Beiträge zur Wissenschaftsmesse 2020
Biolegosteine
Wussten sie, dass allein die Fabrik im dänischen Billund 23 Milliarden Legosteine im Jahr produziert. Das sind 24 Millionen pro Stunde oder 40.000 die Minute! Wo wir gerade bei Zahlen sind, mittlerweile könnten Legofiguren die Weltherrschaft an sich reißen. Seit 1978 wurden circa 4 Milliarden Legofiguren produziert. Damit sind die Kollegen mit den gelben Köpfen die größte Population der Welt, abgesehen von Ameisen. Vorerst können wir ruhig den zahlenmäßig erfassbaren Individuen den Vorzug geben. Und zwar diesen coolen Gestalten:
Quelle: Getty Images/Getty Images Europe
Die Freude an der Vielfalt dieser Klemmbausteine ist jedoch nicht unbegrenzt, denn sie bestehen alle aus Plastik. Oft aus fossilen Rohstoffen produziert und so, dass sie der Umwelt schaden, obwohl schon mehr als genug Plastik im Umlauf ist, mit dem Mikroplastik in die Umwelt gelangt. Es ist an der Zeit eine umweltfreundlichere Lösung zu finden!
Deswegen haben die drei Jungs, Lukas Zausinger, Felix Heydenreich und Phillipp Reichel, im Rahmen dieser Wissenschaftsmesse ihr Projekt „Biolegosteine“ ins Leben gerufen, um eine Lösung für dieses akute Problem zu finden. Wieso Biolegosteine? Naja das Ziel war nicht ein kompliziertes Recycling-Verfahren zu erstellen, sondern mit Alltagstauglichen Mitteln einen natürlichen Legostein, frei von chemischen Stoffen, zu kreieren. Dabei gingen die drei ganz nach dem Motto „Probieren geht über Studieren“ vor.
Von der Idee bis zum Endprodukt:
Nach langem Grübeln war der erste Plan geschmiedet. Dafür suchten sie zuerst ein passendes Gefäß für die Modellform. Aus Mamas Schublade schien die Creme-Dose ganz passend. Dann galt es eine passende Silikonform herzustellen, eine sogenannte Negativform, da diese als Gussform dient. Warum Silikon? Dieser härtet sehr schnell und ist deswegen auch eine gängige Methode für Zahnabdrücke. Vermengt man das Silikon mit Knethärter entsteht eine geeignete Masse für den Negativabdruck. Gekonnt pressten die Jungs einen Legostein in die Form und entfernten diesen sogleich wieder, um Zeit zum Trocknen zu lassen. Damit war der erste Grundstein geschafft.
Der erste Versuch wurde mit zwei simplen Materialien gestartet, und zwar Ton und Wasser. Mit dem ersten Endresultat waren alle erstaunt, denn die typische Klemmbausteinform war deutlich zu erkennen. Es gab lediglich einen fatalen Nachteil. Der Stein war sehr schwer und leicht zerbrechlich und deswegen ungeeignet für das Kinderzimmer.
Die Odyssee, auf der Suche nach den passenden Materialien, ging also weiter. Eine Lösung für die anfänglichen Kinderkrankheiten des ersten Versuches war schnell gefunden. Es ging weiter mit einer neuen Mischung aus Kleister, Wasser und kleingeschnittenen Hanfstängeln. Die daraus entstandene klebrige Masse wurde nun in dieselbe Form, doch diesmal mit Frischhaltefolie ausgekleidet, gefüllt. Nach drei Tagen Trocknungszeit stellten die drei sorgenvoll fest, dass die Masse stark geschrumpft war und deswegen die Hanfstängel zu grobfasrig geworden sind. Die markante Legosteinform war leider auch nicht mehr zu erkennen (siehe Bild).
Der entstandene Stein war aber leicht und stabil. Gute Vorraussetzungen für das weitere Prozedere, denn Aufgeben war keine Option. So begannen die drei die Grundmasse immer wieder nach gegebener Zeit aufzufüllen, um so den Größenverlust zu verhindern. Es klappte! Die Form war zu erkennen und das gewohnte Handling eines handelsüblichen Legosteines war gegeben. Es gab nur ein Problem! Die Herstellung war extrem aufwendig und ist deswegen zu ineffizient für eine Massenproduktion. Ein Schritt in die richtige Richtung ist es allemal!
Den Legosteinen Farbe zu verleihen ist übrigens nicht schwierig. Mit verschiedenen Säften aus Karotten oder Johannisbeeren lassen sich leicht Färbungsmittel anrühren, die dann zu der Ausgangsmasse dazu gemischt werden. Wer die echten Proben bestaunen will, sollte sich auf jeden Fall die Plakate anschauen. Es lohnt sich!!
Stromerzeugung aus Lebensmitteln
Überall auf der Welt wird Strom benötigt, für das elektrische Licht, das Aufladen der Akkus von mobilen Geräten und vieles mehr. Doch dieser Strom ist teuer, vor allem die Erzeugung und der Transport, deshalb stellt sich die Frage, wie auch Menschen günstiger und an abgelegenen Orten Zugang zu Strom erhalten.
Die drei Schüler Jonas Sorgenfrei, Lukas Bengler und Michael Feldmeier suchten bei ihrem Projekt eine Lösung für diese Frage, indem sie untersuchten, ob eine Spannung bei Obst- und Gemüsesorten nachzuweisen ist, und falls ja, welche Frucht die größte Spannung vorweist. Sie betrachteten dabei Äpfel, Zitronen, Mandarinen, Bananen, Tomaten, Gurken, Kartoffeln, Zwiebeln und sogar eine Kabanossi (Wurst).
1. Versuch:
Um die Spannung nachzuweisen und zu vergleichen, benutzten die Jungs ein digitales Multimeter, welches die Spannung in Volt misst. Des Weiteren hatten sie für den Versuchsaufbau jeweils eine Kupfer- und Zinkelektrode. Sie steckten die Elektroden in das jeweilige Obst bzw. Gemüse und verbanden die Kupferelektrode mit dem Pluspol des Multimeters mit Hilfe eines Kabels. Die Zinkelektrode haben sie somit mit dem Minuspol verbunden, auch mit Hilfe eines Kabels. Danach konnten sie die Spannung der Lebensmittel von dem Bildschirm des Multimeters ablesen und festhalten. Der Versuch wurde bei jedem Lebensmittel dreimal wiederholt und bei 14°C ausgeführt und danach den Mittelwert dieser Ergebnisse berechnet. In der nachfolgenden Tabelle werden diese veranschaulicht. |
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2. Beobachtung:
Wie nach jeweils 3 Versuchen zu sehen war, hatten die Lebensmittel mit einem höheren Säureanteil Spannungen von über 0,9 Volt. Überraschend war aber vor allem die Tomate mit zweit höchster Spannung von 0,95 Volt, nur kurz hinter der Zitrone mit 0,9566 Volt. Somit hatte die Tomate eine höhere Spannung als der Apfel mit durchschnittlich 0,94 Volt. Mit ca. 10 Zitronen, Äpfeln oder Tomaten könnte man also zum Beispiel eine 9V LED betreiben.
3. Erklärung:
Die Elektronen fließen aufgrund einer chemischen Reaktion von der Zinkelektrode über das Multimeter zu der Kupferelektrode. Am Display des Multimeters kann man dadurch die Spannung des jeweiligen Elektrolyts (Obst oder Gemüse) in Volt [V] ablesen. Die Zinkelektrode löst sich langsam mit der Zeit auf und bildet Zinkionen (Kationen), indem sie Elektronen abgibt, um die Oktettregel zu erfüllen bzw. die Edelgaskonfiguration zu erreichen. |
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Fazit:
Da die vorgewiesene Spannung nur sehr gering war, ist diese Methode der Stromerzeugung nicht sehr ergiebig, denn um elektrische Geräte lang genug betreiben zu können, müssten Massen an Zitronen, Äpfeln, o.Ä. vorhanden sein. Des Weiteren muss genügend Zink und Kupfer verfügbar sein, um überhaupt aus Lebensmitteln Strom erzeugen zu können. Da man diese Mittel nicht ständig und überall in ausreichenden Mengen auf Lager hat, ist dies keine gute Option zur langfristigen Stromerzeugung.
Beladbarkeit von Papierschiffen
Gruppenmitglieder: Clemens Herrmann, Patrick Penar, Mario Schmitt
Der Name ist Programm. Es geht um die Fragen: wie viel Gewicht können unterschiedlich gefaltete Papierschiffe tragen? Welche Faltformen sind am effizientesten? Was kann aus den Erkenntnissen abgeleitet werden? Wie können diese Erkenntnisse zur Optimierung der maximalen Tragfähigkeit genutzt werden? Diese Website gibt euch Antworten auf genau diese Fragen.
Vorbereitung:
Zu Beginn wurden Gewichte im Bereich von minimal 7 bis maximal 150 Gramm festgelegt. Außerdem wurden verschiedene Modelle der Papierschiffe konstruiert, die in den unteren Bildern begutachtet werden können. Hierbei ist noch wichtig, dass es sich beim Kastenboot um eine Eigenkonstruktion handelt, der Rest der Schiffe bekannte Faltmethoden als Inspiration nutzt. Als Materialien wurden sowohl kariertes Papier als auch Tesafilm verwendet.
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Kastenboot |
Ergebnis:
Als effizienteste Kreation erwies sich das Kastenboot, wobei hier die Randgröße auch eine Rolle spielte. Die instabilsten Boote waren sowohl das Fröbelboot als auch das Schnellboot, welche jeweils bereits an den 50 Gramm scheiterten. Das Containerboot konnte ordentlich mithalten und scheiterte lediglich an den 150 Gramm (siehe Tabelle). Eine wichtige Erkenntnis war, dass es ab 50 Gramm dazu kam, dass die Schiffe nach unten gedrückt wurden und Verformungen entstanden. Aber auch daraus lässt sich folgender Merksatz ableiten: Je höher die Bootswand nach der Verformung ist, desto höher sind die Beladungskapazitäten.
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Zusatz:
Um den Verformungen entgegenzuwirken, wurden Stabilisatoren eingesetzt. Zu diesen gehörten folgende:
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Bei den Vergleichen zwischen beiden Messergebnissen fällt auf, dass die Stabilisatoren nur für marginale Veränderungen sorgten. Nur das Schnellboot konnte ein wenig profitieren, dasselbe gilt für das Kastenboot mit 8 Kästchen als Randgröße und (bei günstiger Platzierung der Gewichte) für das Containerboot. Allgemein und unabhängig von einem Stabilisator lässt sich sagen: Je größer die Bodenfläche, desto höher die Tragfähigkeit.
Die Messergebnisse lassen sich mit dem „archimedischen Prinzip“ erklären, welches sagt: Die Auftriebskraft eines Körpers ist in einem Medium genauso groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.
Wäsche sauber und rein - geht das auch ökologisch?
20 Mio. Tonnen Wäsche werden jedes Jahr allein in Deutschland gewaschen. Dafür werden rund 630.000 Tonnen Waschmittel benutzt. Die Mehrheit der Deutschen greift zu chemischen Vollwaschmittel wie Ariel, Persil oder Weißer Riese, wenn es um Reinheit ihrer Wäsche geht. Doch wie schädlich ist dieser Berg an Chemie für unsere Umwelt? Und könnten wir nicht auch mit nachhaltigeren oder DIY- Waschmitteln genauso saubere Ergebnisse erzielen? Diese Fragen stellte sich das Team bestehend aus Viktoria Köppl, Moritz Rickl und Jonas Hüttner. Sie verglichen Industrie-, Öko- und Do-It-Yourself -Waschmittel unter den Aspekten ihrer Flecklösefähigkeit und biologischem Schaden.
Wer nach diesem Experiment Lust bekommt, selbst eines dieser DIY-Naturwaschmittel herzustellen und auszuprobieren, für den liegen alle Rezepte unten in einer separaten Box bereit .
Waschleistung verschiedener Waschmittel im Vergleich
8 Waschmittel (Olivenölseifenflocken, Seifenkraut, Ökowaschmittel, Ariel, Kastanie, Efeu, Waschnuss, Wasser) verglichen die jetzigen 9. Klässler in diesem Projekt im gegen 7 verschiedene Flecken (Honig, Tee, Kakao, Karottensaft, Erde, Himbeersaft, Blut) auf 5 verschiedenen Stoffen (Polyester, Viskose, Seide, Leinen, Baumwolle). Zudem wurde immer eine Vergleichsprobe, nur mit Wasser als Waschmittel durchgeführt, um eine grundlegende Basis zu legen.
Die Stoffstücke aus den verschiedenen Materialien wurden mit 0,5 ml Schmutz verunreinigt, welcher dann 4 Stunden Zeit zum Einziehen hatte. Anschließend wurden alle Proben mit 30°C gewaschen, getrocknet und dann begutachtet.
Bei der Betrachtung bzw. Bewertung der Ergebnisse wurde nach unterschiedlichen Parametern verglichen. „Waschmittel“ wurden bei sonst gleichen Flecken und gleicher Stoffart verglichen. Beim Vergleich der „Stoffarten“ blieben die Faktoren des Waschmittels und der Flecken gleich. Um eine mögliche Verfärbung durch das Waschmittel selbst nachzuweisen, wurde eine Waschreihe lediglich mit den zu testenden Waschmitteln und ohne Flecken durchgeführt, um den „Weiße-Grad“ zu bewerten.
Vergleich „Waschmittel“
Hierbei wurden pro Waschmittel 35 Proben (bedingt durch Anzahl der Schmutzarten x Anzahl der Stoffe) zu ihrer Flecklösefähigkeit untersucht. Anschließend wurden die Proben hinsichtlich ihrer Sauberkeit untersucht und von 1-8 bewertet, wobei 1 das Reinste und 8 das Schmutzigste war. Anschließend wurde in folgender Tabelle festgehalten, wie oft jeweils Flecken der verschiedenen Stärken zu sehen waren. Betrachtet man also die Spalte von Wasser, so sieht man das in der Zeile der Ziffer 1 „9“ steht. Das heißt, dass von den 35 Proben, bei Wasser als Waschmittel, 9 den Verschmutzungsgrad 1 (gar keine Verschmutzung) hatten. Je höher die Zahlen also in den niedrigen Zifferbereichen sind, umso sauberer waren die Proben eines Waschmittels im Schnitt. Das gibt also einen exzellenten Überblick darüber, wie gut die Waschmittel die Flecken aus verschiedensten Materialien gelöst haben.
Ergebnisse der Wachmittel-Versuchsreihe:
Waschaktive Substanzen entfernen Flecken besser als reines Wasser, da sie Tenside und Saponine enthalten. Beide Stoffe setzen aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung die Oberflächenspannung des Wassers herab und erleichtern somit den Abtransport von Schmutzpartikeln. Für eine zusätzliche Verstärkung der Waschkraft setzen künstliche Waschmittel auf Enzyme (Bsp.: Ariel), Kokosfettalkoholsulfate (Ökowaschmittel) oder auch Waschsoda (Olivenölseifenflocken).
Vergleich „Stoffart“
Die Eigenschaften eines Stoffes nehmen maßgeblich Einfluss auf die Flecklöslichkeit. Im Folgenden Versuch gelang es diesen Einfluss anschaulich nachzuweisen. Hier wurde von 1-6 bewertet, wobei die höchste Zahl wieder das schmutzigste Ergebnis darstellt. Die einzelnen Kästchen verraten auch hier, wie viele Proben bei dem bestimmten Waschmittel diesen Verschmutzungsgrad aufgewiesen haben.
Ergebnisse der Stoff-Versuchsreihe
Maßgeblich verantwortlich für diese Ergebnisse sind die Eigenschaften der verschiedenen Stofffasern. Ein Schmutzpartikel kann umso besser an einem Stoff haften, je höher die mechanische Haftung und die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen Verunreinigung und Stoff ausgeprägt sind. Diese Faktoren werden v.a. durch eine große Oberfläche des Materials unterstützt. Hier zeigt sich auch, wieso Baumwolle in diesem Vergleich nicht mit den anderen mithalten konnte. Es weist eine bis zu 100x größere Fläche pro Gewichtseinheit auf als beispielsweise Polyester. Dies erleichtert das Anhaften des Schmutzes enorm und erschwert die Reinigung.
Vergleich „Weiße-Grad“
Der Test des Weiße-Grades zeigt, wie gut es einem Waschmittel gelingt, die vorherige Farbe des gewaschenen Stoffes zu erhalten. Wie bereits erklärt stellt 8 hier den Wert der meisten Verfärbung und somit das schlechteste Ergebnis dar. Um allgemein gültige Aussagen zum Farberhalt der Waschmittel zu treffen, wurden Mittelwerte aus allen 5 Stoffproben der jeweiligen Reiniger gebildet.
Ergebnisse der Weiße-Grad-Versuchsreihe:
Bei pflanzlichen Waschmitteln, kann es vorkommen, dass beim Waschvorgang durch Aufbrechen der Zellen Chlorophyll freigesetzt wird. Der grüne Farbstoff sorgt dann für eine Verfärbung des Waschguts. Diesen Verfärbungen wirkt Ariel mit fluoreszierenden Substanzen entgegen. Kastanien beinhalten den natürlichen Stoff Aesculin, welcher eine ähnliche Wirkung besitzt. Diese beiden schnitten deswegen hier besonders gut ab.
Bakterienentwicklung der Waschmittel im Vergleich
In einem weiteren Experiment wurde untersucht, wie rein die Wäsche, nach einem Waschgang mit den jeweiligen Waschmitteln war. Um das herauszufinden, wurde geprüft, wie viele Bakterien sich nach einem Waschgang noch auf den Proben befanden.
Hierzu wurde, wie auf den Bildern zu sehe, ein Stück Baumwolle mit 0,5 ml Milch beträufelt und nach 4 Stunden Einwirkzeit bei 30°C mit jeweils einem der Reiniger gewaschen. Anschließend wurde das jeweilige Stoffstück in eine Petrischale mit einem zuvor präparierten Nährboden für Bakterien gedrückt. Haben nun Bakterien den Waschvorgang überlebt, so würden sie sich auf dem Nährboden vermehren. Das kann mit bloßen Augen erkannt werden. Die Beobachtungen fanden nach 24 und 48 Stunden statt.
Gewisse Bakterien brauchen Sauerstoff zum Überleben. Alle benötigen jedoch genügend Nahrung, gemäßigte Temperaturen (-10°C - +30°C), geeignete Feuchtigkeits- und pH-Werte. Die chemischen Inhaltsstoffe von Vollwaschmitteln, sowie deren hoher pH-Wert töten einen Großteil der Bakterien in unserer Wäsche.
Wie aus den Ergebnissen hervorgeht, sind chemische Waschmittel deutlich überlegen, wenn es um die Beseitigung von Flecken, sowie die hygienische Reinheit der Wäsche geht. Doch wie schlecht wirken sich die künstlichen Reinheitsbooster auf unsere Umwelt aus?
Umweltauswirkungen der Wachmittel am Beispiel von Buschbohnen:
Hierzu wurden für jedes Waschmittel zwei kleine Beete mit Buschbohnen bepflanzt um anschließend ihr Wachstum unter wiederholtem Gießen zu testen. Ein Beet wurde dabei immer mit einem Waschmittelzusatz im Gießwasser gegossen, die andere nur einmal wöchentlich. wobei das Wasser immer einen Zusatz des jeweiligen Waschmittels enthielt, zu messen. In einer Versuchsreihe wurde immer mit diesem Zusatz gegossen, wohingegen in der Zweiten nur einmal wöchentlich damit gearbeitet wurde. Anschließend verfolgte das Team das Wachstum der Bohnen und wertete nach 7 Wochen den Gesamtertrag der Bohnen aus, indem die Schüler alle Bohnen von den jeweiligen Pflanzen entfernten und das Gewicht der Ernte jeder Pflanze bestimmten.
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Chemische Waschmittel wie Ariel oder auch das Ökowaschmittel setzen auf einen hohen Zusatz an künstlichen Stoffen, um eine perfekte Reinheit zu ermöglichen. Das hat hat allerdings sehr negative Auswirkungen auf die Umwelt. Die Bohnen wuchsen bei diesen Reinigern deutlich langsamer. Ariel führte sogar bei einer ständigen Zugabe zum Absterben der Pflanze. Die Naturwaschmittel schnitten vergleichbar ab und erreichten deutlich höhere Wachstumsraten. Reines Wasser ermöglicht jedoch das langfristig beste Wachstum für die Buschbohnen. Dieses Ergebnis trat auch bei der Ernte der Bohnen ein:
Die Ergebnisse von Ariel waren katastrophal. Die Bohnen waren deutlich keiner und generell von nicht so großer Zahl wie bei den anderen. Generell vielen die Früchte der Waschmittel besser aus, welche auch beim Wachstumstest gut abgeschnitten hatten:
Betrachtet man die Inhaltsstoffe der Waschmittel sowie deren Folgen für die Natur, dann ist das Ergebnis nicht überraschend. Tenside und Saponine haben in hoher Konzentration sogar eine giftige Wirkung auf Gewässern! Phosphate und optische Aufheller, wie sie in Ariel zum Einsatz kommen, wirken sich ebenso wie Duftstoffe schlecht auf die Pflanzen aus, da sie teilweise nicht biologisch abbaubar sind. Konservierungsstoffe begünstigen sogar die Bildung multiresistenter Keime.
Ariel, das all diese Stoffe in sich trägt, schneidet folglich katastrophal in Punkto Umwelt ab.
Fazit:
Verschiedenste Waschmittel führen zu unterschiedlichen Ergebnissen, was Flecklösungsfähigkeit, hygienische Reinheit und Umweltverträglichkeit betrifft. Ja, es ist möglich, Wäsche sauber und rein zu waschen! Ja, es ist auch möglich ökologisch zu waschen! Jedoch kann Waschen nie umweltfreundlich sein.
Für reine Wäsche und ein reines Gewissen ist es daher zu empfehlen, nur hartnäckige Flecken mit Vollwaschmittel oder Ökowaschmittel zu waschen. Bei dunkler Wäsche und bei leichten Flecken hingegen kann getrost auf saisonale heimische Naturwaschmittel zurückgegriffen werden und auch eine Vorbehandlung von bestimmten Flecken kann das Waschen erleichtern und somit chemische Reiniger unnötig machen.
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Wie stelle ich die Naturwaschmittel selbst her???
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Das Auge isst mit
Boczkó Emese, Janus Erik, Winkler Sophie
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In dem Projekt „Das Auge isst mit“ der drei Schüler*innen gilt es herauszufinden, inwiefern sich der visuelle Eindruck von Nahrungsmitteln auf das menschliche Bewusstsein auswirkt. VERSUCH Um dies zu untersuchen, führen sie Experimente wie folgt durch:
Die Portionen im direkten Vergleich. |
BEOBACHTUNG Bei der Auswertung der Versuche stellen die drei fest: Die Probanden mit dem kleineren Teller essen im Durchschnitt 25 bis 33% weniger als Personen mit dem großen Teller. ERKLÄRUNG Begründen lässt sich dieses Verhalten mit der psychologischen Wirkung bezüglich der Tellergröße auf das Unterbewusstsein. Die Menschen nehmen durch den kleineren Teller größer wirkende Menge an Nahrung als „mehr“ war. Durch eine aus der amerikanischen Universität stammenden Studie lässt sich das bestätigen. FAZIT Nach den Experimenten und ausführlicher Recherche erweist sich: Das Auge hat tatsächlich Auswirkungen auf den Appetit. In Werbungen werden diese Aspekte oft zur Anwerbung des hungrigen Kunden geworben. Allerdings kann dieser Trick auch entgegenwirkend Erfolg finden, wie etwa bei der Gestaltung von Diäten. |
Quelle: https://www.promagazin.sk/images/upload/6694marketingove-triky.jpg Werbung Eine Strategie davon ist die ansprechende Garnierung des Produktes mit frisch erscheinenden Komponenten. Es kommen dabei nicht nur gesundheitsschädliche Stoffe, sondern auch die digitale Nachbearbeitung hinzu. So erfüllt man das Erfolgskonzept, möglichst viele Kunden anzulocken. Aber auch die Farbeinwirkung beeinflussen unseren Geschmack und Appetit. Wir verbinden einen Geschmack mit einer bestimmten Farbe, vermutlich aus Gewohnheit. Nahrungsmittel können aber auch durch Färbung stärker aromatisiert erscheinen. Zudem wird Appetit durch warme Farben, wie gelb, rot und orange, angeregt. Sie erinnern an nahrhafte, wohlschmeckende Lebensmittel. Kalte Farben erwecken den Eindruck an verdorbene Nahrung und hemmen das Hungergefühl.
Quelle: https://images.app.goo.gl/z8THubCTTkfUqfxS6 |
Kann man Plastik essen? – jetzt schon!
Plastik – was ist das eigentlich? Ursprünglich kommt das Wort ja aus der Kunst und bedeutet so viel wie ‘vom Bildhauer geschaffenes Kunstwerk‘. Dass es sich aber bei den großen Plastikbergen auf der Welt nicht unbedingt um Kunst handelt, ist wohl klar. Es ist wohl eher ein vom Menschen geschaffenes, globales Meisterwerk aus Problemen. Was wäre aber, wenn die Plastikverpackungen biologisch abbaubar wären, was wäre, wenn sie umweltfreundlich wären, und was wäre, wenn sie vielleicht sogar essbar wären? Das würde doch einige Probleme lösen, oder?
Genau diese Fragen haben sich auch Lisa Noori, Simona Wollein und Sara Schulze der 9a gestellt und wollen mit ihrem Projekt: Herstellung einer alternativen Plastikverpackung, diesem Kunststoff den Kampf ansagen.
Ihre Strategie: 1. einen guten Gegner finden.
Zusammengesetzt aus Zimt, Teebeutel, Glycerin, Wasser und Gelatine wird in vier Schritten…
…eine farblose, dünne und unscheinbare Folie hergestellt. Und diese ist: Essbar!
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2. Auf Beschaffenheit testen Auch lässt sich die neue Folie wenig durch Hitze und Kälte beeindrucken. Während Plastikverpackungen bei hohen Temperaturen stark schrumpfen, wird die neue Folie dagegen nur etwas schrumpelig und zerbrechlich - nicht zu vergessen knusprig und kross beim Essen! Ebenso den Gefrierschrank lässt die Alternativverpackung kalt stehen. Eine geringe Zunahme in Härte und Abnahme in Elastizität sind zu beobachten - würde also beim Kauen mehr Mundarbeit abverlangen. Erstaunlich ist auch die hygroskopische Eigenschaft der Folie, dem Essen Wasser zu entziehen, was zwar das Verpackte etwas austrocknet, es aber auch vor Schimmelbefall schützt. Leider ist das aber nach einiger Zeit unvermeidlich. |
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3. Gegenüberstellung der Kontrahenten
Zugegebenermaßen schlägt Plastik die neue Folie in Dehnbarkeit. Während man Plastikverpackungen bis zu 1,5 cm dehnen kann, ist die selbstgemachte Folie nur um 0,5 cm elastisch, also nicht Kaugummitauglich.
Hinsichtlich des Preises sind die herkömmlichen Plastikverpackungen zwar kostengünstiger, aber wer würde nicht für die Umwelt und ein paar extra ‘Features‘ mehr zahlen? Vor allem, wenn die übliche Einkaufstüte am Feldrand nach und nach wortwörtlich im Boden versinken könnte.
Fazit:
Auch wenn die neue Folie in wenigen Punkten benachteiligt ist, gegenüber der Plastikverpackung, weist sie interessante und innovative Eigenschaften auf. Natürlich kann man damit die globalen Plastik-, Umwelt- und Hungerprobleme nicht über Nacht beseitigen. Sie ist aber schließlich noch in der Entwicklungsphase, zeigt aber schon Potenzial, da sich die alternative Folie mit einfachen, biologischen Zutaten leicht produzieren lässt und somit umweltfreundlich auf Plastik verzichtet werden könnte. Ein fetter Bonus sind ohnehin die unterschiedlichen Geschmackssorten und Lebensmittelfarben, die man beifügen kann und es somit zu einem kulinarischen Kunstwerk wird. Bon Appetite! :D
Schalldämpfung
Jonas Michel, Vincent Kaniß, Fabio Flauger
Wir alle sind im Alltag von Lärm umgeben, sei es zum Beispiel im Straßenverkehr oder auch durch Produktionsmaschinen am Arbeitsplatz. Dies führt unweigerlich zur Notwendigkeit von Lärmschutzmaßnahmen und zu der Frage, welche Materialien dafür am besten geeignet sind. Ziel des Projektes war es, herauszufinden, welches der folgenden Materialien Schall am besten dämpft:
Materialien: Stoff, Kiesel, Luftpolster, Watte, Erde, Holz, Sand, Eierschachteln, Laub, Styropor |
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Doch zuerst einmal muss die Frage geklärt werden was Schall überhaupt ist, und vor allem, welche Eigenschaften er hat: Definition und Eigenschaften von Schall:
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Versuchsaufbau: Ein Handy, das einen gleichbleibend 70 dB lauten Ton erzeugt, wird in eine geschlossene Box gelegt. |
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Ergebnis:
Insgesamt dämpft Erde also Schall am besten!
Deshalb werden auch Erdhügel an Autobahnen benutzt um die Lärmbelästigung für umliegende Ortschaften zu reduzieren.
Lackhärtung – Wie, wo, wann härten Nagellacke am schnellsten aus?
Jährlich werden weltweit rund 750 Millionen US-Dollar für Nagellacke ausgegeben. Jedoch wissen die wenigsten Menschen wirklich, was es mit diesem kosmetischen Stoff auf sich hat. Wie, wo und wann sie am schnellsten trocknen, haben Sarah Hoffmann, Oliver Schulz und Emily Meier für Sie herausgefunden.
Es wurden insgesamt drei Experimente durchgeführt, um verschiedene Eigenschaften von einem herkömmlichen Nagellack zu ermitteln. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf Temperatur, UV-Licht und den Untergrund gelegt.
Bei allen Experimenten haben wir auf eine sehr saubere und genaue Versuchsdurchführung geachtet, um ein sehr wissenschaftliches Ergebnis zu erhalten. Dabei haben wir keine Mühen gescheut, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen.
Anfangs wurden 28 exakt gleichgroße Tropfen Nagellack auf 28 Plastikstücken verteilt. Insgesamt wurden 4 unterschiedliche Temperaturstufen untersucht.
Sehr genau tröpfelten Sarah, Oliver und Emily den Lack auf die Folien.
Jeder Temperatur -15, 8, 23 und 41 Grad Celsius wurden also 7 Papierstreifen zugeordnet! Sämtliche Untersuchungen im ersten Experiment wurden im Dunkeln durchgeführt. Nach 15 Minuten wurde der erste Streifen jeder Temperaturstufe herausgenommen und geprüft. In Fünf-Minuten-Abständen wurde im Anschluss immer ein weiterer Tropfen Lack untersucht, bis 45 Minuten vergangen waren. Wie im ersten Experiment wurden im Zweiten 28 Streifen aus Plastik mit einem Tropfen Lack benutzt. Auch die Temperaturstufen waren identisch und wurden mit einem Thermometer überprüft, um die entsprechend gleichen Bedingungen für einen guten Vergleich zu schaffen. Durch spezielle Kühlakkus konnte auch im Sonnenlicht eine entsprechende Temperatur für 45 Minuten aufrechterhalten werden!
Für einen möglichst genauen Vergleich wurden bei den Experimenten Tupperdosen verwendet, um alle Tropfen in einem eingegrenzten Raum zu untersuchen. So konnten die externen Faktoren minimiert werden.
Die Zeitabstände, in der die Streifen geprüft wurden, blieben identisch. Im dritten und letzten Experiment sollte der Einfluss verschiedener Auftragungsflächen auf die Erstarrungsgeschwindigkeit von Nagellack getestet werden. Hierfür wurden Holz, Plastik, Papier und Stoff verwendet. Diese Proben wurden für 15 Minuten bei 8 und 23 Grad Celsius gelagert und anschließend verglichen.
Ausgewertet wurden alle Experimente durch Erfühlen mit allen drei Gruppenmitglieder, um ein maximal objektives und wissenschaftlich begründetes Ergebnis zu liefern!
Das erste Experiment zeigte, dass Nagellacke bei höheren Temperaturen schneller härten, was dadurch zu erklären ist, dass flüssige Nagellacke Lösungsmittel enthalten, die bei einer höheren Temperatur schneller verdunsten und so den Erstarrungsprozess des Lacks einleiten. UV-Licht spielt in herkömmlichen Flüssignagellacken keine Rolle, was einige unserer Nagellackspezialisten aus eigener Erfahrung schon vermutet hatten. Herkömmliche Nagellacke keine Stoffe die UV-Licht-sensitiv sind. Hierfür werden Gelnagellacke benötigt, die andere Inhaltsstoffe enthalten und somit auf sehr kurzwelliges Licht reagieren! Lacke werden eher auf glatten Oberflächen aufgetragen. Somit würde man annehmen, dass sie dort auch schneller härten! Doch das Gegenteil ist der Fall, da die raueren Stoffe eine größere Verdunstungsfläche für die Lösungsmittel ermöglichen.
Für alle Nagellackbenutzer gilt also, wenn es schnell gehen muss:
Je wärmer, desto besser! (Aber Achtung: verbrennt euch nicht die Finger )!
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Bau des optimalen Papierfliegers
Maximilian Conrad, Daniel Feldmeier, Aaron Knoll, Tristan Tabken
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Diese Gruppe nahm sich einem Problem an, das jeder kennt: Man faltet einen Papierflieger und er fliegt nicht so weit oder lang, wie man sich es vorgestellt hat. Diese Gruppe machte sich auf die Suche nach dem optimalen Papierflieger. Ziel des Projektes war es, herauszufinden, welche Faktoren für den perfekten Papierflieger wichtig sind, und diese an neun verschiedenen Fliegern zu testen. Als Material wurde nach den ersten Tests Papier der Gewichtsklasse 80g/m² gewählt, da sowohl schwereres als auch leichteres Papier zu viel schlechteren Werten führte. Anschließend wurden die Papierflieger auf Strecke und Zeit des Fluges untersucht, aus den Durchschnittswerten die Geschwindigkeit errechnet und zusätzlich die durchschnittliche Flugkurve ermittelt. |
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Fazit: Somit ergaben sich aus den verschiedenen Testflügen jeweils Flieger, die in einer jeweiligen Wertung am besten abschnitten. Um diese vergleichen zu können wertete man den jeweiligen 1. Platz höher als den 2., 3., usw.… Aus diesen Teilergebnissen errechnete dann die Gruppe das Gesamtergebnis. Betrachtet man zuerst die Flugstrecke schnitten hier die Papierflieger „7“, „Daniel“ und „6“ am besten ab. In der Kategorie „Flugzeit“ flog „Papierflieger 7“ am längsten, gefolgt von „Papierflieger 4“ und „Papierflieger 2“. Am schnellsten war „Papierflieger Maxi“ unterwegs. Hier folgen ihm die Papierflieger „Daniel“ und „6“. ( siehe Tabelle) Unter Berücksichtigung einer höheren Wertung für eine bessere Platzierung ergab sich, dass die drei besten Papierflieger „Papierflieger 7“, „Papierflieger Daniel“ und „Papierflieger Maxi“ waren. Sollte man also einmal das anfangs genannte Problem beim Papierflieger basteln haben, können einem die einfachen Faltanleitung dieser Gruppe behilflich sein und mit einem dieser drei Flieger macht man sicher nichts falsch… |
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Quellen Papierflieger:
- „Papierflieger Aaron, Maxi, Daniel & Tristan“: Eigenkreationen von Aaron Knoll, Maximilian Conrad, Daniel Feldmeier und Tristan Tabken
- „Papierflieger 2, 4, 6, 8“: https://einfach-basteln.com/faltanleitungen/papierflieger/
- „Papierflieger 7“: https://einfach-basteln.com/weltrekord/
Bio-Alternativen zu Grillkohlen - Grillkohle selbst gemacht
Jeder kennt es, abends im Sommer anstatt einer einfachen Brotzeit einfach den Grill anmachen. Denn allein die verschiedensten Variationen des Grillens sind schon ein kulinarisches Geschmackserlebnis. Dennoch sind Grillkohlen und die Abfallstoffe, wie Kohlenstoffdioxid, welche beim Grillen entstehen, nicht weniger schädlich für unsere Umwelt als unnötiges Herumfahren mit dem Auto. Ein nennenswerter Fakt über Grillkohlen ist, dass Deutschland im Jahr 250.000 Tonnen Grillkohlen verbraucht. Dies sind ca. 3 Kilo an Grillkohle pro Kopf im Jahr. Die Intention dieses Experiments war es eine Alternative zu herkömmlichen Grillkohlen zu finden und Viola Heigl, Nina Schwarz und Paula Schölzel aus der Klasse 9b kamen auf die Idee selbst Grillkohlen herzustellen – und zwar eine Bioalternative. Diese wurde aus verschiedensten Holzsorten, welche man im Garten oder auch in einem umliegenden Wald finden kann, und aus anderen pflanzlichen Stoffen hergestellt.
Verwendetes Material:
- Holz von Fichte, Buche, Pflaumen-, Apfel- und Kirschbaum
- Zwetschgenkerne
- Maisspindeln
- Olivenkerne
- Kokosschalen
Versuchsablauf:
- 1) Testprobe in dosengerechte Stücke zerhacken
- 2) Proben in eine Dose füllen (vgl. Abb. 1)
- 3) mit einer nicht zwingend luftdichten Abdeckung verschließen (vgl. Abb. 2)
- 4) dann mit etwas Brennholz abdecken (vgl. Abb. 3)
- 5) Anzünden Vorsicht, Verletzungsgefahr!!!
- 6) 1-2 Stunden brennen lassen
- 7) danach den Deckel mit Vorsicht öffnen Vorsicht, Verletzungsgefahr!!!
- 8) mit Wasser ablöschen
- 9) trocknen lassen
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Abb. 1 |
Abb. 2 |
Abb. 3 |
Versuchsergebnis:
Gute bis sehr gute Ergebnisse lieferten die Holzsorten Kirsche, Pflaume, Apfel und die Maisspindeln. Aber es gab zwei Sorten, die besonders gute Ergebnisse zeigten: Diese waren das Holz der Fichte und der Buche. Bei den restlichen Materialien wurden nur durchschnittliche Ergebnisse erzielt.
Grillkohle-Ergebnisse aus Zwetschgenkernen (links), Maisspindeln (Mitte) und Buchenholz (rechts):
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Fazit:
Nachdem sie ihre Grillkohlen beim Grillen ausprobiert haben, haben sich sowohl positive als auch negative Effekte herauherausgestellt.
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Tiere auf Farben konditionieren
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Hunde auf Kommandos zu trainieren ist alltäglich, aber ist es auch möglich, Tiere mithilfe von Farben zu konditionieren? Diese Frage stellten sich Ronja Hofrichter und Marie Mainka, daher versuchten sie in diesem Projekt einen Hamster und einen Hund mithilfe verschiedener Versuchsaufbauten auf Farben zu konditionieren. |
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HAMSTER
Da Hamster nur eine beschränkte Farbwahrnehmung besitzen, wurden die Farben grün und gelb, welche das Tier besonders gut sehen kann, für den Versuch verwendet. Für den Versuch wurde ein Mehlwurm in ein grünes Playmais gesteckt, welches dem Hamster gezeigt, und anschließend mit andersfarbigen vermischt wurde. Danach wurde das Tier zu dem Playmais gesetzt, um es darauf hinzutrainieren zu dem grünen Objekt zu laufen. Leider hat dies auch nach mehrmaligen Wiederholungen des Versuchs, weder mit einem grünen noch einem gelben Playmais funktioniert. Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass es nicht möglich war diesen Hamster auf Farben zu konditionieren, was aber kein Beweis für alle Hamster darstellt, da jedes Tier anders ist. |
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HUND
Das zweite Tier, welches untersucht wurde, war ein Hund. Diese gehören zu den Dichromaten und nehmen ihre Umgebung daher nur in Gelb- und Blautönen wahr. Was für uns die Farbe Grün hat, sehen sie farblos und Rotes ist für sie gelb. Es wurde mit einem Belohnungssystem gearbeitet, sodass immer, wenn der Hund etwas neues gelernt hatte, er eine größere Belohnung erhalten hat, die dann stückweise reduziert wurde.
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Im ersten Versuch sollte der Befehl „Sitz“ auf die Farbe Blau konditioniert werden. Dazu wurde dem Hund eine blaue Karte gezeigt und dann der Befehl „Sitz“ ausgeführt. Dieses Experiment ist gelungen, da das Tier nach einigen Wiederholungen den Befehl bei zeigen der Karte ausgeführt hat. Hierfür wurde nur eine kurze Zeit benötigt. Für den zweiten Versuch sollte der Befehl „Bellen“ auf die Farbe Weiß konditioniert werden. Dies wurde erreicht indem nun eine weiße Karte hergenommen wurde und anschließend der Befehl „Bellen“ aufgetragen wurde. Im Unterschied zum ersten Versuch hat der Hund hier etwas länger gebraucht, um den Auftrag zu verstehen. Im dritten Versuch wurde der Befehl „Hier“ auf die Farbe Gelb konditioniert, der Versuchsablauf war hierbei derselbe wie schon bei den ersten beiden. Auch hier hat die Konditionierung sehr gut geklappt, denn dieser Versuch fiel dem Hund am leichtesten. Insgesamt zeigt sich, dass sich Hunde gut für die Konditionierung auf Farben eignen. |
Do-it-yourself-Kosmetik
Warum sind Kosmetikprodukte so teuer? Könnte man die nicht auch billiger selbst herstellen? Aus diesen Fragen entwickelte sich in den Köpfen von Antonia Nußstein, Maya Müller und Viktoria Huber die Idee DIY-Kosmetika herzustellen und diese zu testen. Durch Vermischen der Inhaltsstoffe wurden Lavendel-Shampoo, Handcreme, braune Wimperntusche und Nagellack hergestellt.
Lavendel-Shampoo:
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Inhaltsstoffe: Seifenlauge (250ml), Lavendelblüten (25g), Lavendeltinktur, Wasser (250ml) Das Shampoo hat die Haare geschmeidig und gut kämmbar gemacht, auch waren diese danach nicht mehr fettig noch fetten sie schnell nach. |
Handcreme: Inhaltsstoffe: Kokosfett (50g), Sonnenblumenöl (1EL), Mandelöl (40g), ätherisches Öl Die Handcreme war ebenfalls ein Erfolg, sie zieht schnell ein und hinterlässt eine geschmeidige und angenehme Haut, ohne viel zu fetten. |  |
Braune Wimperntusche:
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Inhaltsstoffe: Prise Speisestärk, Heilerde (1TL), Kakaopulver (1TL), Wasser (1TL), Aloe Vera Gel (0,5TL) Weniger gut hat dieses Produkt funktioniert, denn sie hat eine schlechte Konsistenz, die die Wimpern verklumpt. Was die Farbe anbelangt, war diese leider schlecht sichtbar und schwierig zu entfernen. |
Nagellack:
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Inhaltsstoffe: hochprozentiger Alkohol (50ml), Benzoe (10g), Kieselsäure (1g), rote Beete Saft Er war durch seine unvorteilhafte Konsistenz schlecht aufzutragen und erzielte nur eine leichte Färbung, außerdem riecht er bei der Herstellung unangenehm. (Anmerkung der drei Kosmetik-Herstellerinnen: nicht die Lieblingsschüssel hierfür hernehmen, denn es bleiben Reste des Nagellacks in der Schüssel haften.) |
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FAZIT: Im Großen und Ganzen ist es gut, dass man weiß, was die Produkte beinhalten, aber man muss sich bewusst sein, dass der Aufwand für die Herstellung unterschiedlich groß ist. Zudem ist das Preis-Leistungs-Verhältnis im Geschäft geringer.
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Wenn ihr jetzt neugierig geworden seid und euch selbst in der Kosmetik-Produktion versuchen wollt, dann scannt einfach diesen Code - er führt euch zu den Versuchsbeschreibungen. Viel Spaß dabei! |
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Bau der optimalen Sprungschanze
Dieses Projekt haben Bastian Fuchtler, Dennis Weber und Paul Nirrengarten bearbeitet, um heraus zu finden, wie weit ein Tennisball mit der optimalen Rampe fliegen kann.
Verwendete Materialien für die Grundidee:
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Grundidee: |
Materialien:
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Aufbau der Endrampe: |
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Fazit: Durch Tests sind die Schüler auf einen optimalen Winkel der Schanze gekommen. Andere benutzte Beläge (Vinylboden; Fliesen; Teppich) haben das Ergebnis nur verschlechtert, auf Grund der Reibung. Außerdem wurden ein anderer Ball und ein anderes Material verwendet. So ist die Reichweite, von der Grundidee bis zur Endrampe, im Durchschnitt um 49cm gestiegen. |
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Natürliche Filzstifte
Dieses Projekt haben Ena, Iris und Jolina bearbeitet, da herkömmliche Filzstifte nicht umweltfreundlich sind und ihre Alternativstifte wiederverwendbar sind.
Hierfür haben sie zuerst den Deckel handelsüblicher Filzstifte entfernt, um die Patrone herauszunehmen und den Stift gründlich waschen zu können. Tipp: Zitronenwasser hilft beim Säubern. Die restliche Schritt-für-Schritt Anleitung inkl. genaue Zutatenliste für jede einzelne Farbe seht ihr rechts.
Nach ein paar Stunden „Stehenlassen“ ist der nachhaltige Stift auch schon fertig.
DO IT YOURSELF
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[Foto: Ena Kriksic] |
[Foto: Jolina Schaller] |
[Foto: Iris Schmidl] |
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Zutaten: Spinat, ein wenig Wasser, destilliertes Wasser Anleitung: Spinat zerkleinern und zusammen mit Wasser in einem Kochtopf auf dem Herd erhitzen bis das Wasser anfängt zu kochen. Anschließend die Flüssigkeit in ein anderes Behältnis geben und zusammen mit destilliertem Wasser in den Stift geben.
Fazit: sehr schwache Farbe und hoher Zeitaufwand. |
Zutaten: Rote Bete, ein wenig Wasser, Alkohol Anleitung: Rote Bete zerkleinern und kochen. Anschließend die Flüssigkeit in ein anderes Behältnis geben und zusammen mit dem Alkohol in den Stift geben.
Fazit: Die Farbe ist kräftig und der geringe Zeitaufwand lohnt sich. Jolina würde den Stift auch für den Schreibwarenhandel empfehlen. |
Zutaten: Kurkuma, Zucker, Mehl, ein wenig Wasser, Essig Anleitung: Zutaten kochen und anschließend Zucker und Mehl hinzugeben für eine feste Konsistenz. Nach 3 Tagen trocknen lassen, das Ergebnis mahlen, um Pulver zu erhalten. Danach wird das Pulver mit Essig vermischt und nach 2 Stunden warten, kann die Farbe in den Stift gefüllt werden.
Fazit: Nach längerem Gebrauch wird die Farbe schwächer. |
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Die „Biofilzstifte“ sind zwar in der Gesamtheit noch nicht für den flächendeckenden Gebrauch geeignet, jedoch könnten durch weitere Experimente Verbesserungen in der Farbmischung erfolgen, die die Stifte zu einer echten Alternative machen könnten, da sie billiger und leicht wiederverwendbar sind. |
[Foto: Iris Schmidl] |
