Über 1800 Jugendliche im Schülerlabor TüChemLab in 2025

Mit insgesamt 1860 Jugendlichen, die 2025 das Schülerlabor TÜChemLab an der Universität Tübingen besucht haben, verdreifachen sich die Besucherzahlen im Vergleich zum Vorjahr. Im TüChemLab können auch Experimente zu Forschungsthemen des CMFI durchgeführt werden. CMFI Principal Investigators Karl Forchhammer hat dazu gemeinsam mit Mitarbeitenden der Chemiedidaktik eine Versuchsstation entwickelt. Koordiniert wird die Entwicklung und Durchführung durch Mitarbeitende des BMBF-geförderten Projekts MINT me!, dessen Ziel es ist, außerschulische Lernangebote auszubauen und sichtbarer zu machen. Das CMFI ist seit dem Start in 2022 Verbundpartner des MINT me! Projekts. Die gemeinsam entwickelte Station „Biokunststoffe – Die nachhaltige Revolution des Plastikmülls?“ hat mit 600 Schülerinnen und Schülern in 2024 einen sehr erfolgreichen Start gehabt. Zusätzlich erreichten die Schülerlabore in der gesamten Projektlaufzeit 247 Lehrer und Studierende.

Inhalte des CMFI Schülerlabors 

Im Angebot „Biokunststoffe – Die nachhaltige Revolution des Plastikmülls?“ werden Einblicke in die aktuelle Forschung unseres Exzellenzclusters gegeben. Die gezeigte Forschung befasst sich mit innovativen Ansätzen rund um die nachhaltige Produktion und das Recycling von Bioplastik und vermittelt so Prinzipien einer Kreislaufwirtschaft. Dabei werden sowohl der Beitrag der Chemie als auch die Möglichkeiten der interdisziplinären Zusammenarbeit von Chemie und Mikrobiologie vermittelt. Die Herausforderungen für das Leben in einer nachhaltigen Gesellschaft werden besprochen und durch Experimente praktisch erfahrbar gemacht.

"Was mich besonders freut ist, dass wir diese Station ko-kreativ und mit der Zielgruppe der Schülerinnen und Schüler entwickelt haben. Die Forschungsinhalte wurden zunächst gemeinsam von unseren Forschenden und dem Team der Chemiedidaktik aufbereitet. Anschließend wurde die Station dann mehrfach im laufenden Prozess mit Klassen erprobt und die Rückmeldungen haben die Entwicklung der Inhalte direkt beeinflusst. Die Besucherzahlen unterstreichen die Attraktivität unseres Angebots.", sagt Leon Kokkoliadis, der im CMFI für die Medien- und Öffentlichkeitsarbeit verantwortlich ist.

Der am häufigsten eingesetzte bio-basierte und biologisch abbaubare Kunststoff ist die Polymilchsäure (PLA). Doch außerhalb industrieller Anlagen ist dieser nicht vollständig kompostierbar. Eine Alternative kann hier die Polyhydroxybuttersäure (PHB) sein. PLA und PHB werden industriell durch heterotrophe Bakterien produziert, die hierfür mit Kohlenhydraten gefüttert werden müssen. PHB verbraucht jedoch im Herstellungsprozess doppelt so viele Kohlenhydrate wie PLA.

Neben heterotrophen Bakterien produzieren auch Cyanobakterien PHB. Cyanobakterien sind die einzigen Bakterien, die sich durch oxygene Photosynthese ernähren – also ausschließlich durch Licht und Kohlenstoffdioxid. Das Potential einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe ist damit enorm: Das zur PHB Produktion benötigte CO₂ wird bei der Kompostierung wieder freigesetzt, und als einzige Energiequelle wird das unbegrenzt verfügbare Sonnenlicht genutzt. Karl Forchhammer und seinem Team ist es gelungen, den Stoffwechsel von Cyanobakterien so zu modifizieren, dass sie ihre natürliche PHB-Produktion immens erhöhen, sodass eine industrielle Anwendung möglich ist.

Die Schülerinnen und Schüler lernen zunächst die Unterschiede zwischen PLA und PHB kennen und bewerten die beiden Stoffe anhand verschiedenen Nachahltigkeitsparameter. Daraufhin wird der neue Produktionsansatz der Arbeitsgruppe Forchhammer vorgestellt. Die Cyanobakterien werden in der Wachstums- und der Produktionsphase mikroskopiert. Die Proben kommen aus der Arbeitsgruppe Forchhammer und geben einen authentischen Einblick in die Forschung. Anhand von Bakterienmodellen wird der zelluläre Aufbau der Bakterien und das Prinzip der katabolen PHB-Produktion erklärt. Anschließend erhalten die Schülerinnen und Schüler bei einem Besuch in Laboren der Mikrobiologie einen Einblick in aktuelle Forschungsarbeiten und den derzeitigen Stand der Technik. Am hochauflösenden Fluoreszenzmikroskop kommen die Schülerinnen und Schüler ins Gespräch mit Wissenschaftlerinnen des CMFI und können so Verständnisfragen klären und mehr über mögliche Arbeitsfelder in der Mikrobiologie erfahren.

(Text: Felix Pawlak, Leon Kokkoliadis)

Wir haben das Schülerlabor TüChemLab besucht und ein kurzes Video gedreht, das spannende Eindrücke dieses Angebots zeigt.

Zusätzlich hat MINT me! drei Kurzvideos produziert, um zu zeigen, woran in der Arbeitsgruppe von Karl Forchhammer geforscht wird.