Verliehen wurden am 7. Dezember 2009 ein erster und zwei zweite Preise an:
 

1.Preis	2. Preis	2.Preis
Tibor Stolz Zürich	Michael Bader Uerikon	Dominik Eberle Urdorf
Solarzellen-Nachführautomatik für Fahrzeuge	Chemische Analyse von Regenwasser unterschiedlicher Herkunft	Doping im Sport
KS Hohe Promenade	KS Stadelhofen	Kantonsschule Limmattal

Am 7. Dezember wurde an der Universität Zürich im Rahmen eines NGZH-Vortrages zum siebten Mal der Jugendpreises für hervorragende naturwissenschaftliche Maturitätsarbeiten verliehen, dieses Mal für je eine Arbeit aus den Fachbereichen Physik, Chemie und Biologie.
Gewinner des Jugendpreises 2009:
Erster Preis: Tibor Stolz, Pfaffhausen
Zweite Preise: Michael Bader, Uerikon; Dominik Eberle, Urdorf;

Alle Teilnehmer und Teilnehmerinnen erhalten als Anerkennung für ihren ausserordentlichen Einsatz und die hohe Qualität ihrer Maturitätsarbeiten eine NGZH-Mitgliedschaft für das Jahr 2010. Zudem erhielten der Sieger Fr. 500.- und die Zweiten Fr. 250.-.

Felix Stauffer

Beurteilung der Arbeit durch Prof. Dr. Stefan Bienz, Organisch/Chemisches Institut der Universität Zürich

Die Belastung von Wasser und Luft durch Umweltgifte ist in den wenigsten Fällen ein Problem mit nur regionaler Ursache und Wirkung. Vielmehr führt der Ausstoss von Schadstoffen überregional — ja sogar global — zu Auswirkungen auf die Gesundheit von Fauna und Flora oder, wie derzeit besonders im Zusammenhang mit Treibhausgasen in Dikussion stehend, auf das Klima. Herr Bader hat sich in seiner Maturaarbeit auf die Thematik “saurer Regen” konzentriert. Ihn interessierte der Zusammenhang zwischen saurem Regen und der Wetterlage in der Schweiz. Er ging dabei von der Hypothese aus, dass Regenwasser besonders belastet sein würde, wenn es aus Gegenden mit grosser lokaler Schadstoffbelastung in die Schweiz verfrachtet wird. Zur Überprüfung dieser Hypothese hat Herr Bader verschiedene Proben von Regenwasser gesammelt, diese chemisch analysiert und die Schadstoffbelastung in Bezug zur bei der Sammlung relevanten Wetterlage gebracht. Nicht wirklich überraschend war sein Befund, dass Regen aus Luftmassen, die über industrielle und urbane Ballungszentren in die Schweiz getragen wurden, tatsächlich verstärkt schadstoffbelastet waren. Wichtiger war jedoch seine Erkenntnis, dass “saurer Regen” nicht einfach mit einer “Grosswetterlage” (z.B. Westwind-Lage) korreliert werden kann, sondern dass dazu die genauen Strömungsverläufe der niedriger liegenden Luftmassen analysiert werden müssen.

Die Arbeit von Herrn Bader besticht vor allem in zwei Punkten. Sie ist einerseits geprägt von einer hohen Wissenschaftlichkeit und andererseits von einer grossen Interdisziplinarität. Herr Bader hat sich selbst eine “Regensammelstation” gebaut und mit adequaten Mitteln seine Proben chemisch analysiert. Sowohl die verwendeten Messmethoden als auch die Daten-Überprüfung durch unabhängige Dreifachbestimmungen waren professionell. Einzig die Anzahl der Messpunkte, die jedoch im Rahmen einer Maturaarbeit kaum hätten erweitert werden können, würden dem höchsten wissenschaftlichen Anspruch noch nicht genügen. Herr Bader war sich dessen jedoch bewusst und hat die Daten in seiner Auswertung auch entsprechend gewürdigt. Die Arbeit von Herrn Bader verknüpft chemische Analyse (und chemisches Wissen um die Bildung von saurem Regen) mit Meteorologie und Klimatologie sowie mit wissenschaftlicher Oekologie. Obwohl der gefundene Zusammenhang von saurem Regen und umweltbelasteten Transporttrajektorien trivial erscheinen mag, so ist die Verfrachtung der Schadstoffe offensichtlich nicht mit trivialen Mitteln nachvollziehbar sondern bedarf einer genaueren Analyse der Luftbewegungen. Diese Erkenntnis ist von Bedeutung, sollten beispielsweise Verfrachtungen von gefährlichen Schadstoffen — man denke z.B. an Tschernobyl — vorausgesagt oder nachvollzogen werden.

Prof. Dr. Stefan Bienz

Beurteilung der Arbeit durch Dr. Rudolf Sägesser, Biochemisches Institut der Universität Zürich

Die Naturforschende Gesellschaft in Zürich verleiht heute Abend Herrn Dominik Eberle den zweiten Preis für seine hervorragende Maturarbeit an der Kantonsschule Limmattal zum Thema ‚Doping im Sport’. Seine vorgelegte Arbeit besticht äusserlich durch einen gut durchdachten, strukturierten Aufbau. Im ersten Teil gibt er nach einer Literaturrecherche einen Überblick über die verschiedenen Dopingklassen, zum Beispiel über Wachstumshormone, EPO, Blutdoping bis hin zum futuristischen Gen-Doping. Er beschreibt unter anderem die Gefahren des Dopings und die seit 2004 gültige Erweiterung des Reglements des Internationalen Olympischen Komitees (IOC) betreffend Verstösse gegen die Anti-Doping Regeln.
Den zweiten Teil widmet er einem Experiment, in welchem er die Wirkung einer Substanz auf den menschlichen Organismus untersucht. Pfiffigerweise entschied er sich für Kreatin. Als legales Doping, bzw. Nahrungsergänzungsstoff ist dessen Einnahme gefahrlos und seine Wirkung leicht zu überprüfen. Kreatin ist eine natürliche Verbindung aus den Aminosäuren Glycin, Arginin und Methionin. Es verbindet sich mit einem Phosphat zum Kreatinphosphat. Letzteres gilt als potenter, schnell verfügbarer Energiespeicher in Muskelzellen. Herr Eberle stellte sich folgende Fragen: Übt die Einnahme von Kreatin einen Effekt auf die Muskelkraft, auf die Ausdauer oder auf die Schnelligkeit aus? Ist die Wirkung spezifisch für bestimmte Muskeln? In welcher Zeitspanne entfaltet es seine Wirkung? Damit Herr Eberle darauf eine Antwort finden konnte, entwickelte er ein elegantes und kostengünstiges Experiment: Unter seiner Leitung führte eine Gruppe von zwölf gleichaltrigen jungen Männern für einen Monat dreimal pro Woche einen Gymnastikzyklus durch. Dieser bestand aus Liegestützen, Kniebeugen links, Klimmzügen, Kniebeugen rechts und Rumpfbeugen. Die Probanden hatten die Übungen jeweils bis an ihr individuelles Limit durchzuziehen. Je hälftig trank die Testgruppe ohne ihr Wissen Orangensaft mit Kreatin, die Kontrollgruppe dagegen nur das Placebo. Die Probanden führten das Experiment mit Disziplin und gutem Willen durch. Für jeden Zyklus notierte Herr Eberle die Anzahl Wiederholungen pro Übung. Insgesamt erhielt er damit 720 Messpunkte. Die Wirkung von Kreatin auf die Leistungsfähigkeit von Muskeln stellte er mit Hilfe von Histogrammen dar. Dass Kreatin generell den Muskelaufbau fördert ist Allgemeingut seit es in fast allen ‚Supermarkets’ als Nahrungsergänzung erhältlich ist. Dass Kreatin spezifisch nur bei ‚schnellen’ Muskeln wirkt, hat Herr Eberle auf eindrückliche Weise mit seinem Experiment gezeigt. Keinen Einfluss zeigte Kreatin dagegen bei Klimmzügen oder Rumpfbeugen, wo ‚langsame’ Muskeln wirken. Herr Eberle fand in einer Zeitreihe zudem eine Korrelation zwischen der Menge des eingenommenen Kreatins und der Anzahl Wiederholungen von Liegestützen und Kniebeugen. Dies macht biologisch Sinn, denn die bei Liegestützen und Kniebeugen involvierten Muskeln sind bei einer plötzlichen Gefahr wichtig für eine schnelle Abwehr oder Flucht. Eine beschleunigte Mobilisierung von Energiezufuhr in Muskeln mittels Kreatinphosphat kann aus diesem Grund entscheidend sein für das Überleben.
Das flüssig verfasste, kleine Werk von Herrn Eberle bietet neben vielen Informationen auch interessante Schlussfolgerungen seiner Ergebnisse. Ich habe es daher mit grosser Freude gelesen und nebenbei gar manches dazu gelernt.
Dr. Rudolf Sägesser, Zürich, 7.12.2009

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