„Er heißt Nikolaus und beschäftigt sich mit Elektronik – wir mussten ihn einfach am Institut halten“, schmunzelt Bernd Deutschmann, Leiter des TU Graz-Instituts für Elektronik. Vor zwei Jahren bewarb sich der damals 13-jährige Nikolaus Juch bei ihm und hinterließ nicht nur mit seinem Lebenslauf einen bleibenden Eindruck. Heute ist Nikolaus als außerordentlicher Hörer an der TU Graz inskribiert und arbeitet - wie sein berühmter Namensvetter - an einer Tesla-Spule.
Eine Tesla-Spule ist ein von Nikola Tesla erfundener Transformator, mit dem hochfrequente Wechselströme erzeugt werden. Ursprüngliches Ziel des Erfinders war es, elektrische Energie drahtlos zu übertragen.
News+Stories: Wie kam es dazu, dass ein so junger Schüler bei Ihnen studiert und arbeitet?
Bernd Deutschmann: Nikolaus wollte vor zwei Jahren im Rahmen eines Schulprojekts der Modellschule Graz für eine Woche bei uns schnuppern. Er hat sich dafür richtig beworben, mit einem Motivationsschreiben und einem Lebenslauf. Wir waren neugierig, weil er sehr gut beschrieben hat, was er schon alles selbst gebaut hat. Es ist nicht alltäglich, dass sich ein so junger Mensch so intensiv mit Elektronik auseinandersetzt. Unsere neuen Studierenden bekommen immer als erste Laborübung eine Platine, auf die sie Bauteile löten und daraus eine kleine Schaltung bauen müssen. Meistens dauert es einen halben Tag, bis alle Lötarbeiten erledigt sind und einen weiteren, bis sie alles verstanden haben. Diese Laborübung habe ich auch Nikolaus gegeben - eigentlich als Programm für die ganze Woche. Eine Stunde später war er damit aus dem Hörerlabor wieder zurück, die Schaltung funktionierte einwandfrei und er konnte alles im Detail erklären. Ich stand ganz schön verlegen da, weil das Wochenpensum damit schon am ersten Vormittag erledigt gewesen ist (lacht).
Nikolaus Juch zerlegte schon zu Hause alles, was ihm in die Finger kam, um herauszufinden, wie die Geräte funktionieren. Heute arbeitet er in geschützter Laborumgebung.
Nikolaus Juch: Nach dieser Woche durfte ich dann auch im Sommer am Institut arbeiten. Zunächst war es meine Aufgabe, altes Equipment, das verkauft werden sollte, zu überprüfen. Danach hatte Bernd die Idee, dass ich eine Tesla-Spule bauen sollte, die Musik spielen kann. Und so ging es immer weiter. Heute verbringe ich fast jede freie Minute nach der Schule am Institut und bin seit einem Jahr als Student inskribiert. Gerade bin ich dabei, mein zweites Semester zu beenden.
Bernd Deutschmann: Die Idee zum Studium ist uns eigentlich gekommen, als Nikolaus einmal bei mir im Büro stand, während ich gerade Prüfungen aus der Lehrveranstaltung „Elektronische Schaltungstechnik I“ benotet habe. Spaßeshalber habe ich ihm den Fragebogen geben um zu sehen, wie weit er aus dem Stegreif kommen würde. Auf Anhieb konnte er alle Fragen bis auf zwei beantworten. Wenn er so weiter macht, dann hat er bei seiner Matura auch schon das halbe Bachelor-Studium fertig.
Nikolaus Juch ist, gefördert vom Programm „Schüler/innen an die Hochschulen“ des ÖZBF an der TU Graz inskribiert. Dieses unterstützt hochbegabte Schülerinnen und Schüler, die noch keine Matura haben, bei einem Studium an einer österreichischen Hochschule, das neben der normalen Schulbildung absolviert wird. In Österreich sind das derzeit insgesamt 84 Schülerinnen und Schüler, davon 19 in der Steiermark.
Herr Juch, woher kommt Ihr Interesse für Elektronik?
Nikolaus Juch: Meine erste Erinnerung ist ein einfacher Elektronik-Bausatz, den ich als Kind geschenkt bekam. Danach habe ich begonnen, alles auseinanderzunehmen und zu untersuchen – zum Beispiel ausgemusterte elektronische Geräte, die mein Opa aus dem Kraftwerk, in dem er damals gearbeitet hat, mitbrachte. Zu Hause baue ich sehr viel selbst. Zum Beispiel eine CNC-Fräse, die ich unter anderem dazu verwenden kann um Leiterplatten jederzeit selbst anzufertigen. Schon bevor ich ans Institut für Elektronik kam, habe ich eine kleine Tesla-Spule gebaut. Und etwas Cooles habe ich auch noch gemacht: Einen Aufbau, in dem magnetische Gegenstände mit Hilfe eines Elektromagneten zum Schweben gebracht werden können. Das ist aber gar nicht so einfach, weil normalerweise Magneten einfach alles Magnetische anziehen und ein solcher Gegenstand pickt einfach am Magneten fest und schwebt nicht. Mit etwas Regelungstechnik und einem Hall-Sensor habe ich es aber geschafft, dass der Elektromagnet so angesteuert wird, dass sich der Gegenstand in einem gewissen Abstand einpendelt und unter dem Elektromagneten schwebt.
An der TU Graz gibt es außer Nikolaus Juch in diesem Studienjahr zwei weitere hochbegabte Schülerinnen und Schüler, die neben ihrer Schulbildung Lehrveranstaltungen besuchen. Sie sind als außerordentliche Hörende an der TU Graz inskribiert und können sich alle abgelegten Prüfungen nach ihrer Matura für ihr Bachelor-Studium anrechnen lassen. Auf der Website des Studienservice der TU Graz gibt es alle Informationen.
Was sagen Ihr Umfeld, Ihre Schule und Ihre Eltern zu Ihrem Studium?
Nikolaus Juch: In der Schule unterstützen mich alle – vor allem die Direktorin, die das in den Jahresbericht aufnehmen kann ist begeistert (lacht). Meine Französisch-Lehrerin zum Beispiel hat in der Woche, in der ich für die Prüfung an der TU Graz lernen musste, keine Vokabel abgefragt. Ich habe aber das Glück, dass mir die Schule generell leicht fällt und ich wenig lernen muss, wenn ich in den Unterrichtsstunden gut aufpasse. So ist es kein Problem, wenn ich manche Nachmittage am Institut, im Labor oder in Lehrveranstaltungen verbringe.
Bernd Deutschmann: Ich weiß nicht, ob es dir deine Eltern damals erzählt haben, aber sie waren im Gespräch mit mir fast erleichtert (lacht). Gebastelt hast du ja zu Hause immer schon aber hier am Institut werden alle Sicherheitsvorkehrungen getroffen und es sind immer Expertinnen und Experten vor Ort, die aufpassen, dass nichts passiert. Und Studierende sind ja für ihre Tätigkeit an der Universität versichert.
Wir sind nach wie vor sehr dankbar, dass Nikolaus von Ihnen und Ihren MitarbeiterInnen so herzlich aufgenommen wurde und er so die Gelegenheit hat, umgeben von Gleichgesinnten und in einem „geschützten Rahmen“, seinem Hobby nach zu gehen.“ - Eltern von Nikolaus.
Momentan arbeiten Sie gemeinsam an einer singenden Tesla-Spule – was steckt da genau dahinter?
Nikolaus Juch: Oben aus der Spule kommen Blitze raus und erzeugen durch das Plasma in der Luft Schallwellen. Wenn man die Tesla-Spule nun in einem bestimmten Takt ein- und ausschaltet, kann man die Frequenz der Schallwellen modulieren und wenn man es richtig gut macht, dann hört man quasi, dass die Blitze Töne erzeugen. Mittlerweile geht das ganz gut und es kommt schon richtige Musik raus.
Bernd Deutschmann: Das Projekt ist eine gute Möglichkeit um Studierenden Elektronik live näherzubringen, unter anderem weil hier Funken zu sehen und wie in diesem Fall sogar Musik zu hören ist. Außerdem geht es dabei auch um die Vermittlung von Wissen im Bereich der Leistungselektronik. Zur Ansteuerung der Spule verwenden wir die neuesten Leistungshalbleiter, die zum Teil noch nicht einmal am Markt sind und uns für Tests zur Verfügung gestellt wurden. Wir versuchen, die Ansteuerung, das Printplattendesign und andere Bauteile so zu optimieren um das Endprodukt so störfest wie möglich zu bekommen. Wenn es zu viele Störungen gibt (und eine Tesla-Spule produziert da eine Menge davon), dann kann es zu Fehlern in der Ansteuerung kommen und die Leistungshalbleiter können kaputt gehen. Das ist unter anderem eines der Forschungsthemen unseres Instituts: Wie baue ich zuverlässige elektronische Systeme? Und wir haben mit der Tesla-Spule noch andere Pläne: Alle zwei Jahre organisieren wir eine große Fachtagung zum Thema Elektromagntische Verträglichkeit an der TU Graz. Bei der nächsten Veranstaltung 2019 hoffen wir, dass bei der Abendveranstaltung im Nikola Tesla Labor die große Tesla-Spule die Eröffnungsrede halten wird. Und ich bin sehr zuversichtlich, dass das klappt. Wenn sie schon Musik spielen kann, dann sollte sie auch reden können. Man hört schon heute sehr deutlich, was die Spule zu sagen hat (lacht).
Nikolaus Juch hat auch dem AirCampus Graz – der Podcast-Plattform der vier Grazer Universitäten – ein Interview gegeben.
