Projektbeskrivelser for kategorien Naturvidenskab 2022

Projekttitel:100% bionedbrydelig plastik
Navn:Viggo Vilhelm Löfvall
Gymnasium:NEXT Vibenhus Gymnasium
Projektbeskrivelse:Plastik er blevet et kæmpe problem, det bliver smidt ud og forurener vores natur. Det største problem med plastik, er at det tager rigtig lang tid om at blive nedbrudt. Selv når det begynder at blive nedbrudt, bliver det til mikroplastik som diverse dyr kan optage og blive rigtigt syge af. Derfor vil jeg gerne kigge på et alternativ til plastik, nemlig at i stedet for at lave plastikken ud af råolie som er svært at nedbryde, så at lave den med biomateriale i stedet. Der er firmaer som laver plastik med biomateriale, og det er ved at blive langt mere udbredt. Men på grund af love omkring hvad det skal indeholde for at blive solgt som bioplastik, ender meget af det med at blive skadeligt alligevel. Der er 2 typer af bioplast, den ene kaldes bioplastik og er hvor en x mængde af plastikken er lavet med biomateriale, men det betyder ikke at noget af det skal kunne nedbrydes. Den anden type kaldes for bionedbrydeligt plastik. Det er plastik som kan blive nedbrudt. EU’s retningslinjer siger at 70% af det bionedbrydelige plastik, skal kunne nedbrydes, men ikke i hvilke miljøer. Det betyder at bionedbrydelig plastik, kan blive solgt uden at kunne nedbrydes i vores natur. Det betyder også, ligesom med bioplastik, at noget af det kan laves med råolie og dermed også være en blanding af de to plasttyper. Det er på grund af disse vage retningslinjer, at firmaer kan få lov til at sælge deres produkter som bioplastik og bionedbrydeligt plastik, da de overholder retningslinjerne. Men det er ikke alle mennesker som ved at disse retningslinjer er aktuelle og derfor smider plastikken ud i naturen i troen om at det kan nedbrydes. Derfor vil jeg gerne undersøge om det er muligt at lave bionedbrydeligt plastik af 100% biomateriale som kan nedbrydes af vores natur og dermed ikke skal nedbrydes kunstigt. Jeg har en ide om hvad det er jeg vil lave det udefra. Det bedste ville være bioaffald, da det er noget vi har og som er et biprodukt fra vores madlavning og andet. Derfor, indeholder det også mange forskellige komponenter, så jeg ville blive nødt til at sammenligne strukturerne imellem dem, og se hvilke som ville kunne bruges som polymer til bioplastikken, og bagefter om dette kan nedbrydes. Hvis jeg finder dette, kan jeg undersøge om det er muligt at lave syntetisk, eller om det fortsat er smartere at lave ude fra bioaffaldet. Der er forskningsgrupper på diverse universiteter, som netop undersøger noget af det samme. Afdelingen på KU der hedder ”Institut for plante- og miljøvidenskab (planteglycobiologi)” og på DTU er der en associeret forsker Anders Egede Daugaard, som undersøger polymere, både organisk og uorganisk.
Projekttitel:Alternative metoder til at opvarme atmosfærisk luft i jetmotorer
Navn:Magnus Alexander Morgenthaler Echwald
Gymnasium:Nordsjællands Grundskole og Gymnasium
Projektbeskrivelse:I mit projekt vil jeg gerne undersøge, hvilke alternative metoder der kan anvendes til at drive en jetmotor, som ikke inkluderer fossile brændsler. Mere specifikt vil jeg undersøge, hvordan man kan opvarme den luft, som passerer gennem en jetmotor for at skabe det nødvendige tryk, som gør det muligt at skabe fremdrift, og som normalt ville blive skabt ved at brænde fossile brændstoffer af, hvilket skaber drivhusgasser som kuldioxid. Derudover vil jeg undersøge, hvilke udfordringer, der er ved denne/disse metoder, samt undersøge hvad metoden/metodernes potentiale er for at blive brugt som basis for fremtidige jetmotorer. Grunden til at jeg selv ønsker at finde svar på dette er, for det første, at jeg har en meget stor interesse for alt aerospace-relateret, og fordi jeg ofte spekulerer i min fritid over, hvilke spændende teknologier, fremtiden kunne bringe på dette område, og her er emnet om fremtidens flymotorer en af de ting, som jeg interesserer mig meget for. Derudover er jeg meget bevidst om den globale opvarmning, som til dels skyldes luftfartsindustrien. Derfor mener jeg, at det ville være meget spændende at undersøge, hvordan man kan skabe det nødvendige tryk i en jetmotor på en anden måde end at brænde fossile brændstoffer, som skaber de drivhusgasser, som forårsager den globale opvarmning. I forhold til min faglige baggrund er jeg i gang med min stx-uddannelse, hvor min studieretning betyder, at jeg har Matematik på A-niveau, Fysik på b-niveau og kemi b på b-niveau, hvor jeg har hævet kemi til A-niveau. Derudover har jeg deltaget i et forløb om rumteknologi hos Science Talenter i Sorø. Mine ideer, i forhold til den viden jeg vil inddrage, inkluderer at læse op på den fysik, som er relevant i forbindelse med projektet ved hjælp af bøger, internettet mm. Derudover har jeg tænkt mig at undersøge, hvilken viden eventuel tidligere forskning har skabt i forbindelse med at undersøge alternativer til fossile brændstoffer i jetmotorer. I forhold til eksperter tænker jeg særligt, at det er forskere, fysikere eller ingeniører fra DTU eller andre universiteter eller måske virksomheder, som kan inddrage med viden til projektet.
Projekttitel:Bestemmelse af aktuelle position af fly ved brug af lyd
Navn:Thomas Møller Damm
Gymnasium:Gammel Hellerup Gymnasium
Projektbeskrivelse:Flyvemaskiner er exceptionelle maskiner, der minimerer modstanden ellers set ved at bevæge sig via vej eller vand. Ikke bare minimerer fly modstanden, men de kan i modsætning til en bil udnytte det stor tredimensionelle rum over hovedet på os. Dette giver dog et ekstra lag af kompleksitet ved bestemmelse af positionen af fly. Til bestemmelse af position og retning af fly, bruges i dag udelukkende radar. Radar er en effektiv løsning, givet at den udnytter elektromagnetisk stråling, der har en hastighed på 299.792.458 m/s og dermed giver feedback næsten øjeblikkeligt. Radaren kommer dog også med sine ulemper. De fleste militære fly er i dag udstyret med RWR (Radar Warning Receiver), der advarer piloten i tilfældet af, at flyet opfanger høje koncentrationer af radiobølger. Dette er en af radarens svagheder, da den afhænger af, at radiobølgerne reflekteres fra flyet og igen opfanges af radaren. 5. generations jægerfly er også blevet designet med stealth som en langt højere prioritet. Dette medfører, at radiobølgerne i større grad bliver reflekteret i andre retninger end radaren, og derfor nedsætter radarens effektivitet. Derfor vil jeg undersøge, hvorvidt det er muligt at udføre samme arbejde som en radar, men ved brug af lyd. Alle flymotorer fungerer på samme basale principper; brændstof bruges til at danne varme, og udvide gasser. Gassen vil udvides og resultere i trykbølger (også kendt om lyd), der kan opfanges af en lydsensor. Mere præcist formuleret vil jeg undersøge følgende: Er det muligt at bestemme den aktuelle position og retning af et fly ved brug af lyd? Jeg har et liv værd af interesse for fly, og er ikke kun kvalificeret til at undersøge emnet pga. læsning af utallige artikler om fly, men også grundet studieretningen Fysik A, Matematik A. Til at bestemme positionen af fly, skal triangulering bruges. Ved brug af tre lydsensorer vil det være muligt at bestemme retningen af flyet. Den aktuelle position er svær at bestemme, da afstanden fra måleapparat til fly ikke er bestemt, og skal derfor bestemmes ved brug af sandsynlighed. Grundlæggende er brugen af lyd langt fra optimalt, givet at lyd bevæger sig med ca. en milliontedel af lysets hastighed. Problemet er tydeligt på en afstand af 10 km, der tilbagelægges på 33 mikrosekunder for lys, men tager hele 29 sekunder for lyd. Der er mange usikkerheder ved denne metode, og jeg vil derfor inddrage viden fra min forskerkontakt, Sten Schmidl Søbjærg, fra National Space Institute DTU.
Projekttitel:Genbrug af plastik
Navn:Mathias Helstrup Gregersen
Gymnasium:Gammel Hellerup Gymnasium
Projektbeskrivelse:Et af hvor tids største problemer er plastik. Materialet kommer i mange former, og har endnu flere funktioner. Men det er et enormt problem for naturen og dyrelivet. Bare om året udledes omkring 8 tons plastik, og man regner med at der i 2025 vil være 1 ton plastik til 3 ton fisk. Det kræver enorme ressourcer i form af fossile brændstoffer, som er det, der benyttes til at producere plastikken, hvilket er en belastning for klimaet. Da emballage og andre plastprodukter kun bruges en gang, og er svært at nedbryde, kunne en løsning være at dække behovet for plastik med noget andet. Eller vi kunne forsøge at bruge det igen. Plastik er lavet af olie, det kunne i så fald være smart at omdanne den ikke-nedbrydelige plast til olie igen. Her er det bl.a. interessant at kigge på pyrolyse, og hvordan man ville kunne optimere denne proces. Vi er mildt sagt afhængige af plastik. Og hvorfor kan det være? Fordi plastik er det bedste produkt på markedet. Man har i plastik skabt et materiale, som er for godt. Så godt at naturen har utroligt svært ved at behandle det og nedbryde det, og derfor skal vi gøre det for den. Og alt dette er et kæmpe miljøproblem, som ikke bliver mindre, samtidig med at behovet bliver større. Derfor synes jeg, det er en yderst interessant og relevant problemstilling at behandle. For der er i dag nye teknikker som muligvis i fremtiden kan føre til, at plastik bliver genanvendeligt. Jeg har selv Matematik A, Fysik A og Kemi B, og er generelt interesseret i naturvidenskab og ny forskning inden for mange forskellige felter. Min interesse bunder også i, at vi på vores planet har store miljøproblemer, som jeg på den bedst mulige måde kan bidrage til at komme til livs. Og da problemet med plastik hænger sammen med klimaudfordringen, ser jeg den væsentligste interesse i at gøre noget ved det. På nuværende tidspunkt findes der plastik som kan genanvendes, men det meste kan ikke. I mit projekt vil jeg redegøre for den udfordring plastik udgør, ved at inddrage data og artikler der bunder i forskning lavet omkring miljøpåvirkning og konsekvenser for mennesker forårsaget af plastik. Derudover vil jeg gerne i kontakt med en forsker, som netop kender til disse udfordringer, og som har erfaringer med forskning i genanvendelse af plastik.
Projekttitel:Gravitation og entropi i sammenspil.
Navn:Sira Kappel Cordt
Gymnasium:Gefion Gymnasium
Projektbeskrivelse:Jeg vil gerne arbejde på grundforskningsniveau, i forbindelse med det univers jeg befinder mig i og i fortsat stigende grad fascineres af. Mere specifikt vil jeg undersøge gravitationen og entropien i samspil og i relation til universet. Jeg vil forsøge at besvare spørgsmål, så som: Er universet et isoleret system og i så fald kan vi så sige at gravitationen er absolut eller universel og ligeledes kan vi så sige at entropien er absolut eller universel? Med grundforskning går man ikke efter et bestemt resultat, man ved ikke altid hvad man får ud af det. Det er nærmere en granskning af vores forståelse og en tilnærmelse af hvad vi kan sige om vores verden nu. Man må i stedet stille sig åbent over for den viden man erhverver sig gennem forskningen. Ikke desto mindre håber jeg på, ved at sætte mig i forbindelse med forskere for eksempel fra Niels Bohr Instituttet, at kunne arbejde med kendte teorier og hypotesers problematikker, eksempeltvist ”ingen-rand”-hypotesen, for måske at kunne tilnærme mig en beskrivelse af det vi omgiver os med hver dag og på trods af dette, fortsat kan forekomme så uendeligt abstrakt. Naturen har altid fascineret og forundret mig. På Gefion Gymnasium hvor jeg studerer Geovidenskab har en utrolig dygtig flok underviserer kun understøttet og udvidet mig forståelse og vakt min nysgerrighed yderligere bl.a gennem Matematik A, Geovidenskab A (Naturgeografi B + Fysik B) og Kemi B. Særligt fysik og matematik har jeg opbygget en forkærlighed til.
Projekttitel:Hvad betyder trykket for krystallisering af snekrystaller, hvad vil en trykændring under krystalliseringen betyde for krystalliseringen, og hvis det har en betydning, hvorfor?
Navn:Elias Valerian Dahl Lyng
Gymnasium:HTX Roskilde
Projektbeskrivelse:Jeg vil i dette projekt undersøge trykkets indflydelse på krystallisering af snefnug. Det er undersøgt hvilken betydning temperaturen og luftfugtighed har på krystalliseringen og hvilken betydning ændringer i dem har. Men disse undersøgelser er alle lavet ved 1 atm tryk, hvilket er det snefnug generelt bliver krystalliseret under, men kan vi lave større snefnug end de naturligt forekommende ved at manipulerer med trykket? Kan termodynamikken betyde at snefnug dannet under den samme luftfugtighed og temperatur ser anderledes ud hvis de er dannet under anderledes tryk? Jeg blev introduceret til snefnug og deres mange mysterier igennem en youtube video lavet af kanalen Veritasium og professoren Kenneth G Libbrecht fra Caltech. Jeg blev meget grebet af emnet og læste en stor mængde litteratur omkring det, snefnug er bestemt blevet forsket i en del, og vi har udarbejdet en god forståelse af dem, dog var der en ting som jeg ikke fandt noget forskning i, hvad betyder trykket for krystalliseringen af snekrystallerne, og hvis det har en betydning, hvorfor? Generelt vil krystaller som er formet under et højere tryk blive større, derfor kunne dette også gælde for snekrystaller, ud over det vil trykket også have en betydning for mængden af vand luften kan holde og derfor måske også hvordan krystallerne formeres. Generelt ved man at des varmere luften er, des mere vand kan den holde uden at det bliver kondenseret. Man kan tale om noget som hedder ”dugpunktet”, dette er temperaturen, hvor vandet vil begynde at kondenserer ud af luften (hvis trykket og koncentrationen af vand er holdt stabil). Ved højere koncentrationer af vand i luften vil dugpunktet stige og omvendt. Højere tryk betyder, at dugpunktet bliver højere, og laverer tryk betyder at dugpunktet bliver lavere. Det betyder, at ved højere tryk kan luften holde mindre vand, før det kondenserer, og ved laverer tryk kan luften holde mere vand, før det kondenserer. Siden temperatur og koncentration af vand i luften spiller en stor rolle i krystalliseringen af snefnug, og ændring i tryk kan influere disse, burde trykket også have en indvirkning på krystalliseringen. Min hovedkilde til information om krystallisering af snefnug vil være et frit tilgængeligt dokument på caltechs hjemmeside, af Kenneth G Libbrecht, udgivet i 2021. Ud over det er der en hjemmeside som også omhandler Libbrechts forskning, en bog ”Snow Crystals, Natural and Artificial” udgivet 1954 af Ukichiro Nakaya. Jeg vil også få behov for viden om termodynamik og krystallisering, dette vil jeg få igennem evt. forskerkontakter og artikler jeg kan låne. Først vil jeg finde ud af om tryk overhovedet har en betydning for krystallisering af snekrystaller. Denne viden vil jeg opnå ved at lave et forsøg ,hvor snekrystaller bliver lavet under ens forhold (vand koncentration i luften og temperatur) undtagen at trykket ændres, så det kan ses om det spiller en rolle. Herefter om ændringer i trykket kan have en betydning for krystalliseringen.
Projekttitel:Hvordan lys kan skabes af lyd
Navn:Emil Dinesen Villekjær
Gymnasium:Rosborg Gymnasium og HF
Projektbeskrivelse:Hvis man under visse forhold observerer en knælerreje, vil man se, når de udsender deres kraftige slag, et lille glimt, der kommer af en lille vandboble. En knælerreje slår simpelthen så hårdt, at der skabes lys! Det, der sker hos en knælerreje, er et eksempel på fænomenet sonoluminescens i vand. Sonoluminescens afhænger dog generelt set af gassen i boblen. Fænomenet opstår ved en lydbølge, af tilstrækkelig intensitet, som holder eller fremkalder en lille boble i en væske, hvorefter den enten allerede formede boble eller ny formede boble så vil kollapse hurtigt. I det boblen kollapser stiger temperaturen op til flere tusinde graders varme, varmere end solens overfladetemperatur, og dermed er en mulig forklaring på, at der er snakke om sortlegeme stråling. I projektet vil jeg undersøge, hvordan lyd gennem en boble, i væske, kan skabe lys og ekstrem varme, på ekstremt små tidsskalaer. Ud fra den nuværende viden ved vi grundlæggende, at der findes forskellige måder lys kan udsendes på, som skyldes kvantespring af elektronerne i et atom eller molekyle, termisk energi eller energi fra lydbølger og andre, men hvordan sker det ved en boble, som trækker sig sammen hurtigt i noget vand? Med min meget store interesse indenfor for fysik, og herunder kvantefysik, vil jeg forsøge at udarbejde teoretiske problemstillinger og idéer, som ved forskning kunne føre til ny viden og indsigt i fænomenet sonoluminescens. Det vil sige, at jeg vil undersøge de kvantemekaniske aspekter i emnet for emissionen af det glimt som ses, eller andre kvantemekaniske fænomener, som eksempelvis kunne være kvanteelektrodynamik. Derudover undersøge, hvordan lydbølger i ultralydsspektrummet kan have en effekt på de gas atomer, som opvarmes til ekstreme mængder varme, og hvilken form for tidligere nævnte emissioner af lys, der kan kobles på. Der er mange muligheder, som står klar til at blive udforsket, mange retninger som venter på at blive taget. Det er dét, som jeg, med relevante forskere indenfor det kvantemekaniske område og med artikler, vil undersøge nærmere og give forslag på muligheder for forskning.
Projekttitel:Koralrevs optimering
Navn:Marguerite Knudsen
Gymnasium:Bagsværd Kostskole og Gymnasium
Projektbeskrivelse:"Hvordan er det muligt at gøre koralrevenes overlevelse højere uden at de behøver at rykke sig fra deres trykke rammer til ukendte steder? Og Hvilken betydning har koralrevenes overlevelse på klimaet? Koralrevene er hjem mange hundrede forskellige arter, store som små, alle har brug for et sted at leve, formere sig, få næring osv. Men i øjeblikket ændrer havtemperaturene sig, samtidig med at surheden i havene ligeledes ændre sig, alt dette påvirker koralrevene, dette er et stort problem, men hvad gør det enlig? Og hvorfor har det en betydning for os? Det er noget af det jeg vil undersøge. Jeg vil gerne undersøge koralrev og deres overlevelse, jeg har hørt meget om koraller og deres symbiose med alger og polypdyr. I starten ønskede jeg at forske i metoder til at forebygge klimaforandringer ved at optimere planter på landjorden, men så kom jeg i tanke om at der findes GMO og andre metoder til at gøre lige netop dette, noget jeg derefter kom i tanke om er; at et område der ikke er så omtalt, er koralrev og deres påvirkning på klimaet. Jeg har været til to klima camps på Sorøakademi, her har vi lært om koralrev og menneskers indirekte påvirkning igennem CO2-udledning og globalopvarmning. På de to camps har jeg kun fået en del af den viden jeg har, og primært den viden jeg har om koralrev, resten af den viden jeg besidder har jeg tilegnet mig igennem min folkeskolegang og NV i gymnasiet, hvor vi lærte om forskellige ting og besøgte den blå planet. Igennem alt den viden jeg har tilegnet mig, er jeg blevet interesseret i hvordan vi påvirker koralrev, hvilken påvirkning det har og om det er muligt at ændre på prognoserne for koralrevene og byerne i nærheden af dem. Til den seneste camp jeg var på, var der en klimaforsker, som har undersøgt noget med koralrev, fra ham tænker jeg at kunne få mere ekspertviden. Og tænker at høre den blå planet om det er muligt at låne nogle koraller til forskning."
Projekttitel:Lagring af energi fra Power-to-X i biomassebatteri
Navn:Anna Bastholm Mølgaard
Gymnasium:Fjerritslev Gymnasium
Projektbeskrivelse:Bæredygtighed er et af de vigtigste buzzwords i den moderne verden. Vi forbruger og forbruger, men der er blevet mere opmærksomhed på, at kloden også skal efterlades til de næste generationer på en måde, vi kan være det bekendt. Derfor forsker man i mange løsninger på dette tydelige problem - dette ønsker jeg selvfølgelig også at gøre. Jeg går på Fjerritslev Gymnasium, hvor jeg har matematik, kemi og fysik på A-niveau. Naturfag i sin helhed interesserer mig altså utroligt meget, og jeg har i flere år været særligt fascineret af drømmen om et hydrogensamfund, da jeg altid har tænkt dette som den bedste måde, vi kan løse klimakrisen og opnå et bæredygtigt samfund. Præcis bæredygtighed er nemlig som sagt noget, der fylder meget for mig, og jeg har af flere omgange skrevet projekter o.l. om netop dette, ligesom jeg er medlem af ”Grønt Råd” på vores gymnasium. Hydrogensamfundet har dog med tiden vist sig at være ønsketænkning, hvormed jeg i stedet ønsker at undersøge brugen af Power-to-X-teknologien, og hvordan energi herfra kan lagres i biomasse, da dette også vil være et kæmpe skridt mod en mere bæredygtig fremtid. Hvis det altså lykkes at lagre energi fra dage med ekstra vind og bruge dette, når det er nødvendigt, kan vi som samfund spare på de fossile brændstoffer til opvarmning af og lignende. Dette er altså ikke et projekt med et ønske om med det samme at fjerne alle kulkraftværker men i stedet for en måde, hvor der kan implementeres bæredygtige alternativer, når dette er muligt. På sigt kan kulkraftværkerne så erstattes med teknologier, der til den tid er blevet modne. Som del af mit projekt ønsker jeg hermed at undersøge forskellige P-t-x-teknologier og sammenligne disse for at se, hvilken vil være mest optimal økonomisk og i forhold til funktionalitet. For at undersøge dette vil jeg derfor især læse om lignende projekter og om, hvordan P-t-x fungerer. Litteraturen, ønsker jeg, skal være forskningsprojekter på området, som også diskuterer de forskellige fordele og ulemper, der allerede er fundet ved de forskellige teknologier.
Projekttitel:Livets opståen med fokus på hydrotermiske væld og green rusts påvirkning
Navn:Fridda Elinor Cecillie Raft
Gymnasium:Nordfyns Gymnasium
Projektbeskrivelse:Mennesket har altid været fascineret af tanken om liv hinsides vores planet. Under Saturns måne Enceladus’ iskappe findes et kæmpe hav, hvor hydrotermiske væld muligvis eksisterer med muligheder for liv. For at kunne undersøge, om liv vil kunne opstå på Enceladus, vil jeg i mit Forskerspireprojekt undersøge livets opståen her på jorden, for at kunne forstå hvilke forhold, der gør det muligt for liv at opstå. Blandt forskere er der debat om, hvorvidt livet opstod ved hydrotermiske felter eller hydrotermiske væld eller begge steder. Jeg vil i mit Forskerspireprojekt fokusere på teorien, hvor livet opstod ved hydrotermiske væld, da muligheden for liv på Enceladus højest sandsynligt vil være ved hydrotermiske væld, som forskere mener findes der, grundet rumsonden Cassinis observationer. I den forbindelse vil jeg undersøge, hvordan hydrotermiske væld bidrager med energi og mineraler til det omkringliggende miljø, hvortil der skabes gunstige forhold, hvor liv kan opstå. Her vil jeg undersøge green rusts egenskaber, da flere forskere mener dette mineral spiller en vigtig rolle som katalysator ved redoxreaktioner, som tidligt liv kunne udnytte energi fra. Her vil jeg altså undersøge, hvilken rolle green rust spiller ved bioenergetik i tidligt liv. Yderligere vil jeg undersøge green rusts indvirke ved cellemembran, tidlig metabolisme og arvemateriale i protocellen. I begyndelsen var mit projekt rettet mere på, hvordan liv kan opstå uden for vores planet, men undervejs er projektet drejet hen mod, hvordan livet opstod på vores egen planet. Det gik nemlig op for mig, at for at kunne vurdere, om liv kan opstå uden for vores planet, skal man undersøge, hvordan livet opstod her på vores egen planet. Jeg finder det derfor utroligt interessant, hvordan livet opstod på jorden, og hvilke forhold der gjorde det muligt for, at liv opstod. Jeg har derfor en passion for emnet, som jeg vil bruge som drivkraft i mit Forskerspireprojekt.
Projekttitel:Optimering af rutefinding ved kombination af algoritmer og heuristiske metoder
Navn:Oliver Haubro Hvam
Gymnasium:Odense Katedralskole
Projektbeskrivelse:Har du nogensinde fået Google Maps til at bestemme en rute for dig fra én by til en anden, og på enkelte sekunder har du en næsten tidsoptimal rute på over 100 km? Hvordan Maps regner sådanne ruter ud, bygger på samspillet mellem en række kvalificerede gæt og optimerede rutefindings algoritmer i en matematisk struktur kaldt en graf. En vægtet graf er en mængde med hjørner, en mængde kanter, som forbinder nogle af hjørnerne, og en mængde vægte, som vægter hver kant med et tal. At kunne optimere løbetiden for en computer, det tager at bestemme det bedste bud på en næsten vægtoptimal rute gennem en vægtet graf tager nogle gæt kaldt heuristiske metoder i samspil med den rette algoritme. Uden heuristiske metoder ville en gennemsnitlig computer tage over 30 år om at beslutte den optimale rute til et sted, der ligger mere end 30 vejkryds væk, over 19 timer. Men med de rette heuristiske metoder og genveje, kan løbetiden for en computer forhastes med mere end en faktor 1.000.000. Selvfølgelig viser rutefindingsalgoritmer sig nyttige i navigationssammenhæng, men de optimerede algoritmer kan tages i brug i en mangfoldighed af forskellige praktiske anvendelser, såsom videospil, terrænanalyse, computer- og robotteknologi og endda professorterninger. Da den bedste algoritme generelt er set til at være A*, vil jeg prøve at anvende A*- algoritmen sammen med en række remedier, der forhåbentlig skulle optimere/hurtiggøre processen en hel del. Dette vil jeg umiddelbart gøre ved selv at køre algoritmerne på min computer eller ved at opsøge data på nettet. Andre ting kan også tages i betragtning, såsom eventuel forbehandlingstid samt at visse algoritmer er hurtigere på korte ruter men aftager i effektivitet over tid.
Projekttitel:Reduktion af metanogenese med mikrobielle brændselsceller
Navn:Marisela Lopes
Gymnasium:Herningsholm Erhvervsskole og Gymnasier
Projektbeskrivelse:Drivhusgasser og global opvarmning er et problem der er yderst aktuelt i det 21. århundrede. Den øgede afbrænding af fossile brændstoffer udleder bl.a. karbondioxid, som er med til at øge drivhuseffekten. Det viser sig, at metan er 25 gange bedre end karbondioxid til at fange varme i atmosfæren, hvilket betyder, at man gerne vil undgå metanudledning. I naturen frigives metan naturligt, bl.a. af vandområder som søer, fjorde og have. Dette skyldes, at mikrober naturligt producerer metan i en proces, kaldes metanogenese. I mit forskningsprojekt vil jeg undersøge, hvordan man kan anvende mikrobielle brændselsceller til at reducere metanogenese i søer. Som elev med en bioteknologisk studieretning, har jeg en faglig baggrund som ruster mig til at undersøge denne problemstilling. Jeg har førhen arbejdet med mikrobielle brændselsceller i et teknologiprojekt, hvor jeg arbejde med teknologiens anvendelse til sørestaurering. I dette projekt, kunne min gruppe og jeg måle en reduktion af den interne fosforbelastning i nogle vandprøver fra en sø i nærområdet. Det kunne her være interessant at gentage forsøget, og denne gang teste metanindholdet i vandet. På nuværende tidspunkt undersøger bl.a. Martin Søndergaard og Thomas Davidson fra Aarhus universitet, frigivelsen af drivhusgasser fra Ormstrup sø. Det kunne være interessant at samarbejde med disse, da de er eksperter indenfor området. Herudover kunne det være interessant at tage kontakt til nogle forskere fra Cornell University i USA. Her har de før netop arbejdet med reduktion af metanfrigivelsen med bioelektrokemisk manipulation
Projekttitel:Udnyttelse af overfladeplasmonpolaritoner til at forbedre effektiviteten af solceller
Navn:Noah Rahbek Bigum Hansen
Gymnasium:Vejle Tekniske Gymnasium
Projektbeskrivelse:Det er klart at bæredygtig energi kommer til at spille en nøglerolle i enhver fremtidig klimahandlingsplan. Dog er effektiviteten af specielt solceller er stadig på et niveau, der gør dem uegnede til at være forløbere i klimaløsningsplanen. Alt for lille en del af solens energi kan omdannes til elektrisk energi i solcellen til at de er i nærheden af ideelle. Mit projekt vil søge mod at ændre dette ved at undersøge hvordan og i hvor stor gra kvasipartiklen Surface Plasmon Polaritons (SPP), herefter oversat til overfladeplasmonpolaritoner kan bruges til at forbedre effektiviteten af solcellerne. Jeg vil forsøge at udnytte at disse både har en høj felttæthed, at de kan exciteres af lysets fotoner og at de kan guides vha. såkaldte waveguides. Netop waveguidingen er der ovenikøbet sket relativt store fremskridt indenfor i de seneste par år, da man er begyndt at finde materialer med mere ønskværdige karakteristika (Maier, 2007). En række problematikker er dog også umiddelbart ret åbenlyse, eksempelvis er udbredelsesafstanden for overfladeplasmonpolaritonerne meget lille, ofte ikke meget større end bølgelængden af synligt lys, hvilket der selvfølgeligt skal arbejdes med før en enedegyldig løsning vil være mulig at konstruere. Det er desuden værd at bemærke at en del forskning allerede har arbejdet med at bruge ’almindelige’ plasmoner til at forbedre effektiviteten af solceller, hvilket har ført til udviklingen af de såkaldte plasmoniske solceller, der både kan yde en højere effektivitet end moderne solceller samt fylder mindre (Plasmonic solar cell, 2021). Projektets formål må altså være at forbedre effektiviteten i forhold til de plasmoniske solceller. Derudover er det værd at bemærke at Syddansk Universitet både har forsket en del i og forsker i netop overfladeplasmonpolaritonerne både ved SDU Nano Optics og ved SDU Quantum optics and nano physics, hvorfor det burde være muligt at finde en forskerkontakt med viden på området her. Jeg er fortsat usikker på om overfladeplasmonpolaritonerne kan bruges på nogen gavnlig måde i solcellerne, men grundstenene er der, ift. den meget høje felttæthed, waveguiding og at de kan påvirkes af og exciteres af lys – på mange måder virker det jo næsten åbenlyst, at bruge dem i solceller.
Projekttitel:Udvikling af et bæredygtigt vaskemiddel ved brug af enzymer fra bakterien ”Alkalilactibacillus ikkense” fra Ikka-søjlerne i Grønland
Navn:Victoria Otzen
Gymnasium:Århus Katedralskole
Projektbeskrivelse:"For et år siden til en biotek årsprøve skulle jeg fremlægge om enzymer. Her fik jeg en tekst om ikka-søjlerne i den sydvestlige grønlandske fjord hvor fokusset var på det liv, der på trods af de kolde temperaturer, trives i søjlerne. Specielt bakterien Alkalilactibacillus ikkense stod ud, hvis enzymer er meget specielle da de fungerer under meget lavere temperaturer end normale enzymer, der trives bedst omkring kropstemperatur. Allerede der blev jeg interesseret i hvilket potentiale enzymerne kunne have, og artiklen kom også ind på den forskning der blev lavet for at undersøge om enzymerne kunne bruges kommercielt, såsom i vaskepulver. Der bruges nemlig flere forskellige slags enzymer i vaskepulver, fx amylaser, proteaser og lipaser, som nedbryder hhv. stivelse, proteiner og fedt. Enzymer der er aktive ved lavere temperaturer kunne gøre det lettere at vaske ved lavere temperaturer og dermed reducere energiforbruget, som er mere relevant end nogensinde. Det meste af den videnskabelige litteratur på området beskriver potentialet for enzymerne fra ikka-søjlerne, men der er ikke eksempler på enzymernes kommercielle anvendelse endnu, fx til et vaskemiddel. Jeg vil af den grund undersøge hvilke begrænsninger der har været for integrationen af enzymet i et produkt såsom vaskemiddel, og på hvilke måder det kunne tænkes at lade sig gøre. Min problemformulering ville derfor lyde: Hvordan kan et bæredygtigt vaskemiddel udvikles ved brug af enzymer fra ikka-søjlerne i Grønland? Jeg har allerede fundet flere forskningsartikler der undersøger enzymet fra bakterien Alkalilactibacillus ikkense, der som navnet antyder stammer fra ikka-søjlerne, samt hvilke udfordringer der er ved deres videre anvendelse. Det ville være oplagt at knytte kontakt med forskerne Mariane Schmidt og Peter Stougaard ved AU Risø, der har forsket specifikt i enzymer fra bakterien A. Ikkense. Ift. projektets tilrettelæggelse ville jeg i første omgang grundigt undersøge hvilke enzymer fra A. Ikkense der kunne have særligt potentiale, hvordan de fungerer og hvordan de kunne udtrykkes rekombinant i de organismer man normalt bruger til at producere store mængder enzymer. Jeg har studieretningen Biotek A, Mat A, fysik B og en naturlig interesse for naturvidenskab. Jeg har også gode forudsætninger til at lave en undersøgelse af enzymet, da jeg allerede har en grundlæggende forståelse for enzymer og de teknikker hvormed man studerer dem."
Projekttitel:Variation i Hubble konstanten
Navn:Emil Steen Byg
Gymnasium:Vejle Tekniske Gymnasium
Projektbeskrivelse:"Hubble konstanten er en konstant der beregner hastigheden af rummets udvidelse, men på samme tidspunkt viger Hubble konstanten frem til at være astronomiens store krise. Vi har vidst i 100 år at universet udvider sig. Det er blandt andet på baggrund af denne konstant, at universets alder er beregnet og ΛCDM modellen er opstillet. Men der kan aldrig findes en konkret størrelse for hvor hurtigt det sker. Der kan beregnes en teoretisk værdi, men så måles den til hundredevis forskellige størrelser. Ny data og analyser viser, ifølge SHoES, at ”en langvarig uoverensstemmelse i målingen af universets nuværende ekspansionshastighed er reel” (Rimmer, 2021). Problemet ligger i, at teoretiske værdier for Hubble konstanten og målte størrelser har længe været i uoverensstemmelse. Gennem årene er astrofysikere nærmet sig ind på en værdi, og er generelt enige om en usikkerhed på omkring 1,9% (Weaver, Villard, Riess, & Andreoli, 2019). Så det jeg vil undersøge er, hvorfor findes denne uoverensstemmelse for Hubble konstanten og som udvidelse, hvad kunne være skyld i den uoverensstemmelse? Jeg er godt klar over dette er mere eller mindre umuligt at finde svar til, men det troede man også det var at finde solens kemiske komposition. Jeg tænker at jeg vil forsøge at sammenligne diverse, udregnet og målte, Hubble konstanter med formål at undersøge usikkerhedens størrelse. Jeg vil også kigge på forskelle i konstanten i forhold til hvordan den er blevet målt. Private teleskoper og Hubble teleskopet selv. Måske vil jeg undersøge hvad usikkerheden betyder for fysikken alt efter hvad der forudsager den. Da jeg ikke har en ordentlig faglig baggrund indenfor emnet, vil jeg opsøge viden fra astrofysikere der har forsket omkring konstanten. Jeg har hele mit liv været interesseret i rummet. Der har aldrig rigtigt været noget andet, som har kunnet fange min opmærksomhed på samme måde. Derfor har jeg altid haft en ide omkring at blive en astrofysiker. Desværre ved jeg ikke, om jeg er egnet til sådan et arbejde. Jeg ved ikke om jeg kan forske og skrive videnskabelige artikler. Så i bund og grund så er forskerspirer, for mig, en måde at undersøge rummet. Men også at finde svar på om, at være astrofysiker er er noget for mig, eller om jeg skal overveje en anden retning med mit liv. Citerede værker: Rimmer, A. (13. 12 2021). Sky & Telescope. Hentet fra NO RELEASE FOR THE HUBBLE TENSION: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/no-release-for-the-hubble-tension/ Weaver, D., Villard, R., Riess, A., & Andreoli, C. (25. April 2019). Nasa. Hentet fra Mystery of the Universe’s Expansion Rate Widens With New Hubble Data: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/mystery-of-the-universe-s-expansion-rate-widens-with-new-hubble-data"