Impulses for knowledge

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Dr. Lars Borchardt

Dr. Lars Borchardt

(Chemie: Anorganische Chemie)
Technische Universität Dresden, Institut für Anorganische Chemie
„Ein alternativer Energiespeicher – Methanhydrat in porösen Kohlenstoffen"

Methanhydrat ist eine kristalline Einschlussverbindung von Methan in Wasser, die sich seit Jahrmillionen an den Kontinentalabhängen der Weltmeere und im Permafrostboden der Polargebiete bildet. Auch nach vorsichtigen Schätzungen übersteigt die hierbei gespeicherte Energie alle sonstigen fossilen Energiespeicher um mehr als das doppelte.

Die Gruppe um Dr. Lars Borchardt adaptiert dieses Konzept. Sie entwickelt einen alternativen Ansatz zur Energiespeicherung, indem sie Methanhydrat in porösen Kohlenstoffstrukturen speichert. Dieses Konzept soll in der mobilen und stationären Energiespeicherung im Rahmen der Energiewende genutzt werden. Es hat zudem den Vorteil, Methan bei niedrigeren Drücken als bei der derzeitigen Druckgas-Speicherung und bei höheren Temperaturen als bei der Flüssiggasspeicherung speichern zu können. Dies ist nicht nur ein ökonomischer und ökologischer Vorteil, sondern insbesondere in Hinblick auf automobile Anwendungen ein sicherheitsrelevanter Mehrwert.

 

Jun.-Prof. Dr. Jennifer Ewald

Jun.-Prof. Dr. Jennifer Ewald

(Biowissenschaft: Biochemie, Zellbiologie)
Eberhardt Karls Universität Tübingen, Interfakultäres Institut für Zellbiologie, Abteilung Molekulare Zellbiologie
„How do yeast cells predict the future?"
(in Kooperation mit der Reinhard Frank-Stiftung)

Eine große Herausforderung der Zellbiologie ist es, zu verstehen, wie Zellen Informationen aus ihrer Umwelt auswerten und integrieren, um ihre Physiologie anzupassen. Dabei ist es besonders wichtig, dass Stoffwechsel, Wachstum und Zellteilung aufeinander abgestimmt werden. Diese Prozesse sind auch bei vielen Krankheiten gemeinsam fehlreguliert, zum Beispiel während der Onkogenese. Trotz ihrer Wichtigkeit verstehen wir die Koordination von Stoffwechsel, Wachstum und Zellteilung unvollständig und meist nur phänomenologisch. Die Arbeitsgruppe von Jennifer Ewald erforscht am Modelorganismus Bäckerhefe, wie eine Zelle Signale aus ihrer Umwelt wahrnimmt, prozessiert und infolgedessen ihren Stoffwechsel und ihr Wachstum anpassen kann. Im geförderten Projekt wird insbesondere untersucht, wie Hefezellen die Nährstoffmenge in ihrer Umgebung über die Zeit messen und wie sie daraus die zukünftige Verfügbarkeit von Nährstoffen "vorhersagen" können. Dazu verwendet die Gruppe vor allem Lebendzell-Fluoreszenzmikroskopie.

Jennifer Ewald ist seit September Juniorprofessorin für Molekulare Zellbiologie. Zuvor war sie Postdoc und Research Associate in der Abteilung Zellbiologie der Stanford University, USA. Ihre Dissertation fertigte sie in der Systembiologie an der ETH Zürich an.

 

Dr. Damien Farine

Dr. Damien Farine

(Life Sciences: Animal Social Ecology)
Max-Planck-Institut für Ornithologie, International Max Planck Research School for Organismal Biology
„Collective movement and intergroup interactions"

Conflict between groups has been a fundamental force shaping social behaviour of animals, including humans. Conflicts in most animals with stable social groups are fought over territory and resources. However, in some societies, groups can have overlapping ranges. Almost nothing is known about how these societies organise themselves - what dictates who is part of which group? How do individuals disperse between groups? And why do groups even have stable membership? I study the vulturine guineafowl, a large terrestrial bird from East Africa. These striking birds form stable groups ranging from 20 to 100 individuals, and at my study site in central Kenya there are many groups that live in, and share, the same area. I use state-of-the-art GPS tracking and field observations to investigate these questions by following individuals over long periods of time. By finding out how they move together, and how they respond to other groups, I hope to discover why this very unique social system exists.

 

Dr. Timm Faulwasser

Dr. Timm Faulwasser

(Ingenieurwissenschaft: Regelungstechnik und Systemtheorie)
Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Angewandte Informatik
„Robustifying Model-Based Climate Economy Assessment"

Der kausale Zusammenhang zwischen der ungebremsten Emission von Treibhausgasen und langfristigen ökonomischen Kosten des Klimawandels wird von der Mehrzahl der Regierungen sowie vielen Nichtregierungsorganisationen weltweit als Tatsache anerkannt. Es ist jedoch Gegenstand vieler Debatten, welches die zu erwartenden ökonomischen Folgen sind und wie diese vermieden bzw. abgemildert werden können. Letzterem widmet sich beispielsweise das UN-Klimaschutzabkommen von Paris. Zur Berechnung der ökonomischen Kosten wird häufig die sogenannte „Social Cost of Carbon" herangezogen, welche mittels einer Kopplung von (dynamischen) Klimamodellen mit makro-ökonomischen Modellen berechnet werden kann. Die derzeit diskutierte Höhe der Social Cost of Carbon variiert dabei von $11 bis circa $70-100 je Tonne CO2.

Das Projekt "Robustifying Model-Based Climate Economy Assessment" ist eingebettet in diesen Kontext. Das Ziel ist die Entwicklung von effizienten modellbasierten Verfahren zur Berechnung der Social Cost of Carbon. Von maßgeblicher Bedeutung ist die strukturierte Berücksichtigung von Unsicherheiten der zugrunde liegenden Datenreihen und Modelle. Hierzu wird auf existierende Methoden zur Quantifizierung und Propagation von Unsicherheiten aus dem Bereich der mathematischen Systemtheorie und Regelungstechnik zurückgegriffen. Die Interpretation und Auswertung der Ergebnisse erfolgt im Rahmen einer existierenden Kooperation mit Partnern von der Universität Bayreuth, der New School of Social Research (USA) und der University of Newcastle (Australien).

 

Dr. Maria Hoernke

Dr. Maria Hoernke

(Chemie: Biophysikalische Chemie)
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Pharmaceutical Technology and Biopharmacy and Centre for Biological Signalling Studies
„Understanding lipid clustering in antimicrobial defense"

Pathogene Mikroben können durch mechanische Zerstörung ihrer Zellmembranen unschädlich gemacht werden. In Anbetracht zunehmend resistenter Keime soll dieser Effekt als Alternative zu klassischen Antibiotika ausgenutzt werden. Maria Hoernke erforscht mit ihrem Team die Selektivität antimikrobieller Substanzen für unterschiedliche Bakterienmembranen im Vergleich zu schützenswerten (z. B. menschlichen) Zellmembranen.

Membranen sind hauptsächlich aus einer Mischung vielfältiger Lipide aufgebaut. Die globale und lokale Lipidzusammensetzung der Membran bestimmt, wie genau verschiedene antimikrobielle Substanzen an Lipide binden und die lokalen Membraneigenschaften ändern können. Mit biophysikalischen Methoden wird aufgeklärt, welche Kombination von Lipiden und deren Wechselwirkungen die Integrität der Membran durch Zugabe von antimikrobiellen Substanzen angreifbar machen. Dies ist wichtig, um Selektivitätsvorhersagen zu treffen und Designempfehlungen für maßgeschneiderte antimikrobielle Wirkstoffe geben zu können.

 

Dr. Daniel Kotlarz

Dr. Daniel Kotlarz

(Medizin: Kinderheilkunde)
Dr. von Haunersches Kinderspital, Ludwig-Maximilians-Universität München
„Analysis of genetic and immune signatures in children with very early onset inflammatory bowel diseases"

Kinder mit seltenen Verlaufsformen von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) zeigen häufig einen therapierefraktären und teilweise lebensbedrohlichen Krankheitsverlauf. Vorherige Studien haben verdeutlicht, dass frühkindliche CED durch monogenetische Erkrankungen verursacht sein können. Der Forschungsschwerpunkt von Daniel Kotlarz ist darauf ausgerichtet, neue genetische und immunologische Signaturen bei Kindern mit CED zu erforschen. Hierbei sollen die molekularen Krankheitsursachen durch bioanalytische Hochdurchsatzverfahren aufgeklärt und die zugrundeliegenden Pathomechanismen in verschiedenen experimentellen Modellen untersucht werden. Das translationale Forschungsprojekt ist in ein interdisziplinäres und internationales Konsortium eingebunden, dessen langfristiges Ziel darin besteht, neue zielgerichtete Therapiekonzepte im Sinne der personalisierten Medizin zu entwickeln.

 

Dr. Hajo Kries

Dr. Hajo Kries

(Biochemie: Naturstoffbiosynthese)
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V. (Hans-Knöll-Institut) Jena, Nachwuchsgruppe Biosynthetisches Design von Naturstoffen
„Biosynthetisches Design antibiotischer Peptide"

Die strukturelle Vielfalt der Naturstoffe und ihre große Bandbreite biologischer Aktivitäten sind ein Grundpfeiler für die medizinische Chemie. Zahlreiche lebensrettende Antibiotika mikrobiellen Ursprungs haben in der Vergangenheit den Weg auf den Markt gefunden. Leider ist dieser Prozess seit einiger Zeit ins Stocken geraten.

Die Arbeitsgruppe von Hajo Kries erforscht, wie in die Biosynthese bekannter Naturstoffe, insbesondere nichtribosomaler Peptide, eingegriffen werden kann, um ihre chemische Struktur möglichst weitreichend zu verändern. Dazu sollen neue Hochdurchsatz-Verfahren entwickelt werden, die aus einer großen Zahl modifizierter Biosynthesewege verbesserte Varianten heraussieben können. Mit Hilfe solcher Hochdurchsatz-Screenings können die Prozesse der natürlichen Evolution im Labor imitiert werden, um vielleicht in der Zukunft neue antibiotisch wirksame „unnatürliche Naturstoffe" auf biologischem Weg zu produzieren.

 

Dr. Simon Munzert

Dr. Simon Munzert

(Politikwissenschaft: Vergleichendes Politisches Verhalten, Politische Kommunikation)
Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Sozialwissenschaften
„Citizen and Elite Activity on the Wikipedia Market Place of Political Information"

Im Laufe der Jahre hat sich die Wikipedia zu einer wichtigen Wissensressource entwickelt, die traditionelle Enzyklopädien in Bezug auf Reichweite, Umfang und Popularität bei weitem übertrifft. Wikipedia ist jedoch mehr als eine passiv genutzte Informationsquelle: Die Plattform dient – teilweise unbemerkt – als Marktplatz für politische Informationen, auf dem Politiker ihre Biografien aufpolieren, freiwillige Editoren politische Themen kontrovers diskutieren und bearbeiten und Artikel in Abhängigkeit von öffentlicher Aufmerksamkeit konsumiert werden. Simon Munzert arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Sozialwissenschaften der Humboldt-Universität zu Berlin und forscht zu öffentlicher Meinungsbildung und politischer Kommunikation im Zeitalter neuer Medien. In diesem Projekt soll – ausgehend von einer umfangreichen Sammlung von digitalen Spurendaten auf der Plattform und experimentellen Daten – das strategische Verhalten politischer Eliten einerseits und die Rolle der Wikipedia für digitale Kampagnenführung und öffentliche Aufmerksamkeit andererseits untersucht werden.

 

Dr. Elke Neu

Dr. Elke Neu

(Physik: Materialwissenschaft, Biophysik)
Universität des Saarlandes, Fachrichtung Physik, Nachwuchsforschungsgruppe Experimentalphysik
„Künstliche Atome als Quantensensoren für die Nanowelt"

Was haben Diamanten mit einem Kompass gemeinsam? Tatsächlich können beide magnetische Felder aufspüren. Unsere Diamanten enthalten „falsche Atome": Verunreinigungen, die man auch Farbzentren nennt. Diese Verunreinigungen sind selbst winzige Magnete (Spins) und helfen, magnetische Felder räumlich extrem genau zu vermessen. Darüber hinaus unterliegen sie den Gesetzen der Quantenmechanik und erlauben so als atomar kleine Quantensensoren besonders empfindliche Messungen auch von anderen Feldern. Um Proben auf Milliardstel-Meter (Nanometer) genau untersuchen zu können, müssen wir die Farbzentren in eine Diamant-Spitze einbringen, die dann die Probe abtastet (sog. Rastersonde). Wir planen mit den Diamant-Sensoren in Zukunft z. B. Ströme zu vermessen, die entstehen, wenn Zellen miteinander kommunizieren, oder die magnetischen Felder von Nanostrukturen zu untersuchen. So können wir dabei helfen, neue Materialien zu entwickeln und physikalische und physiologische Prozesse besser zu verstehen.

 

Dr. Andreas Reiserer

Dr. Andreas Reiserer

(Physik: Quantenoptik)
Max-Planck-Institut für Quantenoptik München, Otto-Hahn-Gruppe Quanten-Netzwerke
„Quantenschnittstelle zwischen einzelnen Photonen und Seltenerd-Ionen"
(in Kooperation mit der Reinhard Frank-Stiftung)

Das Internet hat die klassische Informationsverarbeitung revolutioniert. Analog dazu wird erwartet, dass ein zukünftiges Quanten-Netzwerk, das aus verbundenen Quantenprozessoren besteht, einzigartige Möglichkeiten zur Quanteninformationsverarbeitung schafft. Insbesondere die neuartige Ressource quantenmechanischer Verschränkung entfernter Teilchen ermöglicht vielfältige Anwendungen – von Präzisionsmetrologie über weltweite abhörsichere Kommunikation bis hin zu einer dramatischen Steigerung der Rechenleistung von Computern.

Die Otto-Hahn-Gruppe Quanten-Netzwerke am Max-Planck-Institut für Quantenoptik untersucht neue Quantensysteme zur Realisierung eines solchen Quanten-Netzwerks. Der Schwerpunkt liegt auf einzelnen Seltenerd-Ionen. Diese haben außergewöhnliche Kohärenzeigenschaften, wie sie von keinem anderen System erreicht werden. Im vorgestellten Projekt sollen diese Ionen nun mit einzelnen Photonen in Wechselwirkung gebracht werden. Dies würde einzigartige Perspektiven für größere Quanten-Netzwerke eröffnen.

 

Dr. Armin Schikorra

Dr. Armin Schikorra

(Mathematik: Geometric Analysis, Partial Differential Equations)
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Abteilung für Reine Mathematik
„Applications of Nonlocal Analysis in Geometry"

Nichtlokale Differentialgleichungen treten in natürlicher Weise in gewissen geometrischen Situationen auf, zum Beispiel bei freien Randwertproblemen von Minimalflächen und Flächen mit vorgeschriebener mittlerer Krümmung, aber auch bei einigen Knotenenergien. Armin Schikorra ist Heisenberg-Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), und forscht mit seiner Gruppe an der Universität Freiburg insbesondere im Bereich der Regularitätstheorie nichtlokaler Differentialgleichungen, die in diesen geometrischen Situationen auftreten.

 

 

Dr. Paulina Starski

Dr. Paulina Starski

(Rechtswissenschaften: Völkerrecht)
Max-Planck-Institut für ausländisches öffentliches Recht und Völkerrecht Heidelberg,
Team Anne Peters
„The Unwilling or Unable State as a Challenge to International Law"

One of the most ardent challenges of contemporary international relations is posed by states which are unwilling or unable to fulfill international obligations, e.g. to suppress activities of non-state actors conducting terrorist attacks from their territories. Inspired by the debates on the „unwilling or unable standard" in the context of the exercise of the right to self-defence this project analyzes – applying a multifaceted disciplinary approach – the problem of a state's unwillingness and inability as an issue permeating various substantive areas of international law (prohibition on the use of force, humanitarian international law, the regime governing the jurisdiction of the International Criminal Court, refugee law, social human rights, environmental law and – as a cross-cutting theme – the rules on state responsibility). Its goal is, first of all, to give a comprehensive account (so far missing in scholarship) of how international norms incorporate and react to the unwillingness and incapacity of states to comply with them. Secondly, it is examined whether overarching principles can be deduced (e.g. a „complementary responsibility" of the international community) or whether a rather fragmented landscape manifests. Simultaneously, this project's objective is on the one hand to disentangle the notion of the „unwilling or unable state" and its usage within the current debate thereby unraveling the motivations and agendas of the relevant discourse participants and on the other – by focusing on the „de lege ferenda" level – to transform legal findings into specific policy recommendations.

 

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Postdoctoral Scholarships

Every year, the Daimler and Benz Foundation awards ten scholarships to exceptional postdoctoral students, assistant professors, and young managers of new research projects. Our goal is to support the autonomy and creativity of our next generation of academics and to help committed researchers as they begin their postdoctoral academic careers. The recipients receive scholarships of €20,000 a year for two years to finance research assistants, technical equipment, research trips and attendance at conferences. By hosting gatherings for the steadily increasing network of scholarship recipients in Ladenburg, the Daimler and Benz Foundation also provides a forum for the exchange of interdisciplinary ideas.