Zukünftige Physiklaboranten räumen bei «Schweizer Jugend forscht» ab

Mit ihrem als «hervorragend» bewerteten Projekt «Kunststofftrennung mit Terahertzstrahlung» dürfen sie die Schweiz im Oktober an der MILSET, der internationalen Jungforschungskonferenz in Mexiko, vertreten.

Von Uster nach St. Gallen - und dann nach Mexiko! Auf diese Reise begaben sich die Physiklaborant-Lernende Sofie Gnannt und Nick Cáceres aus dem vierten Lehrjahr im November 2022 als sie am Lehrlingswettbewerb Züri-Oberland – einer Ausstellung mit 34 Projekten und einer vierstelligen Besucherzahl - sowohl den «Preis der Jury» als auch den «Teilnehmerpreis» für ihr Projekt «Kunststofftrennung mit Terahertzstrahlung» gewannen.

Die beiden Jungforschenden Sofie und Nick haben im April 2023 einen grossen Erfolg gefeiert: Sie haben am Finale des 57. Nationalen Wettbewerbs von «Schweizer Jugend forscht» (SJF) in St. Gallen teilgenommen und sich mit anderen talentierten Jugendlichen aus der ganzen Schweiz gemessen. Ihr Projekt über das Recycling von Kunststoffen wurde von einer Fachjury und der Öffentlichkeit mit grossem Interesse verfolgt und mit dem Prädikat «hervorragend» sowie dem Sonderpreis «MILSET Expo-Sciences International» (ESI) der Metrohm-Stiftung belohnt.

Alltägliche Probleme - pfiffige Lösungsansätze

Sofie und Nick haben sich einem wichtigen Thema unserer Zeit gewidmet: Wie können wir Kunststoffe effizient recyceln und so die Umweltverschmutzung und den Ressourcenverbrauch reduzieren? Das war auch die Motivation für Nick: «In der heutigen Welt gibt es viele Probleme, eins davon ist die Verschmutzung durch Plastikabfällen. Dies hat uns motiviert, mit unserem Projekt einen möglichen Lösungsansatz zu entwickeln.» Sie haben verschiedene Methoden für das mechanische und chemische Recycling von Kunststoffen erforscht und verglichen. Dabei wurden sie von einem erfahrenen Experten von SJF unterstützt und konnten ihre Forschung noch vertiefen. Das Ergebnis war eine beeindruckende Projektarbeit, die sie in St. Gallen präsentierten.

Die beiden Lernenden haben eine innovative Methode entwickelt, um Kunststoffe für das Recycling zu klassifizieren und zu sortieren. Sie haben die «Terahertz Time Domain Spectroscopy» (THz-TDS) angewendet, die es erlaubt, die molekularen Eigenschaften von unbekannten Polymeren zu bestimmen.




Diese Technik nutzt die hohe Durchlässigkeit von Kunststoffen für Terahertz-Strahlung, die zwischen Mikrowellen- und Infrarotstrahlung liegt und keine ionisierende Wirkung hat. Die beiden Lernenden haben diese Technik gewählt, weil sie schon viel Erfahrung damit hatten. Mit maschinellem Lernen haben sie ein Computermodell trainiert, das alltägliche Kunststoffe erkennen und in vier Hauptgruppen von wiederverwertbaren Kunststoffen einteilen kann.

Mit Teamwork und Unterstützung zum Erfolg

Dass Forschungsarbeit viel mehr als die vertiefte Auseinandersetzung auf einem Gebiet bedeutet, können Sofie und Nick durch ihre neu gewonnenen Erfahrungen bestätigen. Es braucht auch Ausdauer, Sorgfalt und Unterstützung durch Gleichgesinnte. Eine besondere Herausforderung war etwa das Verfassen der schriftlichen Dokumentation und die ausführliche Literaturrecherche, die dafür benötigt wurde. «Diese Arbeit hat uns gezeigt, wie wir unser erlerntes Wissen mit der praktischen Arbeit vereinigen können», so Sofie. Dabei seien die beiden Lernenden sehr zielstrebig und strukturiert vorgegangen, wie der SJF-Experte Gregory Gäumann in seiner Würdigung betonte. Zudem hätten die beiden Lernende mit ihrem soliden Vorgehen gezeigt, wie Lösungen erfolgreich auf ein bestehendes, gesellschaftliches Problem erarbeitet und umgesetzt werden können.

Der Berufsbildner der beiden Lernenden an der Empa, Dominik Bachmann, war beeindruckt, wie selbständig sich die zwei ins Thema einarbeiteten, sich relevante Literatur beschafften und sich bei Fragen nicht nur an ihren Berufsbildner, sondern auch an Fachexperten innerhalb der Empa wandten. Er sagt: «Ich habe Sofie und Nick als sehr motiviert erlebt und habe gesehen, wie sie sich durch engagierte Teamarbeit gegenseitig zu Höchstleistungen anspornten. Ich denke, das machte sie so erfolgreich.»

Die Empa wurde schon mehrfach vom Beratungsunternehmen «Great Place to Work» mit dem Qualitätslabel «Great Start! Ausbildungsbetrieb» ausgezeichnet - und ist gerne zur Unterstützung junger Talente bereit, die sich besonders engagieren möchten. Der Weg von Sofie und Nick zeigt: Durch Teamwork und interdisziplinäre Zusammenarbeit stehen die Türen offen!