichern.

MINT Camp von MINToringSi an der Universität Siegen

Interesse und eigene Neigungen an MINT-Themen vertiefen und  strukturiert daran arbeiten bis hin zum ersten Kennenlernen des damit verbundenen wissenschaftlichen Arbeitsprozesses – so lassen sich die Zielsetzungen des kürzlich an der Universität Siegen veranstalteten MINT-Camps zusammenfassen. Im Projekt MINToringSi, bei dem Schülerinnen und Schüler auf ihrem Weg von der Schule in ein MINT-Studium begleitet werden, spielen solche Veranstaltungen aus dem Bereich MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) eine wichtige Rolle. Diesmal konnten die Schülerinnen und Schüler unter insgesamt fünf Workshop-Themen wählen, welche von den studentischen Betreuern, den sog. MINToren,  vorbereitet wurden. 

Zur Vorbereitung darauf gab es von Kristina Großmann eine kurze Einführung in das wissenschaft­liche Arbeiten. Letztlich wählten die „MINTees“ dann vier Projekte aus, die im Team bearbeitet werden sollten. Anschließend stand ein Besuch der Universitäts­bibliothek auf der Agenda. Denn zu Beginn einer wissen­schaftlichen Arbeit steht erst einmal die Literatur­recherche, die Suche nach wissenschaftlichen Quellen wie Fachartikel, Bücher oder Dissertationen aus dem jeweiligen Themengebiet, um beispielsweise  das Forschungsgebiet kennen zu lernen und um sich einen Überblick über den Forschungsstand auf dem behandelten Gebiet zu verschaffen.  MINTorin Kristina Großmann hatte bereits zuvor klar  gemacht, dass die Nutzung von Suchmaschinen im Internet  bzw.  von Wissenssammlungen wie Wikipedia  zwar erlaubt sind, „… sie dienen aber nur für eine grobe Orientierung“.

Der weitereTag war dann der praktischen Arbeit in Gruppen vorbehalten. Ein Workshop befasste sich unter Leitung von Kristina Großmann mit Experimenten aus der Nanotechnologie. Hier wurden Thermometer aus verschiedenen Flüssigkristall­mischungen hergestellt. Weiterhin befasste man sich mit dem Thema lumineszierender Biomarker. Diese finden beispielsweise in der medizinischen Diagnostik sowie in der Molekularbiologie vielfältige Anwendung, etwa zur Diagnose von Tumorer­krankungen oder zum Nachweis von Stoffwechselprozessen. Außerdem wurde mit einem Ferrofluid experimentiert, welches unter dem Einfluss eines Magnetfeldes eine Igelstruktur annimmt.

Ein weiterer Workshop richtete sich an Elektrotechnik- und Informatik-Interessierte. Sie realisierten unter Anleitung von Florian Otto und Alexander Keil eine temperaturgesteuerte Lüfterregelung mit einem Mikrocontroller. Die Teilnehmer, die im Laufe des Workshops auch ein Leiterplattenlayout entwerfen und realisieren und auch ein Programm in der Programmiersprache C entwickeln mussten, konnten ihre Arbeiten am Ende mit nach Hause nehmen und sie dann beispielsweise praktisch an einem Notebook testen.

Bei MINTor Philipp Krumm konnten die Teilnehmer in die Welt der Quantenphysik eintauchen. Zunächst gab es eine Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen der modernen Quantenphysik. Der Welle-Teilchen-Dualismus, Materiewellen und ihre mathematische Formulierung standen ebenso auf dem Programm wie Begriffserläuterungen zu Unschärferelation, Verschränkung, Tunneleffekt und Schrödingergleichung. Auch hier gab es praktische Versuche, beispielsweise wurde die Speicherkapazität einer CD mittels Laser bestimmt.  Einige Teilnehmer fanden diesen Workshop interessant und mysteriös zugleich. Kein Wunder, „denn viele Phänomene der Quantenphysik widersprechen der Alltagserfahrung und dem gesunden Menschenverstand“, so Philipp Krumm.

Im vierten Workshop Biologie stellten Anna Rauschert und Florian Schneider „Verrückte Sinne“ und „sichtbare DNA“ in den Mittelpunkt. So wurde die Kommunikation zwischen menschlichen Geruchs- und Geschmacksinn praktisch getestet mittels Hörprüfungen und beim sog. Weberschen Dreischalenversuch die subjektive Temperaturempfindung wahrgenommen. Weiterhin wurden die DNA einer Banane extrahiert  und ein Riesenchromosom aus der Speicheldrüsenzelle einer Zuckmückenlarve präpariert. Für alle Teilnehmer des MINT-Camps ging am Abend eine interessante wie arbeitsreiche Zeit zu Ende.

Am 22. Juni 2015 startete nachmittags eine neue Veranstaltung im Rahmen des MINToringSi-Projekts. Für die teilnehmenden Oberstufenschülerinnen und –schüler öffneten verschiedene Labore der Universität Siegen ihre Türen und gaben Einblicke in aktuelle und spannende Forschungsprojekte im naturwissenschaftlich-technischen Bereich.

Laborführung Experimentelle Teilchenphysik

Einige Schülerinnen und Schüler des MINToringSi-Projekts verbrachten den Nachmittag am Emmy-Noether-Campus der Universität Siegen, um einen Einblick in die aktuelle Forschung der Experimentellen Teilchenphysik zu erhalten.

Nach der Begrüßung ging es für die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler direkt los. Philipp Krumm, MINTor und Bachelor-Student in der Astroteilchenphysik, startete mit einer Einführung in die Elementarteilchenphysik und erläuterte die aktuellen Forschungsgebiete.

Die Teilchenphysiker der Uni Siegen sind an momentan drei Experimenten beteiligt, dem ATLAS-Detektor am CERN in Genf, dem Pierre-Auger-Observatorium in Malargüe (Argentinien) und der Entwicklung einer Zeitprojektionskammer (TPC – Time Projection Chamber) für einen zukünftigen Linearbeschleuniger, dem ILC (International Linear Collider).

Philipp Krumm erklärte zunächst, was sich hinter dem Begriff CERN verbirgt. Es handelt sich um die Europäische Organisation für Kernforschung mit Sitz in Genf. An der Grenze zwischen Schweiz und Frankreich werden mit Beschleunigern Experimente zur Teilchenphysik durchgeführt. Der größte Beschleuniger, der Large Hadron Collider (LHC) ist kreisförmig gebaut hat einen Umfang von 27 Kilometern! Er liegt etwa 100 Meter unter der Erde und ist der weltweit größte Beschleuniger. In ihm werden Protonen auf eine Energie von bis zu 13 TeV beschleunigt und zur Kollision gebracht. Die dabei entstehenden Teilchen werden mit Detektoren nachgewiesen. Am LHC stehen vier Detektoren zur Verfügung, einer davon ist der ATLAS-Detektor, an dem auch die Uni Siegen mitarbeitet.

Ein solcher Detektor funktioniert ähnlich wie eine Digitalkamera. Er registriert mit seinen über 100 Millionen elektronischen Kanälen die Kollision und detektiert die Teilchen, welche durch die Kollision entstehen. Im Gegensatz zur Digitalkamera werden die einzelnen Kanäle 40 Millionen Mal pro Sekunde ausgelesen. „Das Besondere an diesen Kollisionen ist, dass Teilchen entstehen können, die ursprünglich nichts mit den Ausgangsteilchen zu tun hatten“, so Philipp Krumm. „Ein Proton besteht aus zwei up- und einem down-Quark. Bringt man nun zwei Protonen zur Kollision können aber ganz neue Teilchen entstehen, wie Myonen, Neutrinos usw.“ Das Spannende daran sei z.B. ein neues Teilchen zu entdecken, was bisher nur in der Theorie vorhergesagt wurde. Dies gelang zuletzt vor ein paar Jahren bei der Entdeckung des Higgs-Bosons. Aktuelle Forschungsinteressen seien u.a. die Dunkle Materie, Supersymmetrie oder die Suche nach Extra Dimensionen.

In einem Labor der Teilchenphysik wurden den Schülerinnen und Schülern Module des Pixeldetektors, dem innersten Detektor des ATLAS-Experiments gezeigt. Dr. Wolfgang Walkowiak erklärte den technischen Aufbau des ATLAS-Detektors und zeigte aktuelle Messungen des ATLAS-Detektors.

Neben der Arbeit am ATLAS-Detektor forschen die Physiker in Siegen auch in der Astroteilchenphysik und sind an einem Experiment in Argentinien, dem Pierre-Auger-Observatorium, beteiligt. Dieses Experiment zur Untersuchung ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung wurde von Prof. Dr. Peter Buchholz vorgestellt. Prof. Buchholz erläuterte, was man unter der kosmischen Strahlung versteht und verwies auf aktuelle Fragestellungen in der Astroteilchenphysik. So ist bspw. nicht klar, woher die Teilchen der kosmischen Strahlung eigentlich kommen, oder wie sie im Universum beschleunigt werden. Auch die Zusammensetzung der Strahlung wird aktuell erforscht. Im Rahmen eines Upgrades des Observatoriums in Argentinien versucht man nun, all diesen Unklarheiten besser nachgehen zu können. Dabei wird die Elektronik von über 1600 Bodendektoren, die auf einer Fläche von 3000 Quadratkilometern in Argentinen stehen ersetzt. Diese Bodendetektoren registrieren Teilchen über den Cherenkov-Effekt. Sie messen jedoch nicht das Primärteilchen aus dem Universum, sondern die Teilchen, welche in Schauern entstehen, nachdem das Primärteilchen mit Nukleonen der Atmosphäre zusammengestoßen ist. Der entstehende kaskadenförmige Teilchenschauer erreicht dann den Erdboden, wo die Teilchen in den Bodendetektoren nachgewiesen werden können.

Philipp Krumm, der selber für dieses Experiment arbeitet, führte die Schülerinnen und Schüler in sein Labor und zeigte ein Experiment, in welchem er die Temperaturabhängigkeit von Spannungssignalen eines analogen Pulsgenerators untersucht. Dieser analoge Pulsgenerator simuliert mit anderen elektronischen Bauteilen einen Bodendetektor und wird für das Testen neuer Boards benötigt, welche in den nächsten Jahren die Elektronik der über 1600 Detektoren des Pierre-Auger-Observatoriums ersetzen.

Die Schülerinnen und Schüler erhielten außerdem einen Einblick in die Röntgen- und Festkörperphysik, vorgestellt von Prof. Dr. Christian Gutt. Nach einigen geschichtlichen Informationen zur Entdeckung der Röntgenstrahlung, stellte Prof. Gutt auch ein aktuelles Experiment zur Untersuchung von Synchrotronstrahlung, dem ESRF in Grenoble vor. Es wurden außerdem Informationen zum Physik-Studium gegeben.

Bei manchen der jungen Akteure war die Anspannung zu spüren, als es gestern darum ging,  vor einem größeren Publikum aus Schülern, Eltern, Lehrern, Wirtschaftsvertretern und Professoren ihre Arbeiten zu präsentieren. Im Haus der Siegerländer Wirtschaft wurden die diesjährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Projektes MINToringSi vorgestellt. In Teamarbeit hatten sich fünf Gruppen von Abiturienten heimischer Schulen über mehrere Monate hinweg mit der Ausarbeitung eines MINT-Themas befasst. „Sie haben sich mit Fragestellungen beschäftigt, die man in der Schule nicht unbedingt lernt. Dabei haben sie Aufgaben übernommen, die später einmal im Studium und Beruf auf Sie zukommen“, fasste es Reinold Klüter von der Bezirksregierung Arnsberg als beteiligter Projektpartner in seinem Grußwort zusammen.

Vorgestellt wurden insgesamt fünf Arbeiten aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, wofür auch das Kürzel MINT steht. Themenfindung, Themenbearbeitung und Organisation in der Gruppe standen dabei auf der mehrmonatigen Agenda, die sich parallel zu den Abiturvorbereitungen vollzog. „Der programmierbare Tablettendosierer“ lautete dabei ein Thema. Ziel war es, sich mit der Entwicklung eines automatischen Tablettenspenders zu befassen, um älteren Menschen ihre täglichen Tabletteneinnahmen zu erleichtern. Eine weitere Gruppe untersuchte „Superabsorber im Einsatz“ und ging der Frage nach, wie man effektiv  Feuchtigkeit und Schweißgeruch in Turnschuhen bekämpfen kann. In einem anderen Team wurden Konstruktion und Bau einer Schuhputzmaschine nach dem Prinzip einer Autowaschanlage in Angriff genommen.

„Funktionsweise, Realisierung und Anwendungsmöglichkeiten eines Sound Transducers“, lautete der etwas sperrige Titel einer weiteren Projektarbeit. Im Gegensatz zu einem Tauchspulen-Lautsprecher besitzt ein Sound Transducer keine eigene Membran, die direkt elektrische Impulse in Schwingungen der Luft umwandelt, sondern versetzt ein beliebiges Objekt in Schwingungen. Die MINToringSi-Gruppe baute dabei in aufwändiger Arbeit einen herkömmlichen  Lautsprecher in einen Sound Transducer um, wofür sie am Ende der Präsentation mit dem zweiten Platz ausgezeichnet wurde.

Mit dem ersten Platz wurde schließlich die Gruppe mit dem Thema „PeltoringSi“ ausgezeichnet. Unter Betreuung von Maria Azim hatten Roxane Baumgarten, Jona Bensberg, Veronika Blecker, Alexander Mende, Simon Schönherr, Felix Weber, Helene Weinberg und Carolin Hadem es sich zum Ziel gesetzt, ungenutzte Wärmeenergie in Haushalten, etwa die Abwärme einer heißen Herdplatte, wieder einzufangen und als elektrische Energie in einem Akku zu speichern. Die Nutzung dieser sogenannten Temperaturgradienten erfolgt über ein sog. Peltierelement. „Gelobt wurde von der Jury nicht nur die Idee, sondern auch die Dokumentation und Präsentation der Arbeit. „Für die Realisierung der Prototypenreihe kam ein hohes Maß an technischem Know-how und technischem Equipment zum Einsatz“, würdigte die Jury diese Arbeit

Prof. Ullrich Pietsch, Dekan der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen, und Jörg Dienenthal, Vorsitzender des Verbandes der Siegerländer Metallindustriellen e.V. als Vertreter der beiden anderen Projektträger, hatten aber bereits vorher in ihren Grußworten klar gemacht,  dass letztlich  alle MINTees,  die sich an diesen Projekten beteiligt hatten, gewonnen haben. „MINToringSi soll die Teilnehmer vornehmlich zu einem MINT-Studium hinführen und ihnen einen Wissensvorsprung bei der Organisation des eigenen Studiums verschaffen. Das setzt voraus, dass die MINTees sich aktiv einbringen und Kenntnisse aneignen“, so Jörg Dienenthal. Prof. Pietsch ermunterte die Projekt-Teilnehmer sich nach dem jetzt erlangten Abitur an der Siegener Universität einzuschreiben. Für sie würde dann die MINToringSi-Betreuung in den ersten beiden Studien-Semestern weitergehen.