Ausgezeichnet: MINT-Talent Maximilian Helmbrecht fördert MINT-Talente
Fischer-Nernst-Preisträger der HU-Chemie engagiert sich am Humboldt-ProMINT-Kolleg
Maximilian Helmbrecht weist im Rahmen seiner Bachelorarbeit Antioxidantien in Lebensmitteln nach und erhält dafür den Fischer-Nernst-Preis der Humboldt-Universität zu Berlin (HU). Gleichzeitig kümmert sich der 23-Jährige darum, dass neue Talente im MINT-Bereich nachwachsen.
Die Entscheidung für die HU fiel Maximilian Helmbrecht nicht schwer, denn seine ungewöhnliche Fächerkombination – Geografie und Chemie auf Lehramt – wird in Berlin nur am Campus in Adlershof angeboten. Helmbrechts Begeisterung für Naturwissenschaften entstand durch seine Schwester, die in Wirtschaftschemie promovierte. An Geografie interessiert ihn die Kombination von der physischen und anthropogenen Komponente. Der Klimawandel sei da ein gutes Beispiel.
Helmbrecht kümmert sich außerdem am Interdisziplinären Zentrum Humboldt-ProMINT-Kolleg um neue Talente. Er ist glücklich, junge Menschen für die Naturwissenschaft begeistern zu können. „Ich mag das analytische Vorgehen, denn aus jeder Struktur lässt sich eine Eigenschaft ableiten.“ So lief es auch bei seiner Bachelorarbeit ab. „Ich habe einen Filterpapiertest auf Basis von metalloxidischen Nanopartikeln hergestellt, um damit Antioxidantien in Lebensmittelproben nachzuweisen.“ Der Test sei von der Handhabung einem Coronatest recht ähnlich. Es wird eine Probe aufgetragen, die Flüssigkeit zieht ein und eine Farbreaktion wird hervorgerufen. Statt einer Kassette nutzt Helmbrecht kreisrundes Filterpapier, das er in eine Lösung aus metalloxidischen Nanopartikeln taucht, also Metall in Verbindung mit einem oder mehreren Sauerstoffatomen. Wie viele Sauerstoffatome vorhanden sind, kommt auf das Metallteilchen im Molekül an.
Metalloxidische Nanopartikel sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. „Wir können alles bis zu einem Maßstab von einem Millimeter gut wahrnehmen, Nanopartikel sind viel kleiner. Wenn du einen Millimeter in eine Million Teile splittest, dann hast du einen Nanometer.“ Der Vorteil von dieser Kleinsteinheit sei, dass sie gut durch Antioxidantien reduziert werden kann. „Antioxidantien wie zum Beispiel Vitamin C geben Elektronen ab, die Metalloxide nehmen diese Elektronen auf. Durch die Elektronenaufnahme verringert sich die formale Ladung des Metallteilchens, die sogenannte Oxidationszahl. Diese Reduktion der Nanopartikel bewirkt einen Farbumschlag.“
Beim Test mit Ceroxid-Nanopartikeln färbt sich das Filterpapier braun, wenn ein Antioxidans enthalten ist, beim Test mit Eisenoxid-Nanopartikeln ist das Papier dann grau. Anhand der Intensität des Farbumschlages wird gemessen, wie viel an Antioxidans in einer Probe war. Je dunkler der Farbton, desto mehr an Antioxidans ist vorhanden.
Er habe die Reaktion erst mit einem Referenzmolekül getestet, der Gallussäure. „Das ist ein essenzielles Antioxidans, das wir über unsere Lebensmittel aufnehmen und brauchen, um bestimmte Stoffwechselprozesse zu verrichten.“ Gallussäure kommt zum Beispiel in Brombeeren, Himbeeren und Johannisbeeren sowie in grünem und schwarzem Tee vor. Nach der Optimierung seines Tests begann Helmbrecht mit der Untersuchung von Lebensmitteln. Er verwendete Grüntee und Rotwein bekannter Markenhersteller. Das Ergebnis: Grüntee weist eine höhere antioxidative Kapazität aus als Rotwein.
Helmbrecht ist froh, dass sein Experiment funktioniert hat. „Ganz oft ist es in der Wissenschaft so, dass du was probierst, und dann funktioniert es nicht. Dann musst du irgendwie eine Erklärung finden, warum.“ Seine Abschlussarbeit überzeugte ebenfalls die Preisjury des HU-Instituts für Chemie und so wird Maximilian Helmbrecht am 14. Februar 2024 der Fischer-Nernst-Preis verliehen.
Derzeit schreibt Helmbrecht seine Masterarbeit in der Fachdidaktik Chemie darüber, wie Schülerinnen und Schüler aus Sicht von Lehrkräften am besten lernen. „Ich habe mich während meines Bachelors schon einmal damit auseinandergesetzt und will mich jetzt ausführlicher damit beschäftigen, weil die Fragestellung so spannend ist und nicht pauschal beantwortet werden kann.“
Noch bis Ende Januar 2024 unterrichtet Maximilian Helmbrecht zwei bis drei Mal in der Woche im Rahmen eines sechsmonatigen Praxissemesters in Spandau-Siemensstadt unter Anleitung von Mentor:innen eine achte und zehnte Klasse an einem MINT-Gymnasium. Auf die Frage, ob seine Schützlinge wohl wissen, dass sie es mit einem preisgekrönten Lehrer zu tun haben, antwortet er lachend: „Nein und das ist auch gut so. Nicht ich stehe im Vordergrund, sondern die Lernenden.“
Susanne Gietl für Adlershof Journal