ERC Grants

Stefan Uderhardt wurde für seine bisherigen herausragenden Leistungen in der Wissenschaft sowie für ein besonders innovatives Forschungsprojekt ausgezeichnet. Mit dem Geld will der Wissenschaftler herausfinden, wie der Körper zielgerichtet auf Gefahren mit Immunreaktionen reagiert. In seinem Projekt mit dem Namen „Network Synergies in Stromal Tissue Homeostasis and Prevention of Inflammatory Disease“ schlägt Stefan Uderhardt ein revolutionäres Konzept vor, in dem er ein „Internet des Gewebes“ postuliert, welches den Ort, die Zeit und das Ausmaß des Schadens den Fresszellen mitteilt.

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Den ERC Starting Grant will Braun nutzen, um die Auswirkungen der Digitalisierung im Gesundheitsbereich auf den Menschen genauer zu untersuchen. „Zu den aufkommenden Technologien gehören sogenannte Digitale Zwillinge“, sagt der Ethiker. Bei einem solchen Digitalen Zwilling handelt es sich um Simulationen von bestimmten Körperfunktionen beziehungsweise von Organen, die mittels Methoden Künstlicher Intelligenz erstellt wurden. Diese können in Echtzeit Vorhersagen zu Gesundheitsrisiken und Krankheitsverläufen erstellen und individuelle Feedbacks und Warnungen geben. Der Digitale Zwilling könnte auch für Tests herhalten, ob oder welche Behandlungsmethoden bei einer bestimmten Person erfolgversprechend sind. Ebenso könnten Operationen trainiert und getestet werden.

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Das Ziel von Dr. Benoit Merles Projekts ist es, die Nanoindentierung zu einem neuen Werkzeug für Versuche mit hoher Verformungsrate zu entwickeln – durch gleichzeitige Fortschritte bei Hardware und experimentellen Methoden. Das neue Verfahren wird millionenfach höhere Verformungsraten charakterisieren können als bisherige Methoden – auf millionenfach kleinerer Ebene.

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Dr. Dominik Munz will in seinem Projekt PUSH-IT mit seinem Team neue Reaktionskonzepte entwickeln, um Wunschreaktionen anzustoßen, die für die Herstellung von Medikamenten oder für die Energieumwandlung und -speicherung benötigt werden. Die avisierten „Traumreaktionen“ sollen durch eine Separierung von Ladungen, das heißt dem Schubsen („Pushen“) von Elektronen in chemischen Bindungen, ermöglicht werden.

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Dr. Johannes Fürst möchte mit seinem Projekt FRAGILE diese Prognosen der Vorhersagemodelle für die Entwicklung von Gletschern deutlich verbessern. Dafür will er immense Mengen bislang meist ungenutzter Fernerkundungsdaten – also Satellitenbilder – der vergangenen 20 bis 30 Jahre verwerten und systematisch für die Modellierung heranziehen. Die Datenflut beinhaltet eine inzwischen zweiwöchentliche Abdeckung jedes Gletschers auf unserem Planeten, inklusive der Vermessung seiner momentanen Geschwindigkeit und seiner Oberfläche. Diese Information soll systematisch und über die Zeit hinweg in das neue Vorhersagemodell einfließen.

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Veit Rothhammer beschäftigt sich mit der Rolle von Astrozyten bei Autoimmunerkrankungen des Gehirns und des Rückenmarks wie Multiple Sklerose. Astrozyten beeinflussen schwer therapierbare Phasen
der Multiplen Sklerose maßgeblich. Durch ein besseres Verständnis
ihrer Funktion soll es gelingen, neue Therapieansätze für die Krankheit zu entwickeln, um die starken Schäden an Gehirn und Rückenmark zu behandeln.
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Bei den Erkrankten einer Autoimmunerkrankung kann das Immunsystem nicht mehr zwischen eigenem Gewebe und einer Bedrohung von außen unterscheiden und löst im Körper als Abwehrreaktion eine Entzündung aus, zunächst meist in einem Organ – etwa dem Darm oder der Haut. Die Entzündung breitet sich oft im Lauf der Zeit von dem ursprünglich befallenen Organ auf andere Bereiche im Körper aus und die Erkrankung wird schwerwiegender. Mit seiner Arbeitsgruppe untersucht Dr. Andreas Ramming molekulare Mechanismen, die jene Ausbreitung der Autoimmunreaktion auf andere Regionen im Körper triggern. Er und sein Team haben in den vergangenen Jahren Daten gesammelt und erste molekulare Signaturen entdeckt, die anscheinend diese verhängnisvolle Entwicklung begünstigen. Nun wollen die Mediziner den Prozessen dahinter tiefer auf den Grund gehen und verstehen, welche Zellen beteiligt sind.

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Zweidimensionalen Materialien haben aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten das Gebiet der Materialwissenschaften erobert. Gonzalo Abellán Saez widmet sich im Rahmen seines Projekts den Elementen Phosphor, Arsen, Antimon und Bismut. Die Bandbreite an Eigenschaften dieser Stoffe erlaubt eine besonders vielseitige Verwendung. Die neuartigen 2D-Materialien eignen sich hervorragend für Optoelektronik, Energiespeicherung und Katalyse. Sie könnten verwendet werden, um Akkus oder Solarzellen herzustellen. Auch bei der Entwicklung von neuen Lasern, Bildschirmen und Datenträgern könnten sie sich als nützlich erweisen.

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Stahl ist als Werkstoff zwar schon Jahrtausende alt, wird aber auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Wenn Wasserstoff zu einem wichtigen Energieträger wird und zum Beispiel Stahltanks zu dessen Lagerung benötigt werden, wird die Weiterentwicklung des Materials äußerst wichtig. Dieser Aufgabe hat sich Peter Felfer verschrieben. Wasserstoff ist eigentlich der Erzfeind von Stahl. Dringt das Element in das Metall ein, wird fester und zäher Stahl plötzlich spröde und brüchig. Peter Felfer erforscht die dahinterliegenden Mechanismen.

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Stefan Sandfelds Ziel ist eine „Sprache“ für Versetzungsmikrostrukturen. Damit sind Defekte gemeint, die in Metallen oder Halbleitern für mechanische, optische und elektronische Eigenschaften verantwortlich sind. Die Sprache soll es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ermöglichen, unterschiedliche Methoden und Daten miteinander zu vergleichen und zu analysieren. Stefan Sandfeld hat den ERC Grant an der TU Freiberg erhalten.

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Martin Eckstein untersucht, wie sich Eigenschaften, etwa Magnetismus oder Supraleitung, von Festkörpern mit Hilfe von Ultrakurzzeitspektroskopie in extrem kurzer Zeit manipulieren lassen. Dabei geht es ihm zum Beispiel auch darum, zwischen unterschiedlichen Zuständen mit verschiedenen Eigenschaften zu schalten, was eine neue und schnelle Kommunikationstechnologie bedeuten könnte. Den ERC Grant erhielt Martin Eckstein am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie.

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Täglich steht unser Immunsystem vor der Aufgabe, zwischen schädlichen Mikroorganismen und körpereigenen Zellen zu unterscheiden. Das Immunsystem führt eine Art Mülltrennung mit Hilfe von Phagozyten (Fresszellen) durch. Dieser Prozess bewirkt die Immunreaktion gegen Krankheitserreger und unterstützt die immunologischen Toleranz gegen den eigenen Körper. Gerhard Krönke will neue Methoden zur Untersuchung der koordinierten Phagozytose und der Weiterverarbeitung von Krankheitserregern und toten körpereigenen Zellen untersuchen. Die Erkenntnisse werden die Entwicklung neuer Therapieansätze zur Behandlung von Infektions- und Autoimmunerkrankungen ermöglichen.

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Moderne elektronische Geräte müssen nicht nur immer leistungsfähiger, sondern auch immer kleiner werden. Molekulare Elektronik bietet die Chance, winzig kleine Bauelemente oder Sensoren aus funktionellen Molekülen herzustellen. Wie sich die Anordnung von Molekülen und deren Wechselwirkung untereinander kontrollieren lässt, untersucht Sabine Maier. Sie will es schaffen, aus einzelnen Molekülen unvorstellbar dünne, extrem stabile und elektrisch gut leitende Molekülteppiche richtig fest zusammenzuknüpfen.

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Andreas Bräuer nimmt Gemischheterogenität in Hochdruckprozessen und ihren Einfluss auf die Produkteigenschaften unter die Lupe. Als Analysewerkzeuge kann er aber keine Mikroskope verwenden, sondern muss auf optische Messtechniken zurückgreifen. Diese erlauben es, aus technischen Anlagen zeitlich und lokal aufgelöste Informationen über den Gemischzustand auf molekularer und gleichzeitig auf makroskopischer Ebene zu gewinnen. Solche Instrumente hat Andreas Bräuer in den letzten Jahren selbst entwickelt.

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Björn Braunschweig geht dem Schaum von A bis Z auf den Grund. So untersucht er alle Hierarchieebenen von winzig klein bis riesengroß: Er nimmt die Molekülstruktur an der Grenzfläche ebenso unter die Lupe wie die Schaumblase selbst mit ihren Wänden, den Lamellen, und schließlich den sichtbaren Schaum. Björn Braunschweig untersucht dazu den molekularen Aufbau von Grenzflächen. Mit den Erkenntnissen aus allen Größenskalen, lässt sich gezielt die Eigenschaft eines Schaums steuern und verbessern.

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Die Physikerin Ana-Suncana Smith untersucht die Funktionsweise von Biomembranen in lebenden Zellen. Biologische Membranen sind für den selektiven Transport von Molekülen oder die Übertragung von Signalen zwischen den Zellen zuständig. Viele Medikamente können nur wirken, wenn die Biomembran ihre Rolle in der Zelle zuverlässig erfüllt. Ana-Suncana Smith will die (bio-)physikalischen Gesetzmäßigkeiten in der Zelle ausfindig machen und daraus eine Theorie entwickeln – in einem ersten Schritt an biomimetischen Membranen, also künstlich hergestellten Membranen als vereinfachtem Modellsystem. Im zweiten Schritt folgt der Test in der lebenden Zelle.

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Jana Zaumseils Forschung hat zum Ziel, Leuchtkraft und Energieeffizienz organischer Leuchtdioden zu verbessern. Dazu nutzt sie sogenannte plasmonische Nanoantennen, kleinste Goldpartikel von nur ca. 10 bis 100 Nanometern Durchmesser. Ähnlich wie Radioantennen, die Radiowellen verstärken, sollen die Nanoantennen die in den Leuchtdioden erzeugten Lichtwellen verstärken und die Diode somit heller leuchten lassen. Organische Leuchtdioden könnten zum Bau von Displays für Smartphones und Computer oder in optischen Kommunikationsschaltkreisen eingesetzt werden.

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