Laufende Forschungsprojekte

Im FAU-Forschungsinformationssystem CRIS sind folgende laufende Forschungsprojekte eingetragen:

Projekte

  • Evaluierung des Bürger*innenrats Klimaaufbruch der Stadt Erlangen

    (Projekt aus Eigenmitteln)

    Laufzeit: 26. Januar 2022 - 31. Mai 2022

    Bei der Durchführung des Bürgerrates zum Thema „Klima-Aufbruch-Erlangen“ gilt es, wesentliche Kriterien für eine gute Bürgerbeteiligung zu reflektieren. Zukünftige Prozesse können noch wirksamer gestaltet werden, wenn Stärken ebenso wie Schwächen vorangegangener Maßnahmen identifiziert wurden. Untersucht werden u.a. die Auswahl der Teilnehmenden, Fragen der Inklusion und Transparenz sowie die Durchführungsqualität.

  • Quellen und Anreicherungsprozesse von (Halb-)Metallen in submarinen back-arc Hydrothermalsystemen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 15. Januar 2022 - 14. Januar 2024
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Die steigende Nachfrage an kritischen und energie-kritischen Elementen in der High-Tech-Industrie verlangt eine sichere und beständige Versorgung dieser seltenen Rohstoffe. Aufgrund ihrer sehr spezifischen Anwendung können viele dieser (Halb-)Metalle nicht ersetzt werden und Lagerstätten mit wirtschaftlichen Anreicherungen treten nur in wenigen Ländern auf, was zu Versorgungsengpässen in der nahen Zukunft führen kann. Um die Versorgung dieser strategischen Elemente zukünftig zu sichern, müssen neue alternative Quellen erforscht werden, wie beispielsweise am Meeresboden.

    Hydrothermalsysteme assoziiert mit Subduktionsvulkanismus führen einige der wichtigsten vulkanogenen Massivsulfid-Lagerstätten (VMS) der Welt. Viele dieser VMS-Lagerstätten bilden sich in back-arcs, wo es am heutigen Meeresboden auch zum Auftreten von Massivsulfiden (SMS) kommt. Diese stellen einen modernen Analog zu den VMS-Lagerstätten dar, von denen einige Anreicherungen an (Halb-)Metallen (z.B. Cu, As, Se, Ag, Sb, Au, Hg, Tl und Pb) zeigen, die höher sind als in Lagerstätten an Land, die aktuell abgebaut werden. Viele dieser Elemente haben eine starke Affinität zu magmatischen Volatilen, es ist jedoch immer noch schlecht verstanden, wie die Entgasung von Magmen die Gehalte von (Halb-)Metallen in SMS und VMS Mineralisationen beeinflusst.

    Das Ziel dieses Projekts ist die Quantifizierung des geochemischen Flusses in submarinen back-arc Hydrothermalsystemen von einer neuen 3D Perspektive. Hierfür soll der Einfluss von (1) magmatischen Volatilen, (2) unterschiedlichen Nebengesteinen und (3) Fraktionierungsprozessen von (Halb-)Metallen in der hydrothermalen Aufstiegszone auf die Zusammensetzung VMS- und SMS-Mineralisationen untersucht werden. Um diese Ziele zu erreichen ist eine kontinuierliche Beprobung von der Reaktionszone bis zum Meeresboden notwendig, was nur mit Bohrkernen aus ODP und IODP Expeditionen möglich ist. Wir haben entsprechende Bohrkerne identifiziert und zusammen mit Proben vom Meeresboden und aus fossilen Hydrothermalsystemen mit VMS-Mineralisationen vom Troodos Ophiolith lässt sich ein einzigartiger Probensatz zusammenstellen. Für die Zielsetzung des Projekts ist ein innovativer analytischer Ansatz notwendig, der (Ultra-)Spurenelemente mit Se und multiplen S Isotopen kombiniert, wodurch der hydrothermale Kreislauf von (Halb-)Metallen durch die ozeanische Kruste verfolgt werden kann, was neue Einblicke in die Quelle(n), sowie Fraktionierungs- und Ausfällungsprozesse von (Halb-)Metallen liefern wird.  Dies ermöglicht es letztlich neue grundlegende Konzepte für die wirtschaftliche Anreicherung von (Halb‑)Metallen in submarinen back-arc Hydrothermalsystemen zu entwickeln.

  • Greedy algorithms for fair allocations and efficient assignments within facility location optimization problems

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 3. Januar 2022
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
  • Dentale Glaskeramiken im System SiO2 - Li2O - ZrO2 mit verbesserter Lebensdauer: Mechanismen der Kristallisation und Widerstand gegenüber langsamen Risswachstum

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Dentale Glaskeramiken im System SiO2 - Li2O - ZrO2
    Laufzeit: seit 1. Oktober 2021
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Materialklassen, die den natürlichen Zähnen ähneln, wie polykristalline Keramiken, Glaskeramiken und Keramik-Methacrylat-Komposite werden seit einiger Zeit für den Zahnersatz bevorzugt. Das erste kommerzielle Produkt basierte auf einem nicht-stöchiometrischen Mehrkomponentensystem SiO2-Li2O-Al2O3-K2O-P2O5-ZrO2-ZnO, das vorkristallisiert und anschließend aufgeschmolzen und in eine Form aus feuerfestem Material gespritzt wurden. Die resultierende Glaskeramik erreichte einen Kristallisationsgrad von ~70 Vol.-% mit länglichen Li2Si2O5-Kristalliten und weist sehr gute mechanische Eigenschaften auf.

    Der Forschungsansatz ermöglicht es, Beziehungen zwischen den mechanischen Eigenschaften, der Zusammensetzung und der Mikrostruktur, entweder in der Glaskeramik oder im Restglas zu ermitteln. Dazu wird der Einflusss des SiO2/Li2O-Molverhältnisses auf das Kristallisationsverhalten von Li2SiO3- und Li2Si2O5-Phasen analysiert und der Effekt der ZrO2-Zugabe bei konstantem SiO2/Li2O-Verhältnissen auf Kristallisationskinetik und Netzwerkstruktur des Restglases untersucht.

  • "Kommunizierende" Partikel für einen Batteriepass

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Innovationsplattform einer grünen, detektierbaren und direkt recycelbaren LithiumIonen Batterie
    Laufzeit: 1. Oktober 2021 - 30. September 2024
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Die Enthüllung des Ursprungs der galaktischen kosmischen Strahlung: Erforschung von Pulsar-Umgebungen bei den höchsten Energien

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2021 - 30. September 2024
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Emmy-Noether-Programm (EIN-ENP)
    Dieses Projekt zielt darauf ab, den Ursprung der galaktischen kosmischen Strahlung (CRs), ein grundlegendes offenes Problem in der Astrophysik, durch Studien der Pulsar-Umgebung bei Gammastrahlungsenergien zu enthüllen. CRs sind energereiche geladene Teilchen, die in extremen kosmischen Umgebungen auf hohe Energien beschleunigt werden und dann den Weltraum durchqueren und die Erde kontinuierlich bombardieren.Man geht davon aus, dass galaktische Beschleuniger den Fluss der CR bis zu Energien von 1 PeV dominieren, wo es zu einem Bruch im Allteilchen-CR-Spektrum kommt, die als "Knie" bekannt ist. Obwohl man annimmt, dass der größte Teil des CR-Flusses von Supernovae getragen wird, bleibt der experimentelle Nachweis der Beschleunigung von Teilchen zu PeV-Energien in der Nähe von Supernova-Überresten schwer zu erbringen. Innerhalb der letzten Jahre wurde nachgewiesen, dass Pulsar-Wind-Nebels (PWNe) Elektronen und Positronen auf PeV-Energien beschleunigen, aber der Ursprung PeV-Teilchen anderer Art bleibt unbestätigt. Kürzlich durchgeführte Messungen an zwei nahegelegenen Pulsaren zeigten eine überraschend langsame CR-Diffusion, was zu einer gewissen Spannung mit den derzeitigen theoretischen Modellen führt. Dieses Projekt wird bedeutende Schritte zur Vertiefung unseres derzeitigen Wissens über PWNe-Systeme unternehmen. Es wurden vier Hauptfragen identifiziert, die durch die Verbesserung der Leistung der bodengebundene Gammastrahlungs-Teleskope bei hohen Energien bis hin zu 100 TeV und der verbesserten Analyse von ausgedehnten Quellen mit einer Größe von mehr als etwa 1 Grad angegangen werden können. Diese sind: 1) Welcher Anteil der PWNe-Population beschleunigt Teilchen bis auf PeV-Energien? 2) Gibt es in PWNe Hinweise auf die Beschleunigung hadronischer Teilchen? 3) Wie bewegen sich energiereiche Teilchen durch Pulsarumgebungen und wie werden sie in das interstellare Medium freigelassen? und 4) Sind "Halos" von entwichenen Teilchen ein gemeinsames Merkmal der späten PWNe-Entwicklung? Das vereinigende Ziel dieses Projekts ist daher "Den Beitrag des Pulsars zum Ursprung der galaktischen kosmischen Strahlung zu enthüllen".In der ersten Phase dieses Projekts wird der Schwerpunkt auf technischen Verbesserungen der Datenanalyse und auf detaillierten und präzisen Studien einzelner PWN-Systeme liegen, während in der zweiten Phase ein Hauptziel darin besteht, die Anzahl der bekannten TeV-PWN und Halos zu erhöhen und Multi-Wellenlängen- und Populationsstudien durchzuführen. Die vorgenommenen Verbesserungen der Analyse werden zusätzlich Studien anderer Quellen bei höchsten Energien und erweiterter TeV-Gammastrahlenemission zugute kommen. In ähnlicher Weise werden die wissenschaftlichen Ergebnisse in unser Verständnis von CRs und ihrer breiteren Rolle innerhalb unserer Galaxie einfließen.
  • Heisenberg-Professur: Quantenfelder und Operatoralgebren

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2021 - 31. August 2026
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Das Ziel des Heisenberg-Programms ist es, herausragenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die alle Voraussetzungen für die Berufung auf eine Langzeit-Professur erfüllen, zu ermöglichen, sich auf eine wissenschaftliche Leitungsfunktion vorzubereiten und in dieser Zeit weiterführende Forschungsthemen zu bearbeiten. In der Verfolgung dieses Ziels müssen nicht immer projektförmige Vorgehensweisen gewählt und realisiert werden. Aus diesem Grunde wird bei der Antragstellung und auch später bei der Abfassung von Abschlussberichten - anders als bei anderen Förderinstrumenten - keine "Zusammenfassung" von Projektbeschreibungen und Projektergebnissen verlangt. Somit werden solche Informationen auch in GEPRIS nicht zur Verfügung gestellt.
  • Nichtmischbare Sulfidschmelzen: Einblicke in Fraktionierungsprozesse chalkophiler Elemente in der ozeanischen Kruste

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 15. August 2021 - 14. August 2024
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Nichtmischbare Sulfidschmelzen sind in der ozeanischen Kruste als magmatische Sulfide erhalten und zeichnen die Entwicklung von S und chalkophilen Elementen im magmatischen System auf. Neuste Ergebnisse zeigen systematische Unterschiede in deren Mineralogie und Chemie zwischen konvergenten und divergenten Plattengrenzen, die Prozesse die hierfür verantwortlich sind, sowie deren Einfluss auf die Verteilung chalkophiler Elemente sind jedoch weitestgehend unbekannt. Faktoren die die Löslichkeit von S in Silikatschmelzen kontrollieren beinhalten: (1) Temperatur, (2) Druck, (3) Sauerstofffugazität und (4) Fraktionierungsgrad. Die Bedingungen bei der Aufschmelzung des oberen Mantels und der Differentiation von Magmen in der Kruste unterscheiden sich zwischen Mittelozeanischen Rücken und Subduktionszonen, der Einfluss dieser Prozesse auf die Verteilung von S, Metallen und Halbmetallen in Magmen ist jedoch schlecht verstanden. Diese Prozesse kontrollieren die Entwicklung und den Kreislauf von S und chalkophilen Elementen in der ozeanischen Lithosphäre, die Zusammensetzung hydrothermaler Sulfide am Meeresboden, die Bildung der kontinentalen Kruste, die Zusammensetzung von vulkanischen Gasen und möglicherweise von epithermal-porphyrischen Lagerstätten.

    Diese Fragen sollen im Rahmen des Projekts bearbeitet werden, indem der magmatische Fluss von Metallen und Halbmetallen (z.B. Co, Ni, Cu, Se, Ag, Te, PGE, Au, Bi) durch die ozeanische Lithosphäre an Mittelozeanischen Rücken und ozeanischen Subduktionszonen untersucht wird. Neuste Methoden ermöglichen es die Spurenelementgehalte in magmatischen Sulfiden aus allen Abschnitten der ozeanischen Lithosphäre erstmals aus einer globalen Perspektive und unter Berücksichtigung des plattentektonischen Milieus und der zeitlichen Entwicklung des Systems zu messen. Proben die die initiale Phase ozeanischer Spreizung beim Zerbrechen eines Kontinents, sowie heutige vulkanische Aktivität an Mittelozeanischen Rücken dokumentierend ermöglichen es zusammen mit einer Abfolge von den jüngsten Laven am Meeresboden zu den ältesten am Übergang zu den Sheeted Dykes, die zeitliche Entwicklung des magmatischen Systems in hoher Auflösung zu untersuchen. Hierfür ist eine kontinuierliche Beprobung vom oberen Lithosphärenmantel bis in die oberste Kruste notwendig, was nur mit Bohrkernen aus DSPD, ODP und IODP Expeditionen möglich ist. Wir haben entsprechende Bohrkerne identifiziert und zusammen mit Proben vom Meeresboden und aus alter ozeanischer Lithosphäre (z.B. Troodos Ophiolith) kann ein vollständiges Spektrum von Perdiotiten des oberen Mantels, Grabbros der unteren Kruste, Sheeted Dykes und Laven basaltischer bis rhyolitischer Zusammensetzung untersucht werden. Magmatische Sulfide sind in vielen dieser Proben bekannt. Durch diesen Ansatz können erstmals Modelle entwickelt werden die den magmatischen Kreislauf chalkophiler Spurenelemente durch die gesamte ozeanische Lithosphäre an konvergenten und divergenten Plattengrenzen abbilden.

  • Entschlüsselung von Karbonatisierungs- und Hydratisierungsmechanismen kalkarmer Zementklinker

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Kohlendioxidreduktion durch kalkarme Klinker und Karbonisierungshärtung
    Laufzeit: 1. August 2021 - 31. Juli 2025
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

    Der Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung spiegelt das Pariser Klimaschutzabkommen vom Dezember 2015 als nationale Verpflichtung wider, mit dem Ziel bis ins Jahr 2030 die Treibhausgasemissionen um 55% gegenüber 1990 zu senken. Die weitgehende Treibhaus-gasneutralität für Deutschland wird bis 2050 angestrebt. Einen maßgeblichen Anteil an den entstehenden Emissionen hat mit ca. 20% der Sektor Industrie, wobei ca. 5% der CO2-Emissionen auf die Zementindustrie entfallen. Diese Emissionen haben ihre Ursache zum einen im prozessbedingten Verbrauch von Brennstoffen und Energie, vor allem aber im Einsatz von primärem Kalkstein bei der Herstellung des Zementklinkers. Vor diesem Hintergrund hat die Zementindustrie während der letzten Jahre bereits große Anstrengungen unternommen, die energetisch bedingten CO2-Emissionen zu minimieren und die CO2-Bilanz der Zemente durch eine Verringerung des Klinkeranteils bei gleichzeitiger Erhöhung des Anteils von Zumahlstoffen zu verbessern.

    Bei der Herstellung des Portlandzementklinkers selbst ist die Komponente „Kalkstein“ ein bisher unverzichtbarer Bestandteil des Rohmehls, da es derzeit keine andere natürliche Kalziumquelle in vergleichbarer Menge und globaler Verteilung gibt. Dem Rohmehl werden zur Einstellung des gewünschten Mineralphasenbestandes weitere Materialien zur Bereitstellung von Silizium, Aluminium und Eisen zugegeben. Dies sind i.d.R. tonhaltige Gesteine, Quarzsande und industrielle Nebenprodukte wie Aschen sowie Hütten- und Gießereisande. Das Rohmehl wird im anschließenden Klinkerbrennprozess thermisch entsäuert. Aus diesem Schritt resultieren rund 63% der bei der Zementklinkerherstellung freigesetzten CO2-Emissionen. Anders ausgedrückt führt die Kalzinierung von Kalkstein zu ca. 530 kg CO2 pro Tonne Klinker, bei einer Gesamtemission von ca. 840 kg CO2 pro Tonne Klinker.

    Ein Material, das bisher als Rohmehlkomponente und potentieller Ersatz für primären Kalkstein kaum Beachtung fand, ist hydratisierter, erhärteter Zementstein in Altbeton, sogenannter RCP (Recycled Concrete Paste). Dieser kann während des Recyclings von Abbruchbeton und selektiver Trennung von Grobzuschlag und Sandfraktion gewonnen werden. Der im Beton vorliegende, hydratisierte Zementstein hat eine dem Klinker ähnliche chemische Zusammensetzung und ist potenziell in großen Mengen verfügbar. Auch wenn sich bereits Technologien für eine verbesserte selektive Trennung abzeichnen, wird die Trennung des Zementsteins von feinstem Sand und Füllstoffen nicht zu 100% möglich sein und die Zusammensetzung des Rezyklats auf einen kalkärmeren Chemismus hinauslaufen. Pro Tonne produziertem Portlandzementklinker besteht ein Bedarf an ca. 1,2 Tonnen primärem Kalkstein als Rohmehlkomponente. Jede Tonne Kalkstein emittiert hierbei ca. 440 Tonnen CO2. Bei der Herstellung von Portlandzementklinker ist ein Ersatz von Kalkstein durch RCP auf ca. 25% limitiert, u.a. aufgrund der Anforderungen an den kalkreichen Chemismus. Dies würde unter Berücksichtigung einer Vorkarbonatisierung von 20% zu einer CO2-Ersparnis von ca. 105 kg pro Tonne Klinker führen.

  • Koordinationsfonds

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: eROSITA-Studien zu Endstadien der Sterne (eRO-STEP)
    Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2024
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    eROSITA (extended ROentgen survey with an Imaging Telescope Array) ist ein Röntgenteleskop auf dem Spektr-RG Satelliten, der im Juli 2019 gestartet ist. eROSITA führt die erste bildgebende Himmelsdurchmusterung im Röntgenband von 0.2 - 10.0 keV durch. Die Forschungsgruppe setzt sich aus den Mitgliedern der Kern-Institute des eROSITA-Konsortiums zusammen und wird sich mit der Untersuchung der Röntgenstrahlung von Endstadien der Sternentwicklung, d.h. weißen Zwergen, Neutronensternen, schwarzen Löchern, Supernova-Überresten und dem interstellaren Medium in der Milchstraße und den Magellanschen Wolken beschäftigen. Anhand von eROSITA All-Sky Survey-Daten werden wir den Ursprung und die Eigenschaften der diffusen Röntgenemission und der Röntgenquellpopulationen in den Galaxien studieren. Während der ersten Förderperiode der Forschungsgruppe wird der gesamte Himmel 6 bis 7 mal mit eROSITA beobachtet (3.5 der 4 Jahre des All-Sky Surveys). Wir werden spezifische Analysemethoden für jedes Projekt entwickeln und Untersuchungen von helleren oder transienten Objekten durchführen. Das Langzeitziel der Forschungsgruppe ist die Untersuchung der Röntgenquellen in der Milchstraße und den Magellanschen Wolken bis zu einer unteren Flussgrenze von F = 10^-14 erg cm^-2 s^-1 sowie ein besseres Verständnis der großen interstellaren Strukturen, den interstellaren Stoßwellen und der Teilchenbeschleunigung. Wir werden zusätzliche Daten von optischen Surveys wie von SDSS oder 4MOST oder anderen Multiwellenlängen-Beobachtungen nutzen. Die Analysemethoden und Software, die wir in den Projekten der Forschungsgruppe entwickeln werden, werden auch dem eROSITA-Konsortium sowie der wissenschaftlichen Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt, um eine breite Nutzung der Daten des eROSITA All-Sky Surveys zu ermöglichen.
  • eROSITA-Studien zu Endstadien der Sterne (eRO-STEP)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Juli 2021
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    URL: https://www.ero-step.de/

    eROSITA (extended ROentgen survey with an Imaging Telescope Array) ist ein Röntgenteleskop auf dem Spektr-RG Satelliten, der im Juli 2019 gestartet ist. eROSITA führt die erste bildgebende Himmelsdurchmusterung im Röntgenband von 0.2 - 10.0 keV durch. Die Forschungsgruppe setzt sich aus den Mitgliedern der Kern-Institute des eROSITA-Konsortiums zusammen und wird sich mit der Untersuchung der Röntgenstrahlung von Endstadien der Sternentwicklung, d.h. weißen Zwergen, Neutronensternen, schwarzen Löchern, Supernova-Überresten und dem interstellaren Medium in der Milchstraße und den Magellanschen Wolken beschäftigen. Anhand von eROSITA All-Sky Survey-Daten werden wir den Ursprung und die Eigenschaften der diffusen Röntgenemission und der Röntgenquellpopulationen in den Galaxien studieren. Während der ersten Förderperiode der Forschungsgruppe wird der gesamte Himmel 6 bis 7 mal mit eROSITA beobachtet (3.5 der 4 Jahre des All-Sky Surveys). Wir werden spezifische Analysemethoden für jedes Projekt entwickeln und Untersuchungen von helleren oder transienten Objekten durchführen. Das Langzeitziel der Forschungsgruppe ist die Untersuchung der Röntgenquellen in der Milchstraße und den Magellanschen Wolken bis zu einer unteren Flussgrenze von F = 10^-14 erg cm^-2 s^-1 sowie ein besseres Verständnis der großen interstellaren Strukturen, den interstellaren Stoßwellen und der Teilchenbeschleunigung. Wir werden zusätzliche Daten von optischen Surveys wie von SDSS oder 4MOST oder anderen Multiwellenlängen-Beobachtungen nutzen. Die Analysemethoden und Software, die wir in den Projekten der Forschungsgruppe entwickeln werden, werden auch dem eROSITA-Konsortium sowie der wissenschaftlichen Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt, um eine breite Nutzung der Daten des eROSITA All-Sky Surveys zu ermöglichen.

  • Optimierung der Logistikkette

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SHIELD - Sichere heimische Bio-Lebensmittel durch sensorische Detektionsverfahren
    Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2024
    Mittelgeber: Bayerische Forschungsstiftung
    URL: https://www.bayfor.org/de/unsere-netzwerke/bayerische-forschungsverbuende/forschungsverbuende/association/shield.html

    Aufbauend auf der Expertise der am Projekt beteiligten Industriepartner entwickeln wir mathematische Optimierungsmodelle und Lösungsalgorithmen, die in der Lage sind, die gesamte Logistikkette in den Blick zu nehmen und so effizient wie möglich zu gestalten. Die intelligente Kombination solcher Verfahren mit modernen Methoden der Qualitätssicherung und datengetriebenen Absatzprognosen erlaubt eine Unterstützung der Fachplaner in einem Lebensmittel- oder Handelsunternehmen bei ihren Planungsaufgaben.

  • Soil2heat- Vibra-Pflug - Vibrations-Anbaupflug zur einfachen Kopplung an Trägermaschinen für die Einbringung von geothermischen Erdkollektoren

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Maßgeschneiderte Fließgrenze für den 3D-Druck mit klinkerarmen Zementen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2021 - 31. Mai 2024
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)

    Mit diesem Vorhaben werden zwei wesentliche Ziele verfolgt. Zunächst soll mit einer Zeitauflösung von ca. 10 min die Entwicklung der relevanten, die Rheologie definierenden, Parameter während der frühen Zementhydratation verfolgt und evaluiert werden. Dabei spielt die Entwicklung der Oberfläche der Klinkerphasen, die Morphologie und Menge der sich bildenden Hydratphasen sowie der verbleibende Gehalt und die Verfügbarkeit an ungebundenem und rheologisch wirksamem Wasser eine maßgebliche Rolle. Diese und weitere Parameter werden mit einer Kombination aus verschiedenen physikalischen, chemischen und rheologischen Messmethoden verfolgt und quantifiziert. Wichtig ist dabei auch hervorzuheben, dass die vorgeschlagenen Methoden mitunter überlappende Informationen liefern, sodass eine wechselseitige Validierung die Konsistenz der Messdaten bestätigen kann. Im zweiten Abschnitt soll dann der Einfluss verschiedener rheologisch aktiver Additive auf die zuvor genannten Parameter evaluiert werden. Dabei sind wichtige Informationen zur Wirkungsweise bauchemischer Additive und den grundsätzlichen Mechanismen der Überlagerung der Zementhydratation und der zeitlichen Entwicklung der Baustoffrheologie zu erwarten. Diese Informationen bilden die unverzichtbare Grundlage für ein vertieftes Verständnis der Rheologie in Frischbetonen.

  • EOSC Future

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2021 - 30. September 2023
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
    URL: https://eoscfuture.eu/
  • Elektronische Bauelemente auf Basis des 2D-Materials schwarzer Phosphor - lagenanzahlabhängige Eigenschaften

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. April 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Zweidimensionale Schichtmaterialien zeigen aufgrund ihrer außerordentlichen Eigenschaften enormes Potential hinsichtlich des Einsatzes in elektronischen Bauelementen. Die Verwendung dieser Materialien ist jedoch noch immer mit erheblichen Herausforderungen verbunden, insbesondere da diese Schichtmaterialien lagenanzahlabhängige Eigenschaften aufweisen, welche die potentiellen Bauelementefunktionalitäten maßgeblich bestimmen. Systematische Studien zu Herstellungsprozessen von Bauelemente, einschließlich deren Optimierung, sowie deren resultierender elektrischer Funktionalitäten unter Berücksichtigung der Lagenanzahlund möglicher Anisotropien fehlen bis jetzt weitgehend. Derartige umfassende Untersuchungen sind intrinsisch komplex und herausfordernd, weil dabei zerstörungsfreie Methoden zur Bestimmung der Lagenanzahl von im Bauelement integrierten 2D Materialien und Messungen der lagenanzahlabhängigen elektrischenEigenschaften kombiniert und aufeinander abgestimmt werden müssen. Im hier beantragten Projekt werden analytische Reflektanzspektroskopie und elektrische Transportmessungen an auf dem 2D-Material schwarzer Phosphor basierenden Bauelementen methodisch zusammengeführt, um dadurch den Einfluss der Einzellagenanzahl auf die Bauelementeigenschaften eindeutig zu bestimmen. Dabei werden Bauelemente unterschiedlicher Architekturen in Hinblick auf deren lagenabhängigen Eigenschaften und der Anisotropie des schwarzen Phosphors untersucht. Diese Eigenschaften beinhalten sowohl rein elektronische als auchvalleytronische Aspekte. Die Anzahl der Einzellagen wird hierbei mit einem speziellen optischen Verfahren, welches die spektralen Reflektanzeigenschaften des Materials ausnutzt, ermittelt. Zur Variation der Bauelementearchitekturen kommen laterale undvertikale Kontaktierung, verschiedene Gate-Dielektrika, Tunnelkontakte und unterschiedliche Oberflächenpassivierungen zum Einsatz. Als grundlegende und zur elektrischen Evaluation genutzte Funktionsprinzipien werden derFeld-Effekt, der Hall-Effekt und der Valley-Hall-Effekt ausgenutzt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen ein grundlegendes Verständnis der Eigenschaften von 2D-Materialien hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit in der modernen und zukunftsorientierten Elektronik zu schaffen.
  • BDD-Optipor: Einsatz Bor-dotierter Diamantelektroden zur in situ Polymerisation von Knochenersatzmaterial mit optimierter Porosität

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2021 - 31. März 2023
    Mittelgeber: Stiftungen
  • Herausforderungen für eine integrative Stadtentwicklung in Afrika: Entwicklung von naturbasierten Lösungen und Förderung der Bürgerschaft zur Minderung von Gefahren und Risiken der Existenzsicherung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2021 - 31. März 2024
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

    Städte des subsaharischen Afrika durchlaufen dynamische Transformationsprozesse, die die Bemühungen,
    die Sustaible Development Goals (SDGs) und die Ziele der New Urban Agenda (NUA) zu erreichen,
    unterminieren. Klimawandelinduzierte Unsicherheiten sowie umweltbezogene, soziale oder ökonomische
    Stressoren und Risiken akkumulieren sich und verschärfen die prekäre Lebenssituation vieler Stadtbewohner. CHIDA untersucht diese Herausforderungen, indem es in vier Städten in Malawi und Südafrika die Wechselbeziehungen zwischen naturbasierten Lösungen (Nature-based Solutions, NbS), bürgerschaftlichem Engagement, Existenz- und Ernährungssicherung betrachtet und die Potentiale, den Bedrohungen und Risiken urbaner Lebenswelten wirksam zu begegnen, untersucht. Das Vorhaben deckt soziale Benachteiligung beim Zugang und der Inwertsetzung urbaner natürlicher Ressourcen auf und entschlüsselt die verschiedenen Risiken der Stadtbewohner. Es untersucht die Potentiale von NbS für die Verringerung der Anfälligkeit und entwickelt Werkzeuge, um gleichzeitig auftretenden Stressoren und kaskadierenden Folgewirkungen effektiver entgegenzutreten.

    Projektziele sind a) akkumulierende Stressoren und kaskadierende Folgen zu untersuchen, b) auf Grundlage von NbS und sozialer Inklusion innovative und nachhaltigere Pfade städtischer Entwicklung zu identifizieren, c) städtische Entscheidungsträger und Bewohner/-innen in die Lage zu versetzen, auf Basis einer angemessenen, NbS-bezogenen Datenbasis eine ihren Vorstellungen entsprechende Stadtentwicklung voranzutreiben, d) gemeinsam mit städtischen Akteuren ein adaptives Planungs-, Entscheidungs- und Monitoring-Werkzeug
    zu entwickeln, das den Auf- und Ausbau von urbaner Grüner Infrastruktur sowie weiterer NbS ermöglicht. Das Vorhaben ist anwendungsorientiert und generiert verwertbare Erkenntnisse, da die Kompetenzen und
    Kapazitäten von Stadtverwaltungsakteuren und Bürger/-innen, urbane Resilienz eigenst ndig auszubauen,
    systematisch gestärkt werden.

  • Forschungskostenzuschuss zum Forschungsstipendium für erfahrene Wissenschaftler (Herr Dr. Vincenzo Morinelli)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. März 2021 - 31. August 2022
    Mittelgeber: Alexander von Humboldt-Stiftung
  • Das Potenzial von corallinen Algen als Indikator des Klimas in der Südlichen Hemisphäre und für die Evaluierung von globalen Klimamodellen: eine Fallstudie zu Neuseeland

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Februar 2021 - 31. Januar 2024
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Globale Klimamodelle (Abk. GCMs) sind unsere wichtigsten wissenschaftlichen Werkzeuge, um das Klima der Zukunft einzuschätzen. Zudem liefern sie Daten-Input für regionale Atmosphärenmodelle, die uns die Berechnungen erlauben, wie sich der globale Klimawandel in bestimmten Regionen und Orten äußern wird (der sog. Klima-Impakt). Aufgrund dieser Bedeutung müssen GCMs so gut wie möglich mit Beobachtungen des vergangenen Klimas evaluiert werden, wobei ein Fokus auf der sog. "historischen Periode" von 1850 bis zur Gegenwart liegt. Die Evaluierung ist jedoch für den Zeitraum vor 1950 schwierig wegen einer deutlich reduzierten Beobachtungsqualität. Für die Südliche Hemisphäre ist das skizzierte Problem besonders groß, da sie im Vergleich zur Nördlichen Hemisphäre schwächer untersucht ist. --- Das hiesige Projekt setzt einen aufstrebenden Klima-Indikator ein, krustenbildende coralline Algen (KCA), um die Beobachtungszeitreihe des Klimas in Neuseeland bis 1850 zurück zu verlängern - mit dem Ziel der Verwendung dieses neuen Datensatzes für die Evaluierung von GCMs und Verbesserung regionaler Klimamodellierung. KCA haben
    im Vergleich zu anderen Klima-Indikatoren mehrere Vorteile, z.B. ihre weltweite Verbreitung, zeitlich hoch aufgelöste Information und relativ leichte Bergung. Der erste Projektteil sieht die Sammlung von KCA vor der Küste Neuseelands vor sowie die Analyse der gespeicherten geochemischen Signale, mit denen wir die Ozeantemperatur bis in das 19. Jahrhundert zurückverfolgen können (das großräumige Klimasignal). Zweitens wird die neue Information in ein Schema der GCM-Evaluierung einfließen, das die Fähigkeit der verschiedenen globalen Modelle zeigt, das großräumige Klima Neuseelands abzubilden. Der dritte Teil widmet sich schließlich numerischen Simulationen mit einem regionalen Atmosphärenmodell, um den Wert der Einbeziehung des KCA-basierten Kriteriums für die regionale Klimamodellierung festzustellen. Der Fokus hier liegt auf dem Hochgebirgsklima und den Gletschern in den Südlichen Alpen (das Impakt-Signal). Die regionale Modellierung wird zudem enthüllen, welche physikalischen Prozesse das Potenzial von KCA als Klima-Indikator beeinflussen. --- Das Projekt bündelt die Expertise von drei Schwerpunkten (Paläoklimatologie, Klima der Südlichen Hemisphäre und Klimamodellierung) im Rahmen einer Forschungspartnerschaft, die die Ziele des Projekts maßgeblich stützt. Die Impulse der potenziellen Resultate werden aber deutlich über die Fallstudie hinausreichen. Sie werden zeigen, wie man die zwei verschiedenen Welten der Klimamodellierung und der Klima-Indikatoren in einem systematischen Schema kombiniert, inklusive der Rolle von KCA, zugunsten von Fortschritten in der regionalen Klimamodellierung und Feststellung von Klimafolgen auf regionaler und lokaler Ebene. Diese Aussichten besitzen einen generischen Wert für die aktuelle Klimaforschung.
  • Next generation framework for global glacier forecasting

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Februar 2021 - 31. Januar 2026
    Mittelgeber: ERC Starting Grant

    The Glacier National Park in Montana, in the United States, was established in 1910 with approximately 150 glaciers. That number has shrunk to less than 30, and even those remaining cover only about a third of the area they did a little over a century ago. For more than 30 years in a row we have been witnessing the mass loss of mountain glaciers worldwide, which is dramatic evidence of the acceleration of global warming. This melting is putting millions of people at risk from floods, drought and lack of drinking water. The EU-funded FRAGILE project is developing significantly improved models of global glacier evolution, resolving glaciers within their complex 3D valley topography, drawing on the immense information flow from Earth observations and building on regional rather than global climate forecasts. Moreover, FRAGILE will boost the confidence in the present-day glacier ice volume by calibrating estimates for each glacier on Earth.

  • Koppler-Designs, numerische Modellierung und Anwendungen für einen deutschen, supraleitenden Quantencomputer

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: German Quantum Computer based on Superconducting Qubits
    Laufzeit: 1. Februar 2021 - 31. Januar 2025
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Regulation of immune complex-mediated DC-dependent immune responses by DCIR

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: FAIR - Feinabstimmung der adaptiven Immunantwort - GRK 2599
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 30. Juni 2025
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.lymphozyten.med.fau.de/
  • Eigenschaften der Gas/Flüssig-Grenzfläche von Interface-enhanced SILP-Systemen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Katalyse an flüssigen Grenzflächen (CLINT)
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)

    Ziel ist das Verständnis fundamentaler Prozesse, die die Eigenschaften der Gas/Flüssig-Grenzfläche von Interface-enhanced SILP-Systemen bestimmen. Dazu kombinieren wir Röntgenphotoelektronenspektroskopie im Ultrahoch-vakuum (Steinrück) mit Pendant-Drop-Messungen und dynamischer Lichtstreuung unter Reaktionsbedingungen (Koller). Aus diesen Messungen sollen Beziehungen zwischen den molekularen Oberflächeneigenschaften auf der Nanometerskala und der makroskopischen Oberflächenspannung und Viskosität sowie mit der Dynamik der Oberflächenfluktuationen abgeleitet werden. Basierend auf diesem Wissen wollen wir jene Faktoren ermitteln, die die Anreicherung von katalytischen Metallkomplexen an der Oberfläche ionischer Flüssigkeiten begünstigen.

  • Photonische Strukturen für Röntgenstrahlen zur Kontrolle kooperativer Emission von Mössbauerkernen (C04)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Wir untersuchen Mössbauerkerne, die in nanoskalige photonische Strukturen eingebettet sind, um die kooperative Emission von Röntgenphotonen zu beobachten. Hochbrillante Röntgenquellen wie Synchrotrons und Röntgenlaser werden genutzt, um zu erforschen, wie sich quantenkooperative Phänomene wie Super- und Subradianz als Funktion der Photonenmultiplizität entwickeln. Darüber hinaus studieren wir, wie die Kopplung kollektiver Moden zu quantenoptischen Phänomenen wie elektromagnetisch induzierter Transparenz und messinduzierter Verschränkung führt. Wir erwarten, dass die entsprechende theoretische Beschreibung maßgeschneiderte Strahlungseigenschaften für zukünftige Anwendungen in der Röntgenquantenoptik ermöglicht.

  • ODEUROPA: Negotiating Olfactory and Sensory Experiences in Cultural Heritage Practice and Research

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: ODEUROPA
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
    URL: https://odeuropa.eu/

    Our senses are gateways to the past. Although museums are slowly discovering the power of multi-sensory presentations, we lack the scientific standards, tools and data to identify, consolidate, and promote the wide-ranging role of scents and smelling in our cultural heritage. In recent years, European cultural heritage institutions have invested heavily in large-scale digitization. A wealth of object, text and image data that can be analysed using computer science techniques now exists. However, the potential olfactory descriptions, experiences, and memories that they contain remain unexplored. We recognize this as both a challenge and an opportunity. Odeuropa will apply state-of-the-art AI techniques to text and image datasets that span four centuries of European history. It will identify the vocabularies, spaces, events, practices, and emotions associated with smells and smelling. The project will curate this multi-modal information, following semantic web standards, and store the enriched data in a ‘European Olfactory Knowledge Graph’ (EOKG). We will use this data to identify ‘storylines’, informed by cultural history and heritage research, and share these with different audiences in different formats: through demonstrators, an online catalogue, toolkits and training documentation describing best-practices in olfactory museology. New, evidence-based methodologies will quantify the impact of multisensory visitor engagement. This data will support the implementation of policy recommendations for recognising, promoting, presenting and digitally preserving olfactory heritage. These activities will realize Odeuropa’s main goal: to show that smells and smelling are important and viable means for consolidating and promoting Europe’s tangible and intangible cultural heritage.

  • Parallel mesh loading and partitioning for large-scale simulation

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Januar 2021
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) (seit 2018)
    URL: https://www.konwihr.de/
  • Quantenkooperativität und Synchronization (D05)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    In Projekt D05 wollen wir die Untersuchung der (Quanten-) Synchronisation in neue Richtungen lenken, sowohl hinsichtlich der physikalischen Szenarien als auch hinsichtlich der angewandten Methoden. Wir gehen über Oszillatoren auf einfachen Gittern hinaus und fragen, ob Aspekte topologischer Bandstrukturen und des Transports synchron auf nur geringfügig komplizierteren Gittern beobachtet werden können. Wir werden tiefe neuronale Netze benutzen, um komplexe Phasenmuster zu untersuchen und wir werden gekoppelte Oszillatornetzwerke als potenzielle neue Plattformen für maschinelles Lernen ausleuchten. Schließlich werden wir mögliche experimentelle Implementierungen der Synchronisation in verschiedenen Systemen untersuchen.

  • Quantensimulationsmethoden für kooperative Effekte in korrelierten Licht-Materie- Systemen (Z02)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Das wissenschaftliche Serviceprojekt Z02 stellt neue Werkzeuge für die Untersuchung und Simulation von korrelierten Emittern bereit. Dabei handelt es sich zum einen um moderne neuronale Netzzustandsalgorithmen für klassische Computer und zum anderen um Werkzeuge für den Einsatz auf Quantencomputern. Bestehende Ansätze werden erweitert und auf Kandidatensysteme aus dem TRR angewandt. Außerdem wird der Zugang zu der erforderlichen Hardware bereitgestellt.

  • Raum-zeitliche Korrelationen in von Femtosekundenlasern aus Nadelspitzen emittierten Elektronen (A04)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Einzelne, von Nadelspitzen emittierte Elektronen können räumlich kohärent sein, auch wenn sie mit Femtosekundenlaserpulsen emittiert werden. Aufbauend darauf werden erstmals Korrelationsexperimente mit diesen in 4D perfekt kontrollierten Elektronen durchgeführt. Wir erwarten, dass wir in einem Hanbury Brown-Twiss-Experiment mit Elektronen von einer einzelnen Nadelspitze Quantenabstoßung nachweisen und wir diese von Coulomb-Abstoßungs-Effekten separieren können. Weiterhin werden räumliche Korrelationen von Elektronen untersucht, die von mehreren Spitzen emittiert werden, so dass wir mit zwei Spitzen das Hong-Ou-Mandel-Experiment für freie Elektronen durchführen und Korrelationen höherer Ordnung messen können.

  • Drivers and consequences of novel marine ecological communities

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: Ausländische Drittmittelgeber (keine EU-Mittel)
  • Punktdefekte in Silizium-Karbid: Auf dem Weg zur Kopplung von Licht, Spin und mechanischen Freiheitsgraden in einer Plattform (B03)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Einzelne Punktdefekte in Festkörpern stellen stabile Quantensysteme dar, die oft kohärente Elektronenspins aufweisen und einzelne Photonen emittieren. Punktdefekte in Silizium-Karbid kombinieren diese Vorteile mit einer technologisch ausgereiften Halbleiterplattform. Trotzdem führt die Festkörperumgebung zu einer signifikanten Streuung der Übergangsfrequenzen individueller Defekte und verhindert meist die Beobachtung kooperativer Effekte. Wir arbeiten an dieser Herausforderung, sowohl experimentell als auch theoretisch, indem wir die Defekte modellieren und sie in photonische und nanomechanische Strukturen einbringen, die mit Methoden zum Durchstimmen der Übergangsfrequenzen individueller Defekte kombiniert werden.

  • Photonenvermittelte Kooperativität von Quantenemittern in einer Dimension (C01)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    In diesem Projekt wollen wir eine Festkörperplattform realisieren, bei der eine kontrollierte Anzahl von Quantenemittern kooperativ an die Mode eines eindimensionalen Subwellenlängen-Wellenleiters (Nanoguide) koppelt. Dieser neuartige Kopplungsmechanismus führt zu einem „polaritonischen“ quantenkooperativen Verhalten, das sich in einer Reihe von nichttrivialen Überlagerungszuständen von Licht und Materie äußert. Dabei können delokalisierte und lokalisierte Effekte in Abhängigkeit von den Emitterabständen und ihrer Dichte beobachtet werden. Unsere Vision ist es, neuartige Quantenzustände von Licht und Materie zu erzeugen und im Detail zu untersuchen, die durch langreichweitige photonische Wechselwirkungen entstehen.

  • Lichtinduzierte Korrelationen in dichten atomaren Medien (C02)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Der Einfluss starker magnetischer Korrelationen in einem dichten Gas aus dipolaren Dysprosiumatomen auf die Ausbreitung von Licht und die Signaturen kooperativer Effekte wie Sub- oder Superradianz wird in einer engen Zusammenarbeit zwischen Experiment und Theorie untersucht. Experimentell bilden wir die magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkung auf das Licht ab, und die Kontrolle über die Eigenschaften der kalten Atomensembles wird verwendet, um den Zustand des emittierten Lichts zu formen. Theoretisch wird das Wechselspiel zwischen magnetischen und elektrischen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen im quantenkooperativen Regime untersucht, um eine quantenfeldtheoretische Beschreibung der Lichtstreuung in dichten Quantengasen zu erhalten.

  • Schwebende ferrimagnetische Partikel in photonischen Hohlkernkristallfasern (B02)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    In diesem Projekt wird eine neue Plattform entwickelt, um das kooperative Zusammenspiel von Photonen, Phononen und Magnonen mittels mikroskopischer Partikel aus Yttrium-Eisen-Granat (YIG) zu untersuchen. Da YIG-Partikel nicht nur ferrimagnetisch, sondern auch transparent sind, können sie durch optische Pinzetten in einer photonischen Hohlkern-Kristallfaser eingeschlossen werden. Dies gewährleistet effiziente Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie und ermöglicht gleichzeitig das Operieren an einem einzelnen Partikel oder das Einfangen einer Partikelkette sowie die Untersuchung ihrer kollektiven Verhaltens über optische Bindungseffekte.

  • Beteiligung der Universität Erlangen-Nürnberg an eROSITA: Der eROSITA-Survey

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Kooperative Effekte einer genau definierten Anzahl von Molekülen in einer dielektrischen Antenne (A05)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    In diesem Projekt untersuchen wir Effekte, die auftreten, wenn eine genau definierte Anzahl von Molekülen kooperatives Verhalten zeigt und Licht mit nichtklassischen Eigenschaften erzeugt. Dabei ist der Abstand zwischen den Molekülen der entscheidende Parameter, welcher zu sehr unterschiedlichen Ausprägungen des quantenkooperativen Verhaltens führt. In manchen Fällen erreichen wir Kooperativität durch einen Photonendetektionsprozess, in anderen Fällen wird sie durch einen direkten Kopplungsmechanismus hervorgerufen. Zentraler Bestandteil unserer Experimente ist eine planare dielektrische Antenne, die uns erlaubt, nahezu jedes emittierte Photon aufzusammeln.

  • Verschränkung des kollektiven Verhaltens von Quantenmaterialien und Quantenlicht (D06)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Makroskopische Eigenschaften von Quantenmaterialien resultieren aus dem kollektiven Quantenverhalten einer makroskopischen Anzahl von Freiheitsgraden. In diesem Theorieprojekt soll basierend auf der Verwendung von Nichtgleichgewichts-Green-Funktionen ein mikroskopischer theoretischer Formalismus entwickelt werden, um die wechselseitige Beeinflussung von kollektivem Verhalten in Materie und dem quantenelektromagnetischen Feld zu untersuchen. Bei der Erforschung dieser Richtung wird das Projekt D06 Ideen der Quantenoptik mit dem sich schnell entwickelnden Feld klassischer licht-induzierter Phänomene in Festkörpern verbinden.

  • Cohesion in Border Regions
    Territorialer Zusammenhalt in Deutschlands Grenzregionen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

    Many facets of European cohesion can be seen particularlyvividly at Europe's internal borders. Indeed cross-border merging and regionalprosperity are also the successes of cooperation at various levels.Nevertheless, barriers and peripheries continue to play a role despite theEuropean integration process. Moreover, recent trends of Euroscepticism haveincreased and a reduction of funding in EU border area support is foreseeable.The project CoBo (Cohesion in Border Regions) examines the organization ofcohesion in border regions and explores existing potentials. Against this background,the question arises how the progress achieved in cross-border cohesion can bemaintained and, if possible, continued.

    To this end, the recent trends and future prospects of Germany'sborder regions are analysed and positioned from a comparative perspective, both,among themselves and in a Europe-wide perspective. At the same time,socio-economic developments as well as governance constellations are analysed.In addition, the project serves as a forward-looking examination of futuredevelopments in the border regions and their effects on territorial cohesionand the derivation of corresponding recommendations for the different policylevels. Stakeholders from the border regions will be involved in this process.

    The project's practical partners, who are involvedthroughout the entire duration of the project, play a central role (Associationof European Border Regions (AGEG) as well as the relevant departments in theFederal Ministry of the Interior (BMI) and the Federal Institute for Researchon Building, Urban Affairs and Spatial Development (BBSR)).

    The Research Center Regional Science at the IMP-HSGInstitute for Systemic Management and Public Governance of the University ofSt. Gallen (HSG) will support the project with regard to steering approaches ofcross-border spatial development especially in the field of institutional-politicalanalyses.

  • Prozessstrategien für die Herstellung dünnwandiger Bauteilstrukturen beim selektiven Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen (T3)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 814 - Additive Fertigung
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
    URL: https://www.crc814.research.fau.eu/projekte/t-transferprojekte/transferproject-t3/
    Ziel des Projektes ist die systematische Erforschung der Prozess-Geometrie-Wechselwirkung dünnwandiger Bauteilstrukturen zur Herstellung lokal angepasster Bauteileigenschaften sowie der Modellierung des Effekts in Finite-Elemente-Simulationen und darauf basierender Strukturoptimierung. Die heute deutliche Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von der Wanddicke sollen aufbauend auf den Erkenntnissen im SFB814 mithilfe von neuen Belichtungstechnologien und -strategien minimiert werden. Die Erkenntnisse fließen zudem in ein wanddickenabhängiges Materialmodell für die Strukturoptimierung ein. Alle Ergebnisse werden über die Projektlaufzeit bei den beteiligten Industriepartnern validiert. Aus den experimentellen Erkenntnissen sowie dem wanddickenabhängigen Materialmodell entsteht ein Methodenkasten zur Produktentwicklung von dünnwandigen Strukturen. Durch diesen kann zukünftig der Produktentstehungsprozess beschleunigt und die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden.
    Auf Basis dieser Erkenntnisse können zukünftig neue Einsatzgebiete für das selektive Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen erschlossen werden.
  • Konkurrierende Wechselwirkungen in stark korrelierten Licht-Materie-Anordnungen (D03)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Wir untersuchen die Quantenkooperativität korrelierter Licht-Materie-Systeme in der Anwesenheit von konkurrierenden und frustrierten Materie-Materie-Wechselwirkungen. Das quantisierte Isingmodell im transversalen Feld bestehend aus einer Ising-Wechselwirkung der Materie und eines Quanten-Rabi (Dicke) Hamiltonians bildet das zentrale Arbeitspferd dieses Projekts. Wir bestimmen die Grundzustandseigenschaften einschließlich des superradianten Quantenphasenübergangs und analysieren den Einfluss der räumlichen Geometrie. Ferner werden die Nichtgleichgewichtseigenschaften inklusive der kooperativen Lichtemission untersucht, wenn frustrierte Licht-Materie-Anordnungen getrieben werden und Photonenverluste aufweisen.

  • Quantenkooperative helikale Metafilme zur Erzeugung von nichtklassischem Licht (C05)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 306: Quantenkooperativität von Licht und Materie – QuCoLiMa
    Laufzeit: 1. Januar 2021 - 31. Dezember 2024
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Wir erforschen quantenkooperative Effekte in der linearen und nichtlinearen optischen Antwort von helikalen Metafilmen. Durch Variation der Charakteristika der Metafilme sollen unter anderem hohe Werte der nichtlinearen Suszeptibilität zweiter Ordnung erreicht werden. Diese soll dazu genutzt werden, um verschränkte Photonenpaare durch spontane parametrische Fluoreszenz zu erzeugen. Ferner sollen die Metafilmeigenschaften räumlich moduliert werden, wodurch die Verschränkung der Photonenpaare, auch hinsichtlich ihres orbitalen Drehimpulses (OAM), kontrolliert und gesteuert werden kann.

  • Zuverlässigkeitsbewertung der Vorhersage klimabedingter Naturgefahren in alpinen Regionen mit innovativem Multi-Methodenansatz und 3D Visualisierung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 15. November 2020 - 14. November 2023
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (StMUV) (ab 10/2013)
  • Ermittlung der Verteilung von Störungsgesteinen und clay smear auf Störungsflächen in Kalk-Mergel-Wechsellagerungen zur Untersuchung der Abdichtungswirkung von Störungen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Deformationsabhängige Entwicklung von Störungszonen und der Einfluss von Clay Smear auf deren Barriereverhalten.
    Laufzeit: 1. November 2020 - 31. Oktober 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Spektroskopische Charakterisierung von f-Element-Komplexen mit soft donor-Liganden

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2020 - 30. September 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • all-in-one machine for hybrid technologies enabling high value added multi-scale integrated micro optoelectronics

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: all-in-one machine for hybrid technologies enabling high value added multi-scale integrated micro.optoelectronics
    Laufzeit: 1. Oktober 2020 - 30. September 2023
    Mittelgeber: Leadership in Enabling & Industrial Technologies (LEIT)
  • Quantenkontrolle von Röntgenphotonen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2020 - 30. September 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Das Ziel des Heisenberg-Programms ist es, herausragenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die alle Voraussetzungen für die Berufung auf eine Langzeit-Professur erfüllen, zu ermöglichen, sich auf eine wissenschaftliche Leitungsfunktion vorzubereiten und in dieser Zeit weiterführende Forschungsthemen zu bearbeiten. In der Verfolgung dieses Ziels müssen nicht immer projektförmige Vorgehensweisen gewählt und realisiert werden. Aus diesem Grunde wird bei der Antragstellung und auch später bei der Abfassung von Abschlussberichten - anders als bei anderen Förderinstrumenten - keine "Zusammenfassung" von Projektbeschreibungen und Projektergebnissen verlangt. Somit werden solche Informationen auch in GEPRIS nicht zur Verfügung gestellt.
  • Attosecond physics, free electron quantum optics, photon generation and radiation biology with the accelerator on a photonic chip

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2020 - 30. September 2025
    Mittelgeber: ERC Advanced Grant

    Aufbauend auf unserer Demonstration der lasergesteuerten nanophotonischen Teilchenbeschleunigung schlagen wir vor, einen Miniatur-Teilchenbeschleuniger auf einem Photonenchip zu bauen, der eine Hochgradientenbeschleunigung und eine vollständig optische, feldbasierte Elektronenkontrolle umfasst. Der resultierende Elektronenstrahl hat hervorragende Raum-Zeit-Eigenschaften: Er wird auf Sub-Femtosekunden-Zeitskalen gebündelt, ist nanometergroß und kohärent. Wir wollen diese neue Form der rein optischen Kontrolle freier Elektronen in einem breit angelegten Forschungsprogramm mit fünf spannenden Zielen nutzen:
    (1) Bau eines 5-MeV-Beschleunigers auf einem photonischen Chip in einem schuhkartongroßen Gefäß,
    (2) Durchführung ultraschneller Beugung mit Elektronenpulsen im Attosekunden- und sogar Zeptosekundenbereich,
    (3) Erzeugung von Photonen auf dem Chip bei verschiedenen Wellenlängen (IR bis Röntgenstrahlung),
    (4) quantenkohärente Kopplung von Elektronenwellenpaketen und Licht in mehreren Wechselwirkungszonen und
    (5) Durchführung von strahlenbiologischen Experimenten, ähnlich wie bei der neuen FLASH-Strahlentherapie und der Microbeam-Zell-Behandlung.

    AccelOnChip wird fünf wissenschaftliche Ziele ermöglichen, die den Horizont des heutigen Wissens und der Fähigkeiten im Bereich der ultraschnellen Elektronenabbildung, der Photonenerzeugung, der (Quanten-)Elektronen-Licht-Kopplung und der Strahlentherapie drastisch verschieben können. Darüber hinaus verspricht AccelOnChip die Demokratisierung von Beschleunigern: Der Beschleuniger auf einem Chip wird auf einer kostengünstigen Nanofabrikationstechnologie basieren. Wir gehen davon aus, dass jedes Universitätslabor Zugang zu Teilchen- und Lichtquellen haben wird, die heute nur in großen Einrichtungen verfügbar sind. Schließlich wird AccelOnChip entscheidende Schritte in Richtung eines ultrakompakten Elektronenstrahl-Bestrahlungsgeräts machen, das in die Spitze eines Katheters eingesetzt werden kann, ein potenziell bahnbrechendes Strahlentherapiegerät, das neue Behandlungsformen ermöglicht. AccelOnChip ist ein interdisziplinäres Projekt mit hohem Risiko und hohem Ertrag, das Nanophotonik, Beschleunigerwissenschaft, ultraschnelle Physik, Materialwissenschaft, kohärente Licht-Materie-Kopplung, Lichterzeugung und Radiologie miteinander verbindet und davon profitiert - und auf dem einzigartigen Fachwissen basiert, das meine Gruppe in den letzten Jahren erworben hat.

    Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)

  • Im Spiegel der Europäischen Nachbarschaft(spolitik): Geographische Imaginationen einer Komplexen Makroregion

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2020 - 31. August 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://imageun.eu/
    Die Europäische Union befindet sich in einer Phase erheblicher räumlicher und sozialer Umstrukturierung: sie hat sich durch den Beitritt von 14 ost- und südeuropäischen Ländern seit 2004 territorial vergrößert und sich mit dem Lissabon-Vertrag eine neue Verfassung gegeben; gegenwärtig versucht sie mit der Finanzkrise und dem Aufkommen von Nationalismus und Autokratie umzugehen. Gleichzeitig muss die EU erstmals den Verlust eines Mitglieds bewältigen. Dadurch verändert sich auch ihre „Nachbarschaft“ – nicht nur in Form von Beitritten oder Austritten (Brexit), sondern auch angesichts geopolitischer Transformationen wie des Konflikts in der Ukraine, den Folgen der arabischen Revolutionen (einschließlich der Kriege in Syrien und Libyen) und den Machtbestrebungen der Türkei, Russlands, Irans und einiger arabischer Staaten.Die sozio-räumliche Ausprägung der Makroregion um die EU, oft als "europäische Nachbarschaft" bezeichnet, hat sich daher erheblich verändert - und damit auch die Beziehungen zwischen EU-Mitgliedern und Nicht-Mitgliedern innerhalb dieser Makroregion. Auch jenseits der EU und ihrer Nachbarschaft sind scheinbar stabile makroregionale Ordnungen der Welt im Wandel. Diese Transformationen globaler makroregionaler Ordnungen und die sich verändernde Bedeutung "Europas", der EU und der Beziehungen zu ihren Nachbarn stehen im Mittelpunkt dieses Projekts. Vor diesem Hintergrund untersuchen wir geographische Imaginationen über sozioräumliche Formen und Interaktionsräume innerhalb dieser Makroregion. Im Fokus stehen fünf Schlüsselländer in und um die EU (Frankreich, Deutschland, Türkei, Tunesien und Großbritannien) und drei Ebenen der geopolitischen Analyse (Hochschulsysteme, politische Akteure und massenmediale Diskurse).Dabei bringen wir unsere heterogene nationale und theoretische Expertise zusammen und tragen zu aktuellen akademischen Debatten über Makroregionalisierung, Europäisierung, Sozioräumlichkeit der EU und ihrer internationalen Identität und Rolle bei. Dies beinhaltet die Beziehungen der EU zu ihrer Nachbarschaft und die sozio-räumlichen Ausprägungen einer größeren Makroregion um die EU. Konkret verfolgen wir zwei Ziele: Erstens versuchen wir eine umfassende und doppelt-komparative Darstellung der vorherrschenden geographischen Imaginationen zwischen fünf Ländern und drei Ebenen zu entwickeln. Zweitens beabsichtigen wir zusätzlich zu den wissenschaftlichen Ergebnissen nicht nur geopolitische Akteure auf diesen Ebenen zu untersuchen, sondern aktiv mit diesen zusammenzuarbeiten und so an der Entwicklung von Zukunftsvisionen zur sozio-räumlichen Ausprägung der Makroregion beizutragen. Eine solche Zusammenarbeit mit ForscherkollegInnen, Think Tanks, politischen Akteuren und JournalistInnen ist ein wesentlicher und dauerhafter Teil dieses Projekts, der eine breite öffentliche Sichtbarkeit und politischen Einfluss durch die Einbeziehung dieser Akteure in den Forschungsprozess gewährleistet.
  • Zum Verständnis der Verzögerung der Portlandzementhydratation durch Polymerpartikel

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2020 - 31. August 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Polymerpartikel beeinflussen die Zementhydratation. In dem beantragten Projekt soll evaluiert werden, welches der publizierten Modelle entscheidend für die Verzögerung der Zementhydratation durch Polymerpartikel ist. Sowohl die Adsorption der Polymerpartikel auf Zementoberflächen, als auch die Interaktion mit der Porenlösung (speziell die Komplexierung der Calcium-Ionen) werden in der Literatur als wichtige Faktoren diskutiert. In dem beantragten Projekt soll systematisch untersucht werden, welcher dieser Einflüsse tatsächlich die entscheidende Rolle spielt. Dazu sollen neueste Methoden verwendet und nicht vorhandene Datensätze geschaffen und evaluiert werden. Speziell die Errechnung der Sättigungsindizes aus der Porenlösungschemie mit der neuesten Datenbank soll neue Einblicke in die Kinetik der Zementhydratation unter Zugabe der Polymerpartikel liefern.
  • Magmatische und hydrothermale Voraussetzungen für porphyrisch-epithermale Mineralisation in kontinentalen Vulkanbögen, Thrakien, NE Griechenland

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2020 - 31. August 2023
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Die Versorgung von kritischen und energie-kritischen Elementen für die Energiewende wird zu einer immer größeren Herausforderung. Viele dieser Metalle und Halbmetalle werden hauptsächlich als Nebenprodukt gewonnen und sind somit stark von den Hauptabbauprodukten abhängig. Der beträchtliche Einfluss dieser Elemente auf den Energie- und Wirtschaftssektor der Europäischen Union macht sie strategisch bedeutend. Daher muss die Abhängigkeit von Ländern wie China reduziert werden um die Rohstoffversorgung zu sichern, da politische Spannungen den Import beeinträchtigen können, was zu Versorgungsengpässen führen kann. Folglich muss der europäische Kontinent auf Anreicherungen wirtschaftlich wichtiger Elemente neu untersucht werden.

    Thrakien in NE Griechenland stellt ein Beispiel für solch eine Zone mit hohen Gehalten an Metallen und Halbmetallen (z. B. Cu, Ga, Ge, Se, Mo, Sb, Te, Re, Au and Bi) dar. Die Lagerstätten treten in unterschiedlicher Krustentiefe auf, von porphyrischen Systemen in der direkten Umgebung einer Magmenkammer zu epithermaler Mineralisation bis zur Oberfläche. Regionale Unterschiede in der Mineralogie der Lagerstätten wurden beschrieben, die erzbildenden Prozesse der porphyrisch-epithermalen Systeme sind aber insbesondere im Hinblick auf die Spurenelementchemie schlecht verstanden. Die magmatischen und hydrothermalen Voraussetzungen, die zur Bildung eines solchen mineralisierten Vulkanbogens führen sind umstritten, aber essentiell um neue Anreicherungen von Spurenmetallen in der kontinentalen Kruste zu identifizieren. 

    Die Metall- und Halbmetallzusammensetzung von plutonischen und vulkanisch/sub-vulkanischen Gesteinen wird neue Ergebnisse zu den magmatischen Prozessen in der tieferen Kruste und während des Magmenaufstiegs liefern; Bereiche wo es zur Bildung porphyrisch-epithermaler Systeme kommen kann. Dies ermöglicht es Prozesse der Magmenentgasung und Sulfidsättigung sowie Segregation, als Vorkonzentrat in der mittleren bis unteren Kruste, als einen grundlegenden Prozess für die Mineralisation in kontinentalen Vulkanbögen zu identifizieren. Pyrit oder Magnetit treten in allen wichtigen metallführenden Adern im flacheren Hydrothermalsystem auf. Hochauflösende Spurenelementanalytik an diesen Mineralen wird einen 3D-Einblick in die erzbildenden Prozesse geben, d.h. vertikal und lateral in der Kruste. Die (in situ) S Isotopie von hydrothermalem Pyrit wird zu einem besseren Verständnis der Interaktion des magmatischen und hydrothermalen Systems führen. Die kombinierte Untersuchung von magmatischen und hydrothermalen Prozessen macht diesen Antrag einzigartig und wird neue grundlegende Informationen über die Quelle, Fraktionierung und Ausfällung von S, Metallen und Halbmetallen liefern, wodurch die magmatischen und hydrothermalen Voraussetzungen für die Anreicherung von kritischen und energie-kritischen Elementen in einem mineralisierten kontinentalen Vulkansegment in Europa definiert werden können.

  • Atmosphärische Prozesse und deren Repräsentation in globalen Klimamodellen (TP8)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: GROCE II - Grönland Eisschild/Ozean Wechselwirkung - Vom Prozessverständnis zur Beurteilung eines gekoppelten, regionalen Systems im Wandel
    Laufzeit: 1. Juli 2020 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Supraglaziale Schmelzwasser Seen und Mengenabschätzung

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: GROCE II - Grönland Eisschild/Ozean Wechselwirkung - Vom Prozessverständnis zur Beurteilung eines gekoppelten, regionalen Systems im Wandel
    Laufzeit: 1. Juli 2020 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Einfluss von a2,6-gekoppelten Sialinsäureresten auf die B-Zellentwicklung und Antikörperfunktion in vivo

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Sialinsäure als Regulator in Entwicklung und Immunität
    Laufzeit: 1. Juli 2020 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    a2,6-gekoppelte Sialinsäurereste sind potente Modulatoren von zellulären und humoralen Immunantworten. Mäuse, denen entweder ein funktionsfähiges St6gal1 Gen, oder aber Rezeptoren fehlen, die a2,6-gekoppelte Sialinsäurereste erkennen können, zeigen stark veränderte Immunantworten. Während der Einfluss von a2,6 gekoppelten Sialinsäureresten auf die Aktivität humaner und muriner Antikörper gut erforscht ist, ist bisher weit weniger klar, welchen Einfluss dieser Zuckerrest auf die B-Zellentwicklung, B-Zellaktivität und auf humorale Immunantworten generell hat. Um dies zu untersuchen, werden wir Mäuse herstellen, in denen selektiv in B-Zellen das St6gal1 Gen inaktiviert ist. In diesem in vivo System werden wir untersuchen, wie sich ein Verlust der St6gal1 Genfunktion in B-Zellen auf die B-Zellentwicklung und T-Zell abhängige und T-Zell unabhängige Immunantworten auswirkt. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie sich ein Verlust der St6gal1 Genfunktion in Kombination mit einem Funktionsverlust anderer wichtiger Regulatoren der humoralen Immunantwort auf die humorale Toleranz und autoreaktive B-Zellantworten auswirkt.
  • Third Generation Gravitational Wave Telescope

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juli 2020 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Das Vorhersageverfahren für Gebirgsgletscher

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2020 - 31. Mai 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    Bilder des weltweiten Gletscherrückgangs sind heutzutage ein greifbares Sinnbild für spürbare Konsequenzen der globalen Erwärmung. In unmittelbarer Zukunft erwarten wir, dass dieser Niedergang anhält und bedeutsam zum globalen Meeresspiegelanstieg beiträgt. Des Weiteren hat der globale Gletscherschwund Einfluss auf lokale Wasserverfügbarkeit und in einige Regionen ist die ganzjährige Versorgung gefährdet. Verlässlichere Vorhersagen des zukünftigen Eisrückgangs sind damit unerlässlich zur Abschätzung von sozioökonomischen Risiken und Auswirkungen. Das Hauptziel dieses Projekts ist daher die Schaffung eines einsetzbaren Modellierverfahrens, welches verlässliche Simulationen vergangener und zukünftiger Gletscherentwicklung erlaubt. Das Eisflussmodell Elmer/Ice wird als Grundlage zur Entwicklung dieses prozess-orientierten Verfahrens dienen. Die Zielstellung dabei ist es den Einfluss von drei wichtige Unsicherheitsquellen zu minimieren. Im Vorgriff auf die stetig wachsende Informationsmenge aus der Satellitenfernerkundung, werden wir robuste Datenassimilationsmethoden entwickeln, um die meist unbekannte Bodentopographie unter Gletschern verlässlicher zu bestimmen sowie Fließparameter besser zu kalibrieren. Diese Unbekannten legen den Anfangszustand für Vorhersagen fest und entscheiden über die Relevanz der Eisdynamik. Elmer/Ice soll zudem an ein verbessertes Modell für die Oberfächenmassenbilanz, d.h. der Differenz aus Schneeakkumulation und Schmelze, gekoppelt werden. Die Schmelzbeziehung des gewählten Modells soll für längeren Zeitskalen (Jahrzehnte) geeignet sein. Basierend auf Ensemble- Simulationen erlaubt dieser Modellierungsrahmen eine fundierte Quantifizierung eisdynamischer Wechselwirkungen sowie der Fortpflanzung von Anfangsunsicherheiten. Als Machbarkeitsstudie, wenden wir den angestrebten Modellierungsrahmen auf zwei gletscherbedeckte Gebiete in den französischen Alpen und der chilenischen Cordillera Darwin an. Diese Standorte wurden gewählt da in beiden Regionen der Einfluss der Eisdynamik bedeutsam ist und da Feldmessungen sowie Fernerkundungsdaten verfügbar sind. Beide Standorte sind zudem anspruchsvolle Testbeispiele um die Anwendbarkeit, Leistungsfähigkeit und Robustheit des Modellierungsrahmens unter verschiedenen klimatischen Bedingungen und dynamischen Gegebenheiten zu untersuchen.

  • Untersuchungen zur Pathogenität der IgA-Autoantikörper bei Pemphigoid Erkrankungen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2020 - 31. Mai 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Pemphigoiderkrankungen (PE) sind prototypische, organspezifische Autoimmunerkrankungen. Sie sind durch Autoantikörper gegen Strukturproteine der dermo-epidermalen Junktionszone gekennzeichnet. Nach IgG ist IgA der häufigste Isotyp, dem Autoantikörper bei Pemphigoidpatienten angehören. In einigen Patienten ist IgA auch der einzige Isotyp, für den Autoantikörper nachgewiesen werden können. Anders als bei IgG-Autoantikörpern ist die pathogenetische Bedeutung der IgA-Autoantikörper bisher nicht überzeugend in-vivo, speziell in Mäusen demonstriert worden. Das Hauptproblem hierfür ist vorwiegend, dass es in Mäusen keinen Rezeptor für IgA gibt, der dem Fc alpha RI auf Entzündungszellen beim Menschen entspricht. Aufbauend auf früheren Arbeiten an in-vitro- und ex-vivo-Pemphigoidmodellen mit aufgereinigten und rekombinanten Autoantikörpern beantragen wir hier ein Projekt, bei dem wir ein in-vivo-Modell in Mäusen entwickeln, welches die klinischen Eigenschaften von IgA-vermittelten blasenbildenden Autoimmunerkrankungen nachstellt. Ein solches Modell ist grundlegend für die zukünftige Forschung an IgA-autoantikörpervermittelten Erkrankungen und öffnet den Zugang zu einer Vielzahl an wissenschaftlichen Fragestellungen. Innerhalb dieses Antrages werden wir die folgenden individuellen Hypothesen bzw. Fragestellungen bearbeiten: (i) die Bindung von IgA-Autoantikörpern an Keratinozyten induziert die Freisetzung von proentzündlichen Botenstoffen; (ii) der Transfer von rekombinanten und aufgereinigten IgA-Autoantikörpern in Fc alpha RI-transgene bzw. humanisierte Mäuse führt zu Entzündung und Blasenbildung; (iii) die Induktion der Blasenbildung ist abhängig von der Freisetzung von proentzündlichen Botenstoffen; und (iv) die durch den Transfer von IgA-Autoantikörpern hervorgerufene Blasenbildung lässt sich durch Behandlungen, die auch bei Patienten verwendet werden, beeinflussen. Das letztendliche Ziel dieses Antrages ist es, die Behandlungsoptionen bei Patienten mit IgA-vermittelten Pemphigoiderkrankungen zu verbessern. Die Bestätigung von IgA-Autoantikörpern als das Primum movens der Pathogenese in IgA-vermittelten Pemphigoiderkrankungen ist grundlegend für die Entwicklung von spezifischen diagnostischen und therapeutischen Methoden, wie neue ELISA-Systeme und IgA-spezifische Immunaphereseverfahren. Diese Entwicklungen werden auch für Patienten mit anderen IgA-vermittelten Autoimmunerkrankungen hilfreich sein, da die pathogenetischen Mechanismen vielfach denen von Pemphigoiderkrankungen ähneln.
  • The atomic-layer 3D plotter - Management and surface chemistry

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: The atomic-layer 3D plotter
    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
  • „NANO-ID – Nanopartikelbasierte Marker mit Fingerprint-ID zum Monitoring von Material- und Produktströmen“

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Towards Standards for Three-dimensional Non-invasive Digitisation of Manuscripts

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/433501541?context=projekt&task=showDetail&id=433501541&
    Im Zuge der sich rapide durchsetzenden Digitalisierung werden derzeit ein Großteil der Bestände von Büchereien in elektronische Formate überführt. Die massive Digitalisierung stößt aber auch auf Grenzen. Es existieren Dokumente, deren Zustand durch Alterung oder externe Einflüsse eine konventionelle, optisch basierte Digitalisierung kaum erlauben. Eigene Vorarbeiten zeigten, dass die drei Bildgebungsverfahren Röntgen-Computertomografie, Phasenkontrast-Röntgen-Computertomografie und Terahertz-Bildgebung prinzipiell dazu geeignet sind, nicht-invasive Einblicke in derartige Dokumente zu ermöglichen, digitale Bildinformationen zu generieren und neue Möglichkeiten zur automatisierten Erfassung zu eröffnen.In diesem Forschungsvorhaben wird erstmalig eine konkrete Strategie zur Digitalisierung von solchen Dokumenten entwickelt. Anhand einer strukturierten Evaluation wird ein Qualitätswertes entstehen, der Aussagen über die Güte der Digitalisierung mit einer der drei Modalitäten für bestimmte historische Materialien zulässt, woraus das geeignetste Verfahren abgeschätzt werden kann. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird ein Leitfaden zur Digitalisierung von fragilen Dokumenten entwickelt, mithilfe dessen die Qualität, Machbarkeit und eventuelle Schädigung vor-ab abgeschätzt werden können. Zusätzlich werden Algorithmen entwickelt, die die generierten Daten virtuell aufbereiten.Mit der Durchführung des Forschungsvorhabens werden drei konkrete Ziele verfolgt. Durch die Evaluation der Modalitäten soll anschließend das geeignetste Verfahren für ein spezifisches Dokument ermittelt werden können. Nach Ende des Projekts wird eine Benutzeroberfläche bereitgestellt, in der durch Angabe von Materialkombinationen und relevanter Parameter, die erreichbare Qualität mit jeder Modalität geschätzt wird. So wird es möglich sein, die Variation der Aufnahmeparameter zu testen, beispielhafte Ergebnisse anhand der generierten Datenbank anzuzeigen, und den Qualitätswert zu berechnen.Die Grundlage dafür bildet die Evaluation der drei Modalitäten für relevante Materialien. Hierzu werden realistische Prüfkörper gefertigt. Sowohl die Aufnahmequalität und -auflösung als auch eventuelle Schädigung des Dokuments können auf diese Weise berücksichtigt werden.Anhand des Leitfadens wird dann das geeignetste Verfahren für ein spezifisches Dokument identifiziert werden können. Diese Aussage basiert auf einem prognostizierten Qualitätswert, sodass die optimale Digitalisierungsmodalität im Voraus bestimmt werden kann.Die Evaluation mehrerer Modalitäten sowie die Algorithmenentwicklung sind als zentrale Herausforderung des Forschungsvorhabens zu sehen. Es soll ermöglicht werden, gefährdete Bestände in einem digitalen Format zu speichern, ohne deren Struktur durch manuelle Eingriffe zu zerstören. In der zweiten Förderphase soll eine multimodale Lösung erforscht werden, bei der durch Kombination mehrerer Verfahren Nachteile und Grenzen einzelner Modalitäten kompensiert werden.
  • Optimal Spatiotemporal Antiviral Release under Uncertainty

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
    Mittelgeber: Research infrastructures, including e-infrastructures
  • ATOPLOT -- The atomic-layer 3D plotter

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
    Mittelgeber: Excellent Science
  • Stabilitätsfragen für doppelt-nichtlineare parabolische Gleichungen (C07 intern)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
    URL: https://trr154.fau.de/
  • The atomic-layer 3D plotter

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
  • Dynamische HPC Softwarepakete: Nahtlose Integration von existierenden Softwarepaketen und Codegenerierungstechniken - TeilKO: 667424

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 15. April 2020 - 30. April 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Komplexe Phänomene in den Natur- und Ingenieurwissenschaften werden zunehmend mit Hilfe von Simulationstechniken untersucht. Dies wird durch eine dramatische Erhöhung der verfügbaren Rechenleistung ermöglicht, und daraus entwickelt sich Computational Science and Engineering (CSE) als dritte grundlegende Säule der Wissenschaft. CSE zielt auf das Design, die Analyse und die Implementierung neuer Simulationsmethoden für das Hochleistungsrechnen (HPC), so dass diese robust, benutzerfreundlich und zuverlässig für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Problemen eingesetzt werden können. Angesichts der hohen Kosten für die Anschaffung und den Betrieb von Hochleistungsrechnern wird das Erreichen der bestmöglichen Recheneffizienz bei deren Nutzung zu einem Hauptkriterium für die Softwarequalität und ist ein zentraler Punkt auf der Forschungsagenda von CSE. Darüber hinaus muss HPC-Software eine Reihe zunehmend komplexer Anwendungen auf modernen zunehmend heterogenen Hardwareplattformen unterstützen, bei denen häufig viele verschiedenartige Algorithmen kombiniert werden, um interagierende physische Prozesse zu modellieren. Dafür muss HPC-Software häufig stark modifiziert werden, um die zusätzliche Leistungsfähigkeit neuartiger Architekturen voll ausnutzen zu können.Unser Hauptziel ist die Bereitstellung einer neuen Klasse dynamischer Software-Frameworks für HPC-Benutzer, die vorhandene und etablierte HPC-Frameworks mit aktueller Codegenerierungstechnologie kombinieren, um die Produktivität bei der Einführung neuer Anwendungen oder beim Portieren der Anwendungen auf neue Plattformen zu steigern.Wir werden die Vorteile dieses Ansatzes anhand von drei Multi-Physik-Anwendungen aufzeigen, erstens der Optimierung von Windkraftanlagen und Windparks, zweitens der Entstehung und Dynamik von Dünen, die in vielen Ökosystemen wie z.B. Flussbetten vorkommen, und drittens der Simulation geladener Teilchen in mikrofluidischen Strömungen.
  • Maschinelles Lernen bei korrelativer MR und Hochdurchsatz-NanoCT

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2020 - 31. März 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Mechanistische, integrative Mehrskalenmodellierung der Umwandlung von Bodenmikroaggregaten

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: MAD Soil - Microaggregates: Formation and turnover of the structural building blocks of soils
    Laufzeit: 1. April 2020 - 31. August 2024
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    In diesem Projekt soll ein mechanistisches Modell entwickelt, sowie analytisch und numerisch untersucht werden, das die Entstehung, Stabilität und Umsetzung von Bodenmikroaggregaten umfassend beschreibt. Im Gegensatz zu bereits existierenden konzeptionellen Aggregierungsmodellen und Kompartmentmodellen zur Kohlenstoffumsetzung und Aggregierung, zielen wir in der Modellierung auf spezifische Transformationsprozesse der Bodenmikroaggregate ab, die zunächst in den anderen Teilprojekten experimentell identifiziert werden. Da wir an einer verbesserten mechanistischen, qualitativen und auch quantitativen Beschreibung der Aggregierung interessiert sind, formulieren wir die aus den Experimenten gewonnenen Einsichten als gewöhnliche Differentialgleichungen (GDGl), partielle Differentialgleichungen (PDGl) und möglicherweise algebraische Gleichungen (AGl). Dazu integrieren wir Informationen über Prozesse, die auf unterschiedlichen räumlichen Skalen erhalten wurden, sowie räumliche Heterogenität und Variabilität in unser Modell. Die gesamte Modellierung erfolgt rigoros und deterministisch und die Modellierungskonzepte beruhen auf Kontinuumsmechanik und beschränken sich nicht auf heuristische Ratenfunktionen. Ausgehend vom Porenskalenmodell wenden wir Mehrskalentechniken an, um ein umfassendes mathematisches Modell auf der Makroskala zu erhalten (bottom up). Wir ziehen insbesondere das Wechselspiel von Geochemie und Mikrobiologie sowie den Zusammenhang zu Bodenfunktionen mit ein. Das resultierende GDGl/PDGl System und komplexe Mikro-makro Probleme können nicht mit Standardsoftware gelöst werden. Die Anzahl der Spezies, die Nichtlinearitäten der Prozesse und die Heterogenität des Mediums führen zu hohem Rechenaufwand, der hochgenaue und effiziente Diskretisierungstechniken und Lösungsverfahren erfordert. Darüber hinaus sollen anspruchsvolle numerische Mehrskalenmethoden angewandt werden. Dennoch kann es nicht das Ziel unserer Simulationen sein, die Realität detailgetreu nachzubilden. Vielmehr zielen wir darauf ab, Einflussfaktoren und Prozessmechanismen darzustellen, zu vergleichen und aufzudecken, indem wir relevante Prozesse abstrahieren.
  • Indextheorie angewandt auf quantenmechanische und klassische Systeme

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2020 - 31. März 2023
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    The first goal of index theory is to relate topological invariants to indices of Fredholm operators. The most famous result in this direction is the Atiyah-Singer index theorem, but there exist far reaching non-commutative generalizations. While there is a general theory, such index theorems have to be established case by case in applications. The second goal of index theory is to connect invariants and indices of problems related via exact sequences. For example, this allows to read off the topology of boundary states or point defects from bulk invariants. The proposal aims to implement this program in situations which have not been tackled before like interacting spin systems, photonic crystals and lattices of classical springs, and also to further develop the index approach to scattering systems and topological materials.
  • Molekulare Charakterisierung der Remission von Arthritis

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2020 - 30. September 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

    MASCARA zielt auf eine detaillierte, molekulare Charakterisierung der Remission bei Arthritis ab. Das Projekt basiert auf der kombinierten klinischen und technischen Erfahrung von Rheumatologen, Radiologen, Medizinphysikern, Nuklearmedizinern, Gastroenterologen, grundlagenwissenschaftlichen Biologen und Informatikern und verbindet fünf akademische Fachzentren in Deutschland. Das Projekt adressiert 1) den Umstand der zunehmenden Zahl von Arthritis Patienten in Remission, 2) die Herausforderungen, eine effektive Unterdrückung der Entzündung von einer Heilung zu unterscheiden und 3) das begrenzte Wissen über die Gewebeveränderungen in den Gelenken von Patienten mit Arthritis. MASCARA wird auf der Grundlage vorläufiger Daten vier wichtige mechanistische Bereiche (immunstoffwechselbedingte Veränderungen, mesenchymale Gewebereaktionen, residente Immunzellen und Schutzfunktion des Darms) untersuchen, die gemeinsam den molekularen Zustand der Remission bestimmen. Das Projekt zielt auf die Sammlung von Synovialbiopsien und die anschließende Gewebeanalyse bei Patienten mit aktiver Arthritis und Patienten in Remission ab. Die Gewebeanalysen umfassen (Einzelzell)-mRNA-Sequenzierung, Massenzytometrie sowie die Messung von Immunmetaboliten und werden durch molekulare Bildgebungsverfahren wie CEST-MRT und FAPI-PET ergänzt. Sämtliche Daten, die in dem Vorhaben generiert werden, werden in einem bereits bestehenden Datenbanksystem mit den Daten der anderen Partner zusammengeführt und gespeichert. Das Zusammenführen der Daten soll – mit Hilfe von maschinellem Lernen – krankheitsspezifische und mit der Krankheitsaktivität verbundene Mustermatrizen identifizieren.

  • Heimat Digital (HeiDi): Potenziale und Strategien digitaler Regionalentwicklung im ländlichen Raum

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2020 - 31. März 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

    Recent developments in digitization may be seen as threats, however, they also provide the opportunity to foster a positive relationship of people with their communities (place attachment) via participatory regional development. This may be particularly positive for sustainable development of rural areas at risk of demographic decline. The project’s aim is to synthesize, systematize and analyse Europe-wide examples of ‘good practice’ related to digital strategies and instruments on this issue. These examples will be compiled, resulting in an orientation framework that is being made available in the form of a digital toolbox for further use in regional development.

    The research questions are: how can digitization contribute to a positive interpretation of rural areas or rural identification? How can the potential of digitization be used for participatory regional development? In particular, how can place attachment be strengthened? And how may contributors only digitally present be involved? How can place attachment counter depopulation and migration? And how can digital tools be used to successfully address pivotal challenges of rural regions such as brain drain and youth drain? Which strategies have already been successfully pursued based on such questions? What criteria of good practice for participatory digital regional development result from examples available in Europe?

    By addressing these questions, the project will provide a deeper insight into patterns and processes of place attachment in times of digitization and demographic change. At the same time, it provides a toolbox for the target-oriented design of programs for rural regions. Given the lower carbon footprint of rural populations, this also contributes to sustainable development.

  • Messungen von Höhen- und Massenänderungen von Gletschern und Eiskappen außerhalb der großen Eisschilde mittels TanDEM-X

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: DFG SPP 1889: Regionaler Meeresspiegelanstieg & Gesellschaft
    Laufzeit: 1. März 2020 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)

    Gletscher und Eiskappen außerhalb der polaren Eisschilde zeigen erhebliche Höhen- und Massenänderungen und trage erheblich zum Meeresspiegelanstieg bei. Es gibt jedoch bisher nur wenige Studien, die geltscherspezifische Analysen auf regionaler oder gar globaler Skala. Diese Information wird jedoch für globale Gletschermodell, zur Rekonstruktion von Eisdicken sowie für ein nachhaltiges Wassermanagement benötigt. In der aktuell laufenden Projektphase analysieren wir Gletscherhöhen- und Massenänderungen für Gebiete die durch die Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) zwischen 56°S und 60°N abgedeckt sind mittels Differenzierung von digitalen Geländemodellen von SRTM (2000) und der deutschen TanDEM-X Mission (2010 to 2015). Hierzu setzen wir differentielle Radarinterferometrie ein sowie state-of-the-art Post-Prozessierungstechniken, um eine erste nahezu globale Abdeckung außerhalb der Polargebiete zu erzielen. In diesem Folgeprojekt planen wir eine räumliche Erweiterung, eine Aktualisierung mit einem weiteren Zeitschnitt mittels neuer Messungen sowie Verbesserungen gegenüber den laufenden Messungen der ersten Phase. We werden TanDEM-X mit TanDEM-X Daten verrechnen und damit einen weiteren Zeitschnitt von 2010-15 und 2017+ erzeugen. Diese Daten werden sich durch eine höhere räumliche Auflösung von 10 m, weniger Messlücken und eine Abdeckung auch nördlich von 60°N auszeichnen. Für einige der Gebiete werden wir erstmalig gletscher-spezifische Messungen erzielen. Als Referenzgeländemodell werden wir das erst kürzlich zugänglich gewordene globale TanDEM-X Geländemodell mit 90 m Auflösung und das ArcticDEM mit 8 m räumlicher Auflösung nutzen und so die Güte unserer Produkte erheblich steigern können. Die technischen und methodischen entwicklungen im Projekt umfassen weitere Optimierungen und Parallelisierungen der Prozessierungen, Transfer der Algorithmen auf Hochleistungsrechner, verbesserte Lückenfüllungsalgorithmen sowie eine verbesserte Korrektur der Radareindringtiefe durch einen Vergleich mit zeitgleichen Altimetermessungen. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf Ursachen und Prozessen untersucht sowie im Hinblick auf mögliche Änderungen der gemessenen Änderungsraten.

  • Untersuchung von Stabilität und Zersetzungsphänomenen in M@C / PANI Nanokomposit-Elektroden in 2D- und 3D-Architekturen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. März 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die Speicherung von (womöglich regenerativ gewonnener) elektrischer Energie in chemischer Form (Brennstoff) und im Anschluss dazu ihre Rückgabe finden in elektrochemischen Bauelementen wie Elektrolyseuren und Brennstoffzellen statt. Wenn diese Bauelemente wirtschaftlich zu betreiben sind, müssen sie nicht nur effizient sondern auch langlebig sein. Die heutzutage als Elektrokatalysatoren eingesetzten Materialien sind leider nicht korrosionsbeständig, und die Faktoren, die die Stabilität dieser Multiphasenkomposite beeinflußen, sind schlecht verstanden. Das Projekt setzt an dieser Stelle an und schlägt ein Modellsystem für diese komplexen Werkstoffe vor, in welchem der Einfluß unterschiedlicher Effekte auf die Stabilität der Elektroden systematisch untersucht werden kann. Unsere Präparation kombiniert ein eloxiertes, makroporöses Templat, welches die dreidimensionale Geometrie definiert, mit Polyanilin (PANI) als leitfähiger Matrix und laserabgeschiedenen Metallnanopartikeln in einer Kohlenstoffmatrix (M@C) als Katalysator. Es sollen die Effizienz sowie die Stabilität dieser Elektroden in den Bedingungen der Elektrolyse quantifiziert werden. Es werden dann Elektroden miteinander verglichen, die in je einem Aspekt sich voneinander unterscheiden: (1) der Natur der Wechselwirkungen zwischen Templat und Polyanilin; (2) der Natur der Wechselwiirkungen zwischen PANI und Kohlenstoffphase; (3) der Architektur der Elektrode (planare Filme oder Rohrchen in einer 3D-Matrix); (4) der Geometrie der Elektrode (Länge und Durchmesser der Röhrchen). Die Ergebnisse dieser Vergleiche sollen es einem ermöglichen, die vielversprechendsten Strategien zur Verbesserung der Stabilität realer Elektroden zu identifizieren, die die Effizienz bewahren. Dieses ambitionierte Ziel wird durch die Kombination komplementärer Expertisenbereiche bei den Russischen und Deutschen Partnern in den jeweiligen Bereichen der Laserabscheidung von Metall-Kohlenstoff-Kompositen und der elekochemischen Untersuchungen (inkl. Eloxierung).
  • Bildung und Entwicklung von Flutbasaltmagmen aus der Verbindung von geochemischen Untersuchungen mit der magnetischen Stratigraphie der Deccan Large Igneous Province

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. März 2020 - 28. Februar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die Deccan Flutbasalte repräsentieren eine der jüngsten katastrophalen vulkanischen Ereignisse der Erde und die möglichen Konsequenzen der Eruptionen für die globale Umwelt sind umstritten. Wenig moderne geochemische Arbeiten wurden an den etwa 4 km mächtigen Laven der Main Deccan Volcanic Province durchgeführt und so existiert kein umfassender geochemischer Datensatz von den meisten vulkanischen Einheiten. Die paläomagnetischen Arbeiten von französischen Wissenschaftlern aus Paris haben wesentlich zur Erstellung der Lavastratigraphie und zeitlichen Entwicklung der Main Deccan Flutbasalte beigetragen. Wir erhielten 158 Gesteinsproben aus paläomagnetischen Bohrungen, die etwa 3.8 km und zehn Formationen der Main Deccan Volcanic Province repräsentieren, und wollen im Rahmen des Projektes einen umfassenden Datensatz mit Haupt- und Spurenelementkonzentrationen sowie Sr-Nd-Hf-Pb Isotopenverhältnissen bestimmen. Auf der Basis dieser Daten können wir die Aufschmelzprozesse und Magmenquellen der verschiedenen Lavaformationen definieren und den Einfluss des Réunion Plumes, der Asthenosphäre, des subkontinentalen Lithosphärenmantels sowie der kontinentalen Kruste bestimmen. Die neuen Daten werden wichtige Einsichten in die Prozesse der Aufschmelzung im Erdmantel, der fraktionierten Kristallisation und der Assimilation bei der Entstehung dieser Flutbasaltprovinz ergeben.
  • Die magmatische Entwicklung eines Inselbogens am Beispiel der Neuen Hebriden

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Februar 2020 - 31. Januar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Elektroenzymatische CO2 Reduktion durch rekombinante CODHs aus marinen Habitaten.

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Februar 2020 - 31. Januar 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Tellur in natürlichen und synthetischen Pyrit: Erzbildung und wirtschaftliche Bedeutung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 15. Januar 2020 - 14. Januar 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    Tellur (Te) wurde von der Europäische Union als strategisches Element für den schnell wachsenden Sektor der erneuerbaren Energien definiert. Die Gewinnung von Te ist stark abhängig von anderen Metallen, insbesondere von Cu wo es als Nebenprodukt gewonnen wird, wodurch es kaum möglich ist die Te-Produktion unter aktuellen Verfahren zu erhöhen. Aufgrund der steigenden Nachfrage ist somit in naher Zukunft mit einer Te-Knappheit zu rechnen. 

    Tellur kann in hydrothermalem Pyrit mit bis zu 8.000 ppm angereichert sein und tritt typischerweise zusammen mit anderen Spurenelementen, wie As und Au (bis zu 4,8 Gew. % und 11.000 ppm) auf. Pyrit bildet sich bei verschiedensten Fluidbedingungen, wie niedrigen und hohen Temperaturen, sowie unterschiedlichenfO2und pH-Zuständen. Die Spurenelementchemie von Pyrit kann somit genutzt werden um wichtige erzbildende Prozesse von Te zu definieren, die bis heute kaum bekannt sind. Aufgrund der weiten Verbreitung von Pyrit und seiner Fähigkeit Spurenmetalle anzureichern könnte die steigende Te-Nachfrage somit durch die Aufbereitung von Mineralen wie Pyrit gesichert werden. Über das Verhalten von Te während der Erzaufbereitung weiß man bisher nur wenig, wird Te allerdings nicht gewonnen, sondern liegt auf Halden vor ist es von ökotoxikologischer Relevanz. 

    Diese Wissenslücken sollen im Rahmen des Projekts geschlossen werden. Hierfür werden epithermale und Carlin-Typ Lagerstätten untersucht; zwei Systeme die sich in ihrer Mineralisation unterscheiden und Te in wirtschaftlich relevanten Konzentrationen führen. Modernste Methoden werden verwendet um Te in Pyrit strukturell und chemisch bis hin zur Mikro- und Nanoebene zu charakterisieren. Dies ermöglicht es eine fundierte Methode zu entwickeln um zu unterscheiden ob Te im Kristallgitter oder als Einschluss in Pyrit vorkommt. Phasenquantifizierung kombiniert mit Mineral- und Gesamterzchemie ermöglichen es quantitativ zu zeigen, dass Pyrit einer der Hauptträger von Te in diesen Lagerstätten ist. Mittels Spurenelementkartierung lassen sich intrakristalline Variationen von Te (d.h. Zonierungen) in Pyrit quantitativ abbilden, womit die Bildungsprozesse der Te-Mineralisation abgeleitet werden können. Diese Ergebnisse können genutzt werden um ein neues mikroanalytisches Explorationsmittel für Te zu entwickeln. Hydrothermale Experimente unter kontrollierten Laborbedingungen erlauben es den Einfluss von Fluidparametern (z. B. Temperatur, pH, fO2) auf die Verteilung und den Einbau von Te in Pyrit zu bestimmen. Die Zusammensetzung von Pyrit, synthetisiert aus einem Fluid mit bekanntem Te-Gehalt, ermöglicht es die ersten Nernst-Verteilungskoeffizienten (KD) für Te im Pyrit-Fluid-System zu berechnen. Die Kombination von natürlichen und synthetischen Systemen machen es somit zum ersten Mal möglich eine quantitative Aussage über die Ausfällungsprozesse und den Einbau von Te in Pyrit zu treffen; ein allgegenwärtiges Mineral, dass ein Element von steigendem wirtschaftlichen Interesse führt.

  • Informationsinfrastruktur

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 1411: Produktgestaltung disperser Systeme
    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
  • Qualitätskontrolle durch robuste Optimierung

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 1411: Produktgestaltung disperser Systeme
    Laufzeit: seit 1. Januar 2020
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
    Das Ziel ist die Entwicklung, algorithmische Umsetzung und Validierung von robusten mathematischen Optimierungsmethoden, um die Herstellung partikulärer Produkte gegenüber Unsicherheiten abzusichern. Erforscht werden globale Lösungsverfahren für optimale robuste Chromatographie- sowie Syntheseprozesse mittels Reformulierung und Dekomposition. Die erzielten Ergebnisse werden in enger Abstimmung mit experimentell ausgerichteten Projekten validiert. Informationen, welche Unsicherheiten im Prozessdesign relevant sind und reduziert werden sollten, sowie Handlungsempfehlungen zur Qualitätskontrolle werden an die Projekte zurückgegeben.
  • Topologie-, Material- und Formoptimierung für Partikelensembles

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 1411: Produktgestaltung disperser Systeme
    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
    Das Ziel ist die Entwicklung eines mathematischen Rahmens, welcher es erlaubt, von gewünschten optischen Eigenschaften auf die Konfiguration von Einzelpartikeln und Partikelensembles zu schließen. Mit Hilfe einer auf diskreten Dipolapproximationen basierenden Strukturoptimierungsmethode werden hohe Designauflösungen ermöglicht sowie exakte Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bestimmt. Für die Optimierung von Partikelensembles wird ein verallgemeinerter hybrider Finite-Elemente-Ansatz erforscht. Schließlich wird ein neuartiges stochastisches Optimierungsverfahren zur Behandlung disperser Partikeleigenschaften entwickelt.
  • Molekulare Modellierung von Oberflächen- und Partikelinteraktionen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 1411: Produktgestaltung disperser Systeme
    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
    Das Ziel ist die Entwicklung von Strategien zur gezielten Gestaltung der Oberflächen von Nanopartikeln und festen Poren auf Basis molekularer Modellierung und Simulation. Mithilfe von Simulationen von Nanopartikeln im Flüssigkeitsvolumen und an Grenzflächen werden wir thermodynamische Eigenschaften, Wechselwirkungen und sich daraus ergebender Korrelationen studieren. Mit diesen Ergebnissen werden wir Experimente unterstützen und die Parametrisierung mesoskopischer Simulationen ermöglichen, um kolloidale Stabilität, Transport und Trennung von Nanopartikeln in komplexen Geometrien zu verstehen und zu steuern.
  • Optische Intensitätsinterferometrie mit den H.E.S.S. Gammastrahlungsteleskopen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    The aim of this project is to develop a system for optical intensity interferometry for the H.E.S.S gamma-ray telescopes in Namibia and to perform high-angular resolution measurement of stars in the V and R bands. The proposed project consists of three modules: a) development of the light-detection and electronics chain, b) development of the mechanical and optical struture and c) development of data analysis tools. We aim to demonstrate the feasibility of the full chain developed in this proposal to measure the stellar diameters of bright stars on timescales of a few hours (detect the signal at a projected 5-m baseline within minutes).

  • Process optimization for hospital logistics

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

  • Eine neue Plattform für nichttoxischen Anti-Biofouling-Beschichtungen durch Kombination der photokatalytischen Eigenschaften von dotierten, nanostrukturierten TiO2-Filman mit Oberflächenreinigungs-Systemen aus flüssigkeits-infundierten porösen Oberflächen (SLIPS)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Januar 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Elektroaktive MOF Netzwerke

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    We aimto develop model systems with periodic, interpenetrating networks of electrondonor- and acceptor-phases based on the structural paradigm of metal-organicframeworks (MOFs). The MOFs allow maximum control over the nature of themolecular building blocks with specific electronic properties, their sequenceof assembly, their relative spatial orientation, their wall-thickness, andtheir overall orientation relative to a substrate. The goal of this project isto create such highly defined model systems, to enhance our understanding ofthe relationship between the electronic and structural parameters and theresulting light-induced charge-carrier dynamics, and ultimately to contributeto the understanding and further improvement of solar cells.

  • Biogeographical aspects of climatic stress resilience of mountain forests of the central Himalaya - Institutspartnerschaft Tribhuvan University, Nepal

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: Alexander von Humboldt-Stiftung
  • eROSITAs Fenster in den transienten Roentgenhimmel: Akkretion Aktiver Galaxien in der Ära von "Big Data"

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Development of a production method of ASG components based on W-particle/resist composites

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Januar 2020
    Mittelgeber: Industrie, Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) (seit 2018)
  • Optimierung der Langzeitstabilität und Umsetzungsrate in Zweikomponentensystemen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2020 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) (seit 2018)
  • Mapping the effector response space of antibody combination

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 18. Dezember 2019 - 30. November 2024
    Mittelgeber: National Institutes of Health (NIH)
  • Größenreduktion während hyperthermaler Ereignisse: frühe Warnsignale von Umweltbelastungen oder Anzeichen von Aussterben? (EarlyWarn)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Dezember 2019
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Größenreduzierungen in aufeinanderfolgenden Fossil-Vergesellschaftungen im Rahmen von Aussterbeereignissen sind Diversitätsmuster, die in einer Vielzahl von zeitlichen und räumlichen Maßstäben sichtbar werden. Die verantwortlichen Umweltfaktoren und -mechanismen werden nach wie vor intensiv diskutiert. In verschiedenen Fällen liegen Größenveränderungen vor dem Hauptimpuls des Events vor; dies könnte eine frühe Umweltstörung anzeigen. Das hier vorgestellte Projekt zielt darauf ab, Größenänderungen in stratigraphischen Sequenzsystemen zu modellieren, um die lokalen und globalen Einflüsse der Paläoumwelt auf diese Muster zu erkennen. Dieser Ansatz konzentriert sich auf den Vergleich von Mollusken und Brachiopoden aus Perm/Trias- Grenzprofilen im Iran und verschiedenen europäischen Pliensbach/Toarc-Profilen; es werden Muster innerhalb von Faziesräumen und zwischen verschiedenen Faziesräumen untersucht. Damit wird ein breites Spektrum von Zusammenhängen von Paläoumwelt und Erhaltung und Biodiversität vor und während der Aussterbe-Ereignisse abgedeckt. Dieser Ansätze ist notwendig, um den relativen Beitrag klimabedingter Stressfaktoren und die Verfügbarkeit von Nährstoffen in den Diversitätsmustern quantitativ zu studieren, wenn potenzielle Sammlungs- und Stratigraphie-Einflüsse herausgefiltert werden. Im letzten Teil des Projekts werden unsere neu gesammelten Daten mit neu eingepflegten großen Datensätzen mit geeigneten Fazies, stratigraphischen und geochemischen Abfolgen verglichen, um deren relativen Beitrag in der ersten umfassenden Metaanalyse zu diesen Aspekten der Miniaturisierung ("Lilliput-Effekt") zu entflechten. Diese Datensätze werden auch verwendet, um den relativen Beitrag der Größenreduzierung innerhalb der Arten, des selektionsbedingten Aussterbens / der Einwanderung und der Entstehung / Einwanderung von Arten bei Umweltveränderungen während kleiner biologischer Krisen oder das Massenaussterben bei Hyperthermie zu erklären.

  • TERSANE - Koordinationsfonds

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Dezember 2019 - 30. November 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://cnidaria.nat.uni-erlangen.de/wp/

    Das TERSANE-Projekt ist darauf ausgerichtet, dieAuswirkungen von Klimawandel in der Erdgeschichte auf Organismen und Ökosystemezu untersuchen und Zusammenhänge zwischen diesen aufzudecken. Ziel desProjektes ist es, dieses Wissen auf den anthropogenen Klimawandel anzuwenden. Unsereübergreifende Hypothese ist, dass Klimawandel-induzierte Stressoren (KIS) inder Vergangenheit mehrfach biologische Krisen für marine Organismen ausgelöst habenund diese auch Ursache für zukünftige ökologische Krisen sein werden. Während inder ersten Phase des TERSANE-Projekts viele wichtige Erkenntnisse gewonnen werdenkonnten, erfordern neue Fragen und Methoden eine Fortführung des Projekts(TERSANE 2.0).

    Eigene Vorarbeiten und Fortschritte andererArbeitsgruppen erfordern die Fokussierung auf  folgende Themen: Räumliche Verbreitungsmuster, biogeochemische Kreisläufe, Verständnisvon zugrundeliegenden Mechanismen und Modellierungen.

    TERSANE 2.0 wird aus neun Projekten bestehen, die auf den folgenden drei Säulenbasieren:

    (1)   Identifizierung der KIS an der Perm-TriasGrenze

    (2)   Räumliche Verbreitungsmuster derAuswirkungen von KIS

    (3)    Überbrückungvon räumlichen und zeitlichen Skalen

    Säule 1 soll auf der Basis von geochemischen Indikatoren und Modellierungenvon Erdkreisläufen die exakten Umweltveränderung im Zuge des größten hyperthermalenEreignissen und Massenaussterbens des Phanerozoikums aufdecken.  Die einzelnen Projekte umfassen Nähr- undKohlenstoffkreisläufe, kontinentale Erosionsprozesse und die Intensität vonProzessen, die anoxische Ereignisse auslösen. Temperatur, CO2, sowiepH wurden bereits in Phase 1 des Projektes behandelt.

    Säule 2 untersucht die räumlichen Verbreitungsmuster der KIS auf der Basisvon Zeitreihen. Um den Einfluss der KIS aufzudecken, werden paläobiologischeMethoden und Modelle angewandt. Das Hauptaugenmerk der Projekte liegt auf Temperaturschwankungenund deren Einfluss auf Verbreitungsmuster und Aussterben mariner Arten. Inenger Zusammenarbeit mit Säule 1 wird auch auf biotische Muster an derPerm-Trias Grenze fokussiert.

    Säule 3 soll die Auswirkungen von KIS auf mehreren Raum-Zeit Skalen untersuchen.Wir vermuten, dass physiologische Daten den mechanistischen Schlüssel zurAuswirkung von KIS auf mehreren Zeitskalen liefern. Entsprechend werden indieser Säule physiologische Experimente, Körpergrößendynamiken und das Zusammenspiel von Lebewesen undÖkosystemen untersucht. Die drei Projekte dieser Kerngruppe werden in engerZusammenarbeit mit den anderen Kerngruppen durchgeführt.

  • Beobachter-basierte Datenassimilation bei zeitabhängigen Strömungen in Gasnetzen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: seit 8. November 2019
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
    URL: https://trr154.fau.de/index.php/de/teilprojekte/c05

    In diesem Projekt sollen Datenassimilationstechniken für Modelle von Strömungen in Gasnetzen entwickelt werden. Dabei werden Messwerte in laufende Simulationen eingespeist, um ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Dazu werden die originalen Modellgleichungen um Steuerungsterme in den Röhren oder an den Knoten erweitert, die die Lösung in Richtung der Messdaten verschieben. Das so entstehende System wird als Beobachter bezeichnet. Hier soll untersucht werden, wie viele Messdaten nötig sind, um Konvergenz des Beobachters gegen die exakte Lösung des Originalproblems garantieren zu können, wie schnell dieses Konvergenz ist und wie sich Fehler in den Messdaten auf die Qualität der Lösung auswirken.

  • Basalte und vulkanische Gläser

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SO273 - MARION: ROV-Beprobung und Kartieren des Marion Rise am Südwest-Indischen-Rücken (SWIR)
    Laufzeit: 1. November 2019 - 30. April 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • "Aktive Mikroemulsifikation als Prinzip der Chromatinorganisation und als Aspekt der Zelltypspezifizierung" im Rahmen des Schwerpunktprogrammes "Molekulare Mechanismen funktioneller Phasenseparation"

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. November 2019 - 31. Oktober 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/419138152

    Das eukaryotische Genom ist durch eine weithin konservierte Architektur charakterisiert, welche aus separierten aber gleichzeitig ineinander verschachtelten Segmenten besteht. Diese Architektur passt sich dynamisch an die Genexpression an: neu induzierte Gene lokalisieren in aktiven Segmenten und werden entfaltet, reprimierte Gene lokalisieren in inaktiven Segmenten und werden kompaktifiziert. Neue Arbeiten, darunter unsere eigene, deuten darauf hin, dass Phasenseparation sowie die Physik von Mikroemulsionen die Herstellung und Aufrechterhaltung dieser Architektur erklären können. Die biologische Relevanz dieser Architektur bleibt allerdings weiterhin unklar. Eine weit verbreitete jedoch ungeprüfte Hypothese ist, dass die zielgerichtete Entfaltung bestimmter Bereiche des Genoms den regulativen Zugang von Signalproteinen, wie zum Beispiel Transkriptionsfaktoren, ermöglicht. In diesem Projekt untersuchen wir (i) die Rolle Mikroemulsions-ähnlicher Reorganisation des Genoms in der embryonalen Zellspezifizierung und (ii) die grundlegenden physikalischen Prinzipien anhand derer aktive zelluläre Prozesse diese Mikroemulsions-ähnliche Reorganisation antreiben. In unserer Arbeit werden wir die Mesendoderminduktion in Primärkulturen von Zebrafischzellen als experimentelles Modellsystem nutzen, Lebendzell- und Superauflösungsmikroskopie anwenden und eine physikalische Nichtgleichgewichtstheorie der Chromatinenfaltung durch Mikroemulsifikation entwickeln. Wir werden somit eine der ersten Untersuchungen zur Relevanz physikalischer Prinzipien der 3D-Genomorganisation in der Regulierung von Genexpression durchführen. Außerdem werden unsere theoretischen Arbeiten aufzeigen wie aktive molekulare Prozesse, wie zum Beispiel Transkription, Mikrophasenseparation in biologischen Zellen beeinflussen können.

  • Mechanistische, integrative Mehrskalenmodellierung der Umwandlung von Bodenmikroaggregaten

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. November 2019 - 31. Oktober 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • DFG-NSF: Erforschung von physikalischen Konsequenzen der kanonischen Quantengravitation

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. November 2019 - 31. Oktober 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    Die Vereinigung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie ist eines der offenen und fundamentalen Probleme in der modernen theoretischen Physik. Die Lösung dieser Aufgabe bringt viele Herausforderungen mit sich. In den kanonischen Ansätzen der Quantengravitation ist einer der wichtigen offenen Fragen die Formulierung der Quantendynamik in Form von sogenannten Quanten-Einstein Gleichungen, welche eine Quantisierung der klassischen Einstein Gleichungen beschreiben. In diesem Kontext gelangt man auf natürliche Art zu der Fragestellung, wie Wahlfreiheiten für die Quantisierung, die finale Quantendynamik und damit potentiell physikalische Eigenschaften der Quantentheorie beeinflussen. Alle der kanonischen Quantengravitation zugrunde liegenden Modelle begegnen dieser Problematik auf die eine oder andere Weise, was es erschwert, ein verlässliches physikalisches Bild zu liefern. Dies beinhaltet ebenfalls die Loop-Quantenkosmologie, im Rahmes derer erfolgreich die Auflösung zahlreicher Singularitäten demonstriert werden konnte und die potentielle Signaturen für den Mikrowellenhintergrund vorhersagt. Der Fokus dieses Antrags liegt darin, diese fundamentalen Fragestellungen zu erforschen und neue Erkenntnisse über diese zu erhalten. Hierzu soll der sogenannte Relationale Formalismus verwendet werden, welcher auf der Wahl von sogenannten Referenzfeldern (Uhren) basiert und im Kontext dessen Dirac Observablen konstruiert werden können, welches eichinvariante Größen in der Allgemeinen Relativitätstheorie sind. Ziel ist es, sowohl bereits existierende Modelle für die Quanten-Einstein Gleichungen zu verwenden, als auch Resultate aus der kanonischen kosmologischen Störungstheorie, um die Konsequenzen dieser Methoden in der klassischen Theorie und Quantentheorie zu analysieren. Resultate aus dieser Forschung werden einerseits die bereits existierenden Vorhersagen der Loop-Quantenkosmologie in einem allgemeineren Kontext testen, der näher an der vollen Theorie der Loop-Quantengravitation angesiedelt ist und andererseits auf interessante Erkenntnisse darüber führen, inwiefern bestimmte Auswahlen der Wahlfreiheiten für die Quantisierung und die Eichfixierung physikalische Vorhersagen beeinflussen.

  • Geordnete Dilationsräume und Geometrie von Standard-Unterräumen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • CoralTrace - Ein neuer Ansatz zum Verständnis klimainduzierter Riffkrisen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    Coral reefs are perhaps the most threatenedmarine ecosystems from current climate-related stressors (CRS). The modern reefcrisis manifests itself in an increased frequency of mass-bleaching, reducedcalcification rates of corals, and elevated coral mortalities. Althoughextinction risk is also high among reef-building corals, reef decline is drivenby reduced net calcium carbonate production of existing species, rather than extirpationor extinction. Nevertheless, extinctions are a major concern, because these areirreversible and thus preventing the recovery of reefs from CRS-driven crises.

    Using the Paleobiology Database and theErlangen PaleoReefs Database together with a new fossil trait database onextinct reef builders, this project aims to reveal the interplay ofindividualistic evolutionary fate and whole ecosystem changes in reefs overtime. Specifically, we test three main hypotheses: (1) Reefs are more sensitiveto CRS than reef building species. A global reef crisis can occur without massextinction, simply because the net calcium carbonate production is reduced. Animportant implication of this hypothesis is that reef crisis may be an earlywarning sign of a forthcoming biodiversity crisis. (2) Both the reef-buildingcapacity and the extinction risk of reef building taxa can be predicted fromtheir traits. Although not all potentially relevant life-history traits can bederived from fossils (e.g., nature of photosymbionts), preservable traits suchas growth morphology and habitat breadth have been shown to be correlated withcoral extinction risk and reef growth today. (3) Mesophotic and mid-latitudeenvironments are suitable environments for reefal refugia and recovery afterclimate induced crises.

    Hypothesistesting will be performed in a multivariate statistical framework and machinelearning focussing on preserved reefal volume and extinction as dependentvariables. Independent variables such as magnitude and duration of warming,anoxia and acidification will be taken from published sources and accompanyingTERSANE projects. Tests will be conducted at the level of specific time slices(end-Permian, end-Triassic, early Jurassic) as well as in a time-seriescontext. To be feasibleand relevant to TERSANE’s goals, CoralTrace will focus on Permian to Neogenereef systems.

  • Änderungen in den Nährstoffkreisläufen während des Perm-Trias Übergangs (NUC)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Inducing long-lasting HIV Env-specific antibody responses by intrastructural help

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Neue antivirale Strategien: von der Chemotherapie bis zur Immunintervention
    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 31. März 2024
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.virologie.uk-erlangen.de/grk2504/
  • Strengthening Paleontology: The German seed for global cooperation

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2026
    Mittelgeber: Volkswagen Stiftung
  • CoralTrace – A new approach to understanding climate-induced reef crises

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)

    Coral reefs are perhaps the most threatened marine ecosystems from current climate-related stressors (CRS). The modern reef crisis manifests itself in an increased frequency of mass-bleaching, reduced calcification rates of corals, and elevated coral mortalities. Although extinction risk is also high among reef-building corals, reef decline is driven by reduced net calcium carbonate production of existing species, rather than extirpation or extinction. Nevertheless, extinctions are a major concern, because these are irreversible and thus preventing the recovery of reefs from CRS-driven crises.Using the Paleobiology Database and the Erlangen PaleoReefs Database together with a new fossil trait database on extinct reef builders, this project aims to reveal the interplay of individualistic evolutionary fate and whole ecosystem changes in reefs over time. Specifically, we test three main hypotheses: (1) Reefs are more sensitive to CRS than reef building species. A global reef crisis can occur without mass extinction, simply because the net calcium carbonate production is reduced. An important implication of this hypothesis is that reef crisis may be an early warning sign of a forthcoming biodiversity crisis. (2) Both the reef-building capacity and the extinction risk of reef building taxa can be predicted from their traits. Although not all potentially relevant life-history traits can be derived from fossils (e.g., nature of photosymbionts), preservable traits such as growth morphology and habitat breadth have been shown to be correlated with coral extinction risk and reef growth today. (3) Mesophotic and mid-latitude environments are suitable environments for reefal refugia and recovery after climate induced crises.Hypothesis testing will be performed in a multivariate statistical framework and machine learning focussing on preserved reefal volume and extinction as dependent variables. Independent variables such as magnitude and duration of warming, anoxia and acidification will be taken from published sources and accompanying TERSANE projects. Tests will be conducted at the level of specific time slices (end-Permian, end-Triassic, early Jurassic) as well as in a time-series context. To be feasible and relevant to TERSANE’s goals, CoralTrace will focus on Permian to Neogene reef systems.

  • Rapide Versenkung eines trockenen Sandsteins – die besondere kompaktionsdominierte Diagenese der Twyfelfontein Formation, NW Namibia

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Räumliche Verbreitungsmuster und weltweite Artenvielfaltsdynamiken für Erwärmungsszenarien (SPex)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Weltweit sind marine Lebewesen durch den derzeitigen Klimawandel bedroht, wobei nicht nur lokale, sondern auch weltweite Aussterbeereignisse als wahrscheinlich gelten. Wie Studien vermutenlassen, reagieren Arten auf die Erderwärmung durch eine Neuordnung ihrer Verbreitungsmuster. Hierbei folgen marine Lebewesen den Isothermen ihrer jeweiligen Temperaturnische, wodurch besonders Arten in äquatorialenRegionen akut vom regionalen Aussterben bedroht sind. Allerdings sind geographische Vorhersagemodelle für Aussterbeereignisse zurzeit nicht vorhanden, obwohl es unser Wissen über vergangene Massenaussterben erlaubenwürde, diese zu modellieren. Um Massenaussterben in der Erdgeschichte zu erklären, werden für gewöhnlich räumliche Verbreitungsmuster der Aussterbeereignisse von Arten herangezogen. Der Zusammenhangzwischen diesen Ereignissen und Erderwärmung wird allerdings nur vermutet oder durch hypothetische Gedankenspiele hergestellt. Bedeutend besser geeignet wären aber Modelle, die die Oberflächengestalt der Erde,stochastische Prozesse und die Artenvielfalt mit einbeziehen.

    Projekt SPex soll genau hier ansetzen, indem Aussterbeereignisse simuliert werden. Die zugrundeliegende Hypothese hierfür lautet, dass übermäßige Klimaerwärmungzu ausgeprägten räumlichen Verbreitungsmustern von Aussterbeereignissen führt, wobei insbesondere die äquatorialen Regionen betroffen sind. Um diese und weitere Hypothesen zu testen, werde ich ein leistungsfähigesModell auf der Basis von zellulären Automaten entwickeln, um Verbreitungsmuster von Arten zu berechnen. Die Reaktionen von Lebewesen auf die Erwärmung werden hierbei dem Grundsatz ,,vom Einfachen zum Komplexen“folgend simuliert: Zuerst werden ausschließlich vorbestimmte, theoretische Vorgaben verwendet, um diese dann im Folgenden mit echten Daten aus klimabedingten Massenaussterben aus der Erdgeschichte zu ersetzen.

    Die zellulären Automaten erlauben es hierbei vorgegebene Temperaturnischen zur Begrenzung von Artenverbreitungen zu verwenden. Andere Einflussvariablen werden als Zufallsprozesse modelliert,die die räumlichen Verbreitungsgebiete von Tausenden von virtuellen Arten begrenzen oder vergrößern. Um das Modell mit entsprechenden Daten füttern zu können, werden sowohl moderne und fossile biotischeDaten als auch plattentektonische Rekonstruktionen und Zirkulationsmodelle verwendet. Abiotische Daten, im Gegenzug, werden mit eingebunden um extreme Erwärmungsphasen zu rekonstruieren, wie es sie mehrmals in der Erdgeschichtegab.

    Verbreitungen von zukünftigen Aussterbeereignissen werden berechnet, indem modellierte abiotische Parameter für über RCP8.5 hinausgehende, vereinfachte Szenarien verwendetwerden. Diesen simulierten Verbreitungsmuster werden dann fossile Verbreitungsmuster für tatsächliche Aussterbe- und Invasionsevents gegenübergestellt. Dementsprechend zielt das Projekt darauf ab, vergangeneMassenaussterben mit zukünftigen Umweltentwicklungen zu verknüpfen.

     

  • Towards increasing digital image resolution: Metal microarray structures with high-filling (structured) walls for X-ray attenuation in medical detector technologies

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 30. September 2019
    Mittelgeber: Industrie, Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) (seit 2018)
  • Producing Syrian Refugees in Jordan: Syrische Migrant*innen in Jordanien zwischen Grenzschutz, Humanitarismus und der Entscheidung zur (Re-)Migration nach dem EU-Jordan-Compact

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2019 - 1. September 2022
    Mittelgeber: Stiftungen

    Das Forschungsprojekt untersucht Prozesse der Produktion & Konfiguration unterschiedlicher Subjekt- und Raumkategorien im Kontext von Flucht & Migration im nördlichen Jordanien. Dabei wird das nördliche Jordanien als dynamischer Grenzraum bzw. Grenzlandschaft verstanden, welches zunehmend mehr in den Fokus der europäischen Migrationspolitiken rückt. Im Zentrum stehen dabei derzeit verstärkt syrische Geflüchtete, welche mit mit einem System differenzieller Inklusion infolge verschiedener diskursiver und performativer Aushandlungsprozesse unterschiedlichster Aktuer*innen konfrontiert sind.

    Untersucht werden Prozesse der sozialen, rechtlichen und ökonomischen Ein- und Ausschlüsse. Die dadurch entstehenden Prozesse der räumlichen und sozialen Fragmentierung können in diesem  Zusammenhang als als Effekt von konkurrierenden Politiken und Strategien von biopolitischer Bevölkerungsregulation, identitätspolitischer Auseinandersetzungen, (externalisierter) Grenz- und Migrationskontrolle, ökonomischen Interesses, humanitären Logiken, alltäglichen Formen des (Über-) Lebens und widerständigen Praktiken konzipiert werden.

  • Langzeitstabilität in Calciumaluminat-Calcit-Sytemen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2019 - 30. August 2022
    Mittelgeber: Industrie
  • Spezifizierung und Diversifizierung von Herzzelltypen in Drosophila

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. August 2019 - 31. Juli 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Anwendung stabiler Isotope in Jahrringen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Klimarekonstruktion aus und Gefährdungsevaluation von Nothofagus-Wäldern im Kontext von Megadroughts und rezenter Waldbranddynamik in Chile
    Laufzeit: 1. August 2019 - 31. Juli 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Die IgG Glykosylierung in der Regulation der rheumatoiden Arthritis

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. August 2019 - 31. Juli 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://www.pandora.for2886.forschung.fau.de/
  • Projekt B2: Die IgG Glykosylierung in der Regulation der rheumatoiden Arthritis

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juli 2019 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Laminografie im weichen Röntgenbereich zur spektroskopischen 3D-Abbildung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juli 2019 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Röntgen- und Gammabeobachtungen des Galaktischen Zentrums und von Cyg X-1 mit INTEGRAL

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juli 2019 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Sauerstoffdynamik in großen Talsperren: Ein mechanistisches Verständnis zur Entstehung metalimnischer Sauerstoffminima?

    Investigation of dissolved oxygen and its isotope ratios in drinking water reservoirs

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2019 - 31. Mai 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/410560381

    Predicting oxygen dynamics in large reservoirs in four dimensions.

    Investigation of dissolved oxygen and its isotope ratios in drinking water reservoirs

  • Resonante Ramanspektroskopie als Werkzeug zur Untersuchung kolloidaler Halbleiternanokristalle

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2019 - 31. Mai 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Consortium for Immunotherapeutics against Emerging Viral Threats

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Mai 2019 - 30. April 2024
    Mittelgeber: National Institutes of Health (NIH)
  • Governing the Narcotic City. Imaginaries, Practices and Discourses of Public Drug Cultures in European Cities from 1970 until Today

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Mai 2019 - 30. April 2022
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • SPP 2074 Grundlagen für die verbesserte Gebrauchsdauerberechnung feststoffgeschmierter Wälzlager durch Multiskalen-Untersuchungen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2019 - 31. März 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://www.uni-kl.de/spp2074/projekte/projekt-11/

    Im Rahmen dieses Projektes sollen die Grundlagen für eine verbesserte Gebrauchsdauerberechnung für feststoffgeschmierte, insbesondere MoS2-geschmierte Wälzlager geschaffen werden. Solche feststoffgeschmierten Lager finden sich beispielsweise in Vakuumpumpen oder Drehanoden für medizinische Röntgenröhren. Das einzige bisher bekannte Gebrauchsdauerberechnungsmodell basiert auf einem empirischen Ansatz, der die Materialabtragsrate auf Basis makroskopischer Kontaktgrößen wie Kraft oder Gleitweg beschreibt. Wichtige Effekte, wie Schichttransfer und -auftrag werden dabei nur bedingt oder nicht berücksichtigt. Gegenüber dem Stand der Forschung wird für das angestrebte Berechnungsmodell ein stärker mechanismenbasierter Ansatz herangezogen, der den Einfluss der Mikrostruktur, Textur und Stöchiometrie der Schicht berücksichtigt. Dadurch lassen sich die empirischen Anteile im Berechnungsmodell auf ein Minimum reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen einerseits die Elementarmechanismen, die zur Veränderung der Schichteigenschaften während der Wälzbeanspruchung führen, aufgeklärt und andererseits ihre Auswirkungen auf das Abtrags-, Transfer- und Auftragsverhalten der Festschmierstoffschicht verstanden werden. Dafür kommen aufeinander abgestimmte Charakterisierungs- und Simulationsmethoden auf mehreren Skalen zum Einsatz. Als gemeinsame Basis werden zwei unterschiedliche MoS2-PVD-Schichten herangezogen, eine möglichst stark basal texturierte Schicht mit grober Mikrostruktur sowie eine schwach texturierte Schicht mit feiner, stängelkristalliner Mikrostruktur. Auf der Makroskala wird das tribologische Verhalten dieser Schichten gegenüber Stahl unter realitätsnahen Bedingungen in Zwei-Scheiben-Versuchen charakterisiert. Die strukturellen und kristallographischen Veränderungen dieser Schichten werden auf der Mikro- und Nanoskala durch elektronenmikroskopische und atomsondentomographische Messungen als Funktion der Beanspruchungsdauer untersucht. Verformungs- und Abtragsprozesse werden außerdem durch mikromechanische Experimente charakterisiert. Atomistische Simulationen klären die zugrundeliegenden atomaren Mechanismen, die für die beobachteten Schichteigenschaftsänderungen verantwortlich sind und schließlich die Gebrauchsdauer bestimmen. Dank dieser neuen Erkenntnisse soll schließlich ein mechanistisches Gebrauchsdauermodell für MoS2-geschmierte Wälzlager formuliert werden.

  • YunForest: Wachstum und physiologische Reaktionen von Wäldern auf Klimaänderungen entlang latitudinaler und altitudinaler Gradienten in Südwest-China (Provinz Yunnan)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2019 - 31. März 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    During the recent decades, the topographically complex province of Yunnan in southwest China experienced substantial trends of increasing temperatures, accompanied by an increasing number of precipitation failures. This may challenge the sustainability of forest ecosystem services like carbon sequestration and biodiversity conservation. The Sino-Geman cooperation project YunForest evaluates the effects of a changing climate to the adaptation of natural and anthropogenic forest ecosystems in three elevation transects along a south-north climatic gradient in the tropical, subtropical and temperate climate zones of YUNNAN/CHINA. In an interdisciplinary study, different wood anatomical parameters/features and tree physiological information derived from analyses of stable oxygen and carbon isotopes in tree-ring cellulose will be used to quantify forest growth and tree species’ response to changes in regional hydroclimate. Multicentennial climate variability along the Mekong river system will be reconstructed using a multi-tree-ring parameter approach. Extreme precipitation events will be analyzed along the studied gradients by analyzing the fractionation of stable oxygen isotope composition in precipitation and wood and calculating the origin of the air masses by trajectory analyses. This will allow modelling of stable oxygen fractionation along atmosphere travel pathways and linkage to intra-annual distribution of oxygen isotopes in tree rings.

  • Tapping the potential of Earth Observations

    (FAU Funds)

    Laufzeit: 1. April 2019 - 31. März 2022

    Ziel des Projekts ist es, die Zeitreihen von
    Erdbeobachtungs(EO)-Daten mit innovativen Methoden des „Deep Learnings“
    zu analysieren, um effiziente Algorithmen zur Bewältigung der großen
    Datenmengen zu entwickeln. Der Wert dieser EO-Produkte wird durch
    fortgeschrittene Interpolationstechniken und Assimilation in
    geophysikalische Modelle, die es in der angewandten Mathematik gibt,
    weiter erhöht.

  • YunForest: Wachstum und physiologische Reaktionen von Wäldern auf Klimaänderungen entlang latitudinaler und altitudinaler Gradienten in Südwest-China (Provinz Yunnan)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. April 2019 - 31. März 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Chemie für die 3D-Spintronik

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. März 2019 - 28. Februar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Planung und Umsetzung der messtechnischen Erfassung Erdeisspeicher, Untersuchung nichttechnischer Hemmnisse

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: EnEff:Wärme: Erdeisspeicher und oberflächennahe Geothermie (Umsetzung)
    Laufzeit: 1. März 2019 - 28. Februar 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Mehrskalenmodellierung mit veränderlicher Mikrostruktur: Ein Ansatz
    zur Emergenz in der Rhizosphäre mit effektiven Bodenfunktionen

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: DFG Schwerpunktprogramm 2089 “Rhizosphere Spatiotemporal Organisation – a Key to Rhizosphere Functions”
    Laufzeit: 1. Februar 2019 - 31. Januar 2022
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)
    URL: https://www.ufz.de/spp-rhizosphere/index.php?en=46495

    Im Projekt soll die Strukturbildung in der Rhizosphäre, welche durch geochemische, mikrobiologische und physikalische Einflüsse gesteuert wird, modellbasiert untersucht werden. Ziel ist die Entwickling eines mechanistischen Modellansatzes, welcher die dynamische strukturelle Reorganisation der Rhizosphäre auf der Skala einzelner Wurzeln (Mikroskala) ermöglicht (einschließlich expliziter Darstellung der Heterogenitäten des Porenraums). Dieses
    sich zeitlich verändernde Mikroskalenmodell ist wechselseitig mit der Makroskala gekoppelt mittels mathematischer Homogenisierung (upscaling) und erlaubt so die Ableitung effektiver Bodenfunktionen. Dabei betrachten wir also keine statische Rhizosphäre, sondern
    vielmehr eine dynamische, d.h. eine sich durch Bildung von Aggregaten und geochemische Strukturen verändernde. Insbesondere werden durch die Erkenntnisse aus dem
    Zentralexperiment - CT-Bilder in verschiedenen Wachstumsphasen und Feuchteverhältnissen - die Porenstruktur sowohl mit als auch ohne Wurzelhärchen deutlich, und damit auf deren Einfluss zur Aggregation schließen lassen. Mit Hilfe der Kooperationspartner soll
    auch eine explizite Wurzelsekretphase modelliert sowie die Anlagerungseigenschaften von Aggregaten an Wurzelhärchen aufgenommen.

  • Fortsetzungsantrag: sub\urban. Zeitschrift für kritische Stadtforschung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Februar 2019 - 31. Januar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Evolution der Ultrastrukturen des Skelettgewebes bei Conodonten - Rekonstruktion mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD)

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: seit 1. Februar 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • ‘Tubulyze’ — Neuartige, Kostenreduktionen ermöglichende, Produktionsverfahren für eine tubuläre PEM-Elektrolysezelle

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. Februar 2019 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    URL: https://tubulyze.de/
  • Teilprojekt P1 – Chemie an der Bruchspitze

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p1-chemistry-at-the-crack-tip/

    The chemical environment can critically affect the fracture processes, leading to subcritical crack growth. The inner surfaces of the cracks are covered by adsorbates from the surrounding liquid or gas phase. When bonds break in the course of crack propagation, these adsorbates strongly react with the newly created surfaces, for example, by saturating the broken bonds. Examples are stress corrosion cracking in metals and semiconductors or the moisture-driven crack growth in silica. In both cases, the crack propagation induces and drives the incorporation of oxygen species, leading to an oxidation/hydroxylation of the inner surfaces, which completely alters the chemistry at the crack tip.

    In this project we propose to study the complex interplay between bond breaking at the crack tip and the adsorption/bond saturation with molecules from the environment by MD simulations. The aim is to obtain mechanistic insights into environmentally-assisted fracture for model ceramic materials.

  • Teilprojekt P12 - Postdoctoral Project: Quantum-to-Continuum Model of Thermoset Fracture

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-12-postdoctoral-project-quantum-to-continuum-model-of-thermoset-fracture/

    Fracture is an inherently multiscale process in which processes at all length- and timescales can contribute to the dissipation of energy and thus determine the fracture toughness. While the individual processes can be studied by specifically adapted simulation methods, the interplay between these processes can only be studied by using concurrent multiscale modelling methods. While such methods already exist for inorganic materials as metals or ceramics, no similar methods have been established for polymers yet.

    The ultimate goal of this postdoc project is to develop a concurrent multiscale modelling approach to study the interplay and coupling of process on different length scales (e.g. breaking of covalent bonds, chain relaxation processes, fibril formation and crazing at heterogeneities,…) during the fracture of an exemplary thermoset and its dependence on the (local) degree of cross-linking. In doing so, this project integrates results as well as the expertise developed in the other subprojects and complements their information-passing approach.

  • Teilprojekt P7 - Collective Phenomena in Failure at Complex Interfaces

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-7-collective-phenomena-in-failure-at-complex-interfaces/

    Interface failure in both tension and shear is characterized by a dynamic interplay of local processes (breaking of bonds, interface contacts or – in case of frictional interfaces – asperities) and long-range elastic load re-distribution which may occur either quasi-statically or in a dynamic manner associated with wave propagation phenomena and can be mapped onto a network of partly break-able load transferring elements. This interplay may give rise to complex dynamics which are strongly influenced by contact geometry and also the chemical properties of the interface. A particularly simple case is the transition from static to sliding friction between continuous bodies where such dynamic collective phenomena are being discussed under the label of ‘detachment waves’.

    The goal of P7 is to generalize this concept of ‘detachment waves’ to general problems of failure of frictional or adhesive joints, and to interfaces and bodies which possess a complex multi-scale chemical or geometrical structure, including hierarchical geometrical structures as encountered in biosystems.

  • Teilprojekt P6 - Fracture in Thermoplastics: Discrete-to-Continuum

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-6-fracture-in-thermoplastics-discrete-to-continuum/

    Nanocomposites have great potential for various applications since their properties may be tailored to particular needs. One of the most challenging fields of research is the investigation of mechanisms in nanocomposites which improve for instance the fracture toughness even at very low filler contents. Several failure processes may occur like crack pinning, bi-furcation, deflections, and separations. Since the nanofiller size is comparable to the typical dimensions of the monomers of the polymer chains, processes at the level of atoms and molecules have to be considered to model the material behaviour properly. In contrast, a pure particle-based description becomes computationally prohibitive for system sizes relevant in engineering. To overcome this, only e.g. the crack tip shall be resolved to the level of atoms or superatoms in a coarse-graining (CG) approach.

    Thus, this project aims to extend the recently developed multiscale Capriccio method to adaptive particle-based regions moving within the continuum. With such a tool at hand, only the vicinity of a crack tip propagating through the material has to be described at CG resolution, whereas the remaining parts may be treated continuously with significantly less computational effort.

  • Teilprojekt P10 - Configurational Fracture/Surface Mechanics

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-10-configurational-fracture-surface-mechanics/

    In a continuum the tendency of pre-existing cracks to propagate through the ambient material is assessed based on the established concept of configurational forces. In practise crack propagation is however prominently affected by the presence and properties of either surfaces and/or interfaces in the material. Here materials exposed to various surface treatments are mentioned, whereby effects of surface tension and crack extension can compete. Likewise, surface tension in inclusion-matrix interfaces can often not be neglected. In a continuum setting the energetics of surfaces/interfaces is captured by separate thermodynamic potentials. Surface potentials in general result in noticeable additions to configurational mechanics. This is particularly true in the realm of fracture mechanics, however its comprehensive theoretical/computational analysis is still lacking.

    The project aims in a systematic account of the pertinent surface/interface thermodynamics within the framework of geometrically nonlinear configurational fracture mechanics. The focus is especially on a finite element treatment, i.e. the Material Force Method [6]. The computational consideration of thermodynamic potentials, such as the free energy, that are distributed within surfaces/interfaces is at the same time scientifically challenging and technologically relevant when cracks and their kinetics are studied.

  • Rissbildung in Nanopartikel-Polymer Kompositen: von der Nano- zur Mesoskala

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-3-fracture-in-polymer-composites-nano-to-meso/

    The abrasion and fracture toughness of polymers can considerably be increased by adding hard nanoparticles such as silica. This is mainly caused by the development of localized shear bands, initiated by the stress concentrations stemming from the inhomogeneity of the composites. Other mechanisms responsible for toughening are debonding of the particles and void growth in the polymer matrix. Both phenomena strongly depend on the structure and chemistry of the polymers and shall be explored for branched networks (epoxy) and matrices of nestled fibres (cellulose, aramid).

    The goal of the present project is to develop and apply dynamics simulation approaches to understanding polymer-nanoparticle and polymer-polymer interactions at i) the atomic scale and ii) at larger scales using coarse-graining.

  • Teilprojekt P8 - Fracture in Polymer Composites: Meso to Macro

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-8-fracture-in-polymer-composites-meso-to-macro/

    The mechanical properties and the fracture toughness of polymers can be increased by adding silica nanoparticles. This increase is mainly caused by the development of localized shear bands, initiated by the stress concentrations due to the silica particles. Other mechanisms responsible for the observed toughening are debonding of the particles and void growth in the matrix material. The particular mechanisms depend strongly on the structure and chemistry of the polymers and will be analysed for two classes of polymer-silica composites, with highly crosslinked thermosets or with biodegradable nestled fibres (cellulose, aramid) as matrix materials.

    The aim of the project is to study the influence of different mesoscopic parameters, as particle volume fraction, on the macroscopic fracture properties of nanoparticle reinforced polymers.

  • Teilprojekt P11 - Fracture Control by Material Optimization

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Skalenübergreifende Bruchvorgänge: Integration von Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Chemie und Physik (FRASCAL)
    Laufzeit: 2. Januar 2019 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.frascal.research.fau.eu/home/research/p-11-fracture-control-by-material-optimization/

    In previous works, the dependence of failure mechanisms in composite materials like debonding of the matrix-fibre interface or fibre breakage have been discussed.  The underlying model was based on specific cohesive zone elements, whose macroscopic properties could be derived from DFT. It has been shown that the dissipated energy could be increased by appropriate choices of cohesive parameters of the interface as well as aspects of the fibre. However due to the numerical complexity of applied simulation methods the crack path had to be fixed a priori. Only recently models allow computing the full crack properties at macroscopic scale in a quasi-static scenario by the solution of a single nonlinear variational inequality for a given set of material parameters and thus model based optimization of the fracture properties can be approached.

    The goal of the project is to develop an optimization method, in the framework of which crack properties (e.g. the crack path) can be optimized in a mathematically rigorous way. Thereby material properties of matrix, fibre and interfaces should serve as optimization variables.

  • Auslegungsgrundlagen einer tubulären, mittels additiver Methoden und Extrusion gefertigten Elektrolysezelle:
    Additive Fertigung positiver Elektrodengerüste, Oberflächenpräparation und Katalysatorbeschichtung

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Auslegungsgrundlagen einer tubulären, mittels additiver Methoden und Extrusion gefertigten Elektrolysezelle
    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: BMBF / Verbundprojekt
  • Transfer/Dehydrier-Katalysatorentwicklung – Mechanistische Untersuchungen mit Methoden der Surface Science

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Emissionsfreier und stark emissionsreduzierter Bahnverkehr auf nicht-elektrifizierten Strecken
    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2023
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie (StMWIVT) (ab 10/2013)
  • Mikrostruktureller Aufbau von feuerfesten Betonen - Einfluss der Phasenentwicklung

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: Industrie
  • To the edge of life, and back again: Unlocking the secrets of dormancy to preserve human life

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2018 - 31. März 2022
    Mittelgeber: Volkswagen Stiftung
  • Regionalproduktspezifisches Landmanagement in Stadt-Land-Partnerschaften am Beispiel der Metropolregion Nürnberg

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Oktober 2018 - 28. September 2023
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Nonlocal Methods for Arbitrary Data Sources

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Nonlocal Methods for Arbitrary Data Sources
    Laufzeit: 1. Oktober 2018 - 28. Februar 2022
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
  • Holistische Optimierung von Trajektorien und Runway Scheduling

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Holistische Optimierung von Trajektorien und Runway Scheduling
    Laufzeit: 1. September 2018 - 31. August 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
    URL: https://en.www.math.fau.de/edom/projects-edom/logistics-and-production/holistic-optimization-of-trajectrories-and-runway-schedul

    Efficient runway utilization is a major issue in airport operation, as capacities are (nearly) reached in many aiports. But planing is highly affected by uncertainties arising from weather changes or disruptions in the operative business. Furthermore, the planing of flight trajectories in the terminal region is by now often neglected in runway scheduling, as time efficient solution methods are mathematically challenging. The overall goal of this project is to combine trajectory and runway schedule computation including resilience against uncertainties in order to obtain stable optimal solutions.

  • Einfluss multipler Stressoren auf Fließgewässer im Klimawandel

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. September 2018 - 31. Juli 2023
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium der Finanzen, für Landesentwicklung und Heimat (StMF) (ab 10/2013)
    URL: https://germany.iah.org/news/hydrogeology-meets-nephrology
  • Langlebige hochenergetische Ladungsträger, kohärenter Spintransport und die Rolle von Oberflächen in Blei-Halogenid-Perowskiten

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2018 - 31. März 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/395604916
  • MIP-Techniken für Gleichgewichtsmodelle mit Ganzzahligkeitsrestriktionen (B07) (2018 - 2022)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
    In diesem Teilprojekt werden Techniken entwickelt, um Gleichgewichtsprobleme mit Ganzzahligkeitsrestriktionen mit MIP-Techniken zu lösen. Hierzu werden zunächst gemischt-ganzzahlig lineare, später gemischt-ganzzahlig nichtlineare Optimierungsprobleme als Teilprobleme betrachtet. Zur Lösung dieser Probleme werden sowohl vollständige Beschreibungen wie auch verallgemeinerte KKT-Sätze für gemischt-ganzzahlig nichtlineare Optimierungsprobleme studiert.
  • Mehrstufige gemischt-ganzzahlig nichtlineare Optimierung für Gasmärkte (B08) (2018 - 2022)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
    URL: https://trr154.fau.de/index.php/de/teilprojekte/b08

    Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung mathematischer Methoden zur Lösung mehrstufiger, gemischt-ganzzahliger und nichtlinearer Optimierungsmodelle für Gasmärkte. Hierbei steht ein genuin vierstufiges Modell des Entry-Exit-Systems im Vordergrund, das als Bilevel-Problem reformuliert werden kann. Die mathematischen und algorithmischen Entwicklungen werden dann genutzt, um Marktlösungen im Entry-Exit-System zu charakterisieren und mit Systemoptima zu vergleichen. Besonderes Augenmerk gilt dabei optimalen Buchungspreisen für Entry- oder Exit-Kapazität.

  • Robustifizierung physikalischer Parameter in Gasnetzen (B06) (2018 - 2022)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Ziel ist das Studium von mit unsicherer oder unvollständiger Information behafteten Optimierungsproblemen mittels Methoden der robusten Optimierung. Beispielhaft sollen Optimierungsprobleme auf Transportnetzen robust modelliert und strukturell untersucht werden. Darauf aufbauend, sollen global optimale Lösungsverfahren entwickelt werden. Im Fokus steht die Modellierung als justierbar robuste Optimierungsprobleme, die Erforschung guter Relaxierungen sowie die effektive Implementierung in Branch-and-Bound Verfahren.

  • Dekompositionsmethoden für ganzzahlig-kontinuierliche Optimalsteuerung (A05) (2018 - 2022)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken
    Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)

    Ziel ist die Entwicklung mathematischer Verfahren zur Lösung ganzzahlig-kontinuierlicher Optimalsteuerungsprobleme auf Transportnetzwerken mittels Dekomposition. Auf der obersten Hierarchieebene (Master) stehen ganzzahlige, auf der untersten kontinuierliche Variablen im Mittelpunkt. Neben Schnittebenen soll das Sub-Problem auch Disjunktionen an den Master übergeben, um somit nicht konvexe Optimalsteuerungsprobleme global lösen zu können. Der Schwerpunkt liegt insgesamt auf der mathematischen Analyse strukturierter MINLPs vor dem Hintergrund hierarchischer Modelle.

  • "Talking Trees": Schnittstelle von Klimadynamik, Dendroökologie und Bildung für nachhaltige Entwicklung

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. Mai 2018 - 30. April 2023
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
    URL: https://www.bayklif.de/verbundprojekte/baytreenet/
  • Grenzflächen, komplexe Strukturen und singuläre Limiten in der Kontinuumsmechanik

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

    Laufzeit: 1. April 2018 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
  • Most Easy, Efficient and Low Cost Geothermal Systems for Retrofitting Civil and Historical Buildings

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: Most Easy, Efficient and Low Cost Geothermal Systems for Retrofitting Civil and Historical Buildings
    Laufzeit: 1. April 2018 - 31. März 2022
    Mittelgeber: Europäische Union (EU)
    URL: https://geo4civhic.eu/
  • Der Ursprung von massereichen, schnellen Sternen im Halo

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2018 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Optimierte Prozesse für Trajektorie, Instandhaltung, Management von Ressourcen und Abläufen in der Luftfahrt

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2018 - 31. Dezember 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
    URL: https://en.www.math.fau.de/edom/projects-edom/logistics-and-production/ops-timal-optimized-processes-for-trajectory-maintenance-
  • Palaeoanthropological Research in Kilombe Caldera, Kenya

    (FAU-externes Projekt)

    Laufzeit: 1. August 2017 - 31. Juli 2022
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • Populationsstudie von heißen Unterzwergen mit Gaia

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Heiße Unterzwerge, nackte Kerne von Roten Riesensterne, erwiesen sich als wichtige Indikatoren für pekuliäre Ereignisse in der Entwicklung von Sternen, wie etwa der Interaktion von Sternen mit Planeten oder als Vorläufer von Sternexplosionen, die zur Vermessung der Expansion des ganzen Universum benutzt werden. Mit dem Erfolg der Gaia Mission wird für die stellare Astrophysik bald eine neue ära beginnen. Die Erforschung heißer, entwickelter Sterne, die selten und kurzlebig sind, wird am meisten davon profitieren, den die Anzahl bekannter Objekte wird sehr bald um ein bis zwei Größenordnungen steigen. Deswegen müssen wir nunmehr den übergang von der Analyse einzelner Objekte hin zur Analyse ganzer Population meistern. In diesem gemeinsamen Antrag beantragen wir eine PostDoc und zwei Doktorandenstellen, um den ersten fläckendeckenden Katalog dieser Objekte zusammenzustellen, ihre fundamentalen Parameter und Entstehungsszenarien zu bestimmen, Unterzwerge mit extremen Geschwindigkeiten zu erforschen und um eine neue Klasse von Vorläufern für Supernova des Typs Ia und deren überlebende, mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßene Begleitsterne zu finden.
  • Erhöhung der Energieauflösung und Erweiterung des dynamischen Bereiches in der Neutronenrückstreuspektroskopie

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 30. Juni 2022
    Mittelgeber: Industrie
  • Sprachliche Praktiken der Raumkonstruktion in einem transnationalen Kontext: Soziale Differenzierung und Agency in den "bateyes" der Dominikanischen Republik.

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. September 2016 - 31. August 2024
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Growth and characterization of thin single crystalline layers for molecular electronics

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: In situ Microscopy with Electrons, X-rays and Scanning Probes
    Laufzeit: 1. Oktober 2013 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)
    URL: https://www.grk1896.forschung.fau.de/teaching/project-areas/project-area-a/a4-geometric-and-electronic-structure-of-metal-organi

    The project area utilizes in situ characterization of metal-organic nano- and microcrystallites to study the growth of organic materials for molecular electronics. As in the first funding period, the project is divided into two parts: on the one hand, the complete structural characterization takes place, in particular the structure formation of crystalline organic layers at the liquid-liquid interface. On the other hand, these layers are integrated into electronic components in order to characterize the active semiconductive layers in-operando using microspectroscopic probes with respect to their electronic properties.

  • 3D-deformation behavior of nanoporous metals and nanocomposites

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: In situ Microscopy with Electrons, X-rays and Scanning Probes
    Laufzeit: 1. Oktober 2013 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)

    Project B4 will be realigned during the second funding phase to introduce the possibilities of the high-resolution X-ray microscope and to use it for a cross-scale investigation of mechanical size effects. The project focuses on the new X-ray microscope Zeiss Xradia Ultra 810, which complements the already established tomography techniques in CENEM (360 ° ET, 3D-FIB, APT) across scales. The device currently has the highest spatial resolution of a laboratory device (

  • Structure-property relations of molecular layers and nanomaterials

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: In situ Microscopy with Electrons, X-rays and Scanning Probes
    Laufzeit: 1. Oktober 2013 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)

    Scanning probe microscopy allows quantitative measurements of structural, mechanical and electronic properties of molecular systems on metal surfaces. Using scanning tunneling microscopy, atoms and molecules can be manipulated in a controlled manner and their electronic density of states is measured.  The forces needed to manipulate and deform individual molecules are often unknown. In this project area, the forces between individual molecules, as well as molecular switches on surfaces, are investigated on a quantitative basis by means of atomic force microscopy and spectroscopy.

  • Growth, stabilization and ripening of nanoparticles in suspensions

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: In situ Microscopy with Electrons, X-rays and Scanning Probes
    Laufzeit: 1. Oktober 2013 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Graduiertenkolleg (GRK)

    The synthesis of noble metal nanoparticles in various shapes and sizes is of high importance for many applications. The preparation of these nanoparticles is usually performed in aqueous solutions via a wet-chemical approach where micelle-forming surfactants are involved as catalysts, structure directing agents and stabilizers. The main focus of this project is to gain a deeper understanding of the interaction between inorganic noble metal nanoparticles and amphiphilic micelles. These interactions seem to play a crucial role in the formation, stabilization and degradation of such particles. The characterization techniques in this investigation are small angle X-ray (SAXS) and neutron scattering (SANS) in combination with UV-Vis absorption spectroscopy and transmission electron microscopy.

  • Robuste Struktur-Prozess-Optimierung (C2)

    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

    Titel des Gesamtprojektes: SFB 814 - Additive Fertigung
    Laufzeit: 1. Juli 2011 - 30. Juni 2023
    Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
    Teilprojekt C2 beschäftigt sich mit Topologie- und Materialoptimierung (MO) im Kontext der additiven Fertigung (AF). Aufbauend auf die in der zweiten Phase entwickelten Multimaterialoptimierungskonzepte, welche die Betrachtung prozessabhängiger Materialeigenschaften erlauben, stehen nun multifunktionale Bauteile im Vordergrund. Durch die Einbeziehung gradierter Gitterstrukturen, welche sich u. a. für die Knickstabilität sowie zur Umsetzung dynamischer Eigenschaften als nützlich erweisen, wird dabei die Designfreiheit der AF möglichst umfassend ausgeschöpft.