Interdisziplinäre Forschung

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Ventilator-Fensterlüften gegen COVID-19 und für gute Luft in Schulklassen

Eine interdisziplinäre Expertengruppe von AerosolforscherInnen, MedizinerInnen und GebäudetechnikerInnen empfiehlt Abluftventilatoren für wirksamen Infektionsschutz und nachhaltige Verbesserung der Luftqualität in Klassenräumen. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen, Messdaten, Modellrechnungen und viele praktische Anwendungs¬beispiele an Schulen zeigen, dass einfaches Fensterlüften unterstützt durch Abluftventilatoren eine einfache und sehr wirksame Infektionsschutzmaßnahme gegen die Aerosolübertragung von COVID-19 ist. AerosolforscherInnen, MedizinerInnen und GebäudetechnikerInnen vom Max-Planck-Institut für Chemie (MPIC) in Mainz, , vom Universitätsklinikum und Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der Henrich-Heine-Universität Düsseldorf, von der Charité-Universitätsmedizin Berlin und vom…

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Wie wir mit intelligenten Systemen kommunizieren und interagieren

Messenger-Dienste, Chatbots, Roboter-Kolleg*innen: Wir interagieren in unserem Alltag schon lange nicht mehr nur mit Menschen. Welche Veränderungen bringt diese Entwicklung mit sich? Wie gestalten wir sie? Und welche Gefahren, aber auch Chancen sind damit verbunden? Mit dieser Thematik befasst sich der Forschungsverbund „INTERACT! Neue Formen der sozialen Interaktion mit intelligenten Systemen“ an der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der durch das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen mit 2 Millionen Euro gefördert wird. Zum interdisziplinären Team um den Sprecher Prof….

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Zell-Feng Shui

Wie die Einheit von physikalischen und biochemischen Reizen gesunde Organismen ermöglicht. Eine neue Forschungsgruppe der TU Dresden untersucht, wie Stammzellen während der Entwicklung und Aufrechterhaltung des Nerven- und Herz-Kreislauf-Systems mechanische Kräfte und elektrische Signale berücksichtigen. Dr. Adele Doyle, Assistenzprofessorin an der University of California, Santa Barbara, USA, ist seit Juli 2021 Mitglied des Exzellenzclusters Physics of Life (PoL) und leitet die Forschungsgruppe Mechanobiologie von Stammzellen an der TU Dresden. Mit Ansätzen aus den Ingenieurwissenschaften, der Biologie und der Informatik untersucht…

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Rolle der RNA bei der Entstehung des Lebens

Ging unserem heutigen Leben eine Welt voraus, die auf RNA als universellen Bausteinen basierte und erst später von DNA abgelöst wurde? In einem interdisziplinären Forschungsteam untersuchen Wissenschaftler*innen aus Dortmund und München, welche Rolle die Ribonukleinsäuren (RNA) bei der Entstehung des Lebens gespielt haben könnten. Die Arbeit zeigt, wie unter realistischen geologischen Bedingungen Prozesse, die für die Entstehung des Lebens bedeutsam gewesen sein mögen, durch physikalische Nichtgleichgewichtsprozesse begünstigt worden sein könnten. Die Erkenntnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Nature Chemistry…

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Neues Verfahren zur molekularen Funktionalisierung von Oberflächen

Einem interdisziplinären Forscherteam ist es gelungen, stickstoffhaltige organische Moleküle als hochgeordnete Schicht auf Silizium aufzubringen. Dies öffnet neue Perspektiven für die Entwicklung leistungsfähigerer Halbleitermaterialien, welche zum Beispiel in Computern, in der Photovoltaik oder der Sensorik verwendet werden können. Eine Vision beschäftigt Materialwissenschaftler: Die Kombination von organischen Molekülen und der Vielfalt ihrer Funktionen mit den technologischen Möglichkeiten der extrem hochentwickelten Halbleiterelektronik. Letztere „erschafft“ mit ihren modernen Methoden der Mikro- und Nanotechnologie immer effizientere elektronische Bauelemente für verschiedenste Anwendungen. Sie stößt aber…

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3D-gedruckte Bauteile mit dem Laser schweißen

3D-gedruckte Bauteile optimal für das Laserstrahlschweißen anpassen. 3D-gedruckte Bauteile mit dem Laser schweißen: An diesem Ziel arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH und des Laser Zentrums Hannover e.V. (LZH). Im neuen Forschungsprojekt „QualLa“ wollen sie ein Expertensystem entwickeln, das kleine und mittlere Unternehmen dabei unterstützt, additive Fertigungsprozesse zu optimieren – sodass die gedruckten Bauteile anschließend sicher mit dem Laser geschweißt werden können. Für Spritzguss-Bauteile aus Kunststoff ist das Laserdurchstrahlschweißen bereits ein industriell etabliertes…

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Neue Laser-Methode zur Herstellung von Nanomaterialien

Ein interdisziplinäres Team vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung stellt im Fachmagazin Nature Communications erstmals eine Lasertechnologie vor, die es ermöglicht, Nanopartikel wie Kupfer-, Kobalt- und Nickeloxid herzustellen. Mit der üblichen Druckgeschwindigkeit entstehen auf diese Weise zum Beispiel Fotoelektroden für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen wie der Erzeugung von grünem Wasserstoff. Bisherige Methoden erzeugen solche Nanomaterialien nur mit hohem Energieaufwand in klassischen Reaktionsgefäßen und in vielen Stunden. Mit der am Institut entwickelten Lasertechnologie können die Wissenschaftler*innen geringe Mengen Material auf eine…

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Forschungsteam untersucht Ursachen der Tuberösen Sklerose

Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat das „Tumorsuppressor-Protein“ TSC1 untersucht und erstmals Einblicke in seine bisher unklare Funktionsweise gewonnen. Das Team hat einen neuen Mechanismus in einem zentralen zellulären Prozess identifiziert, der die Zellteilung und das Zellwachstum reguliert. Die Erkenntnisse können auch helfen, die Entstehung der Tuberösen Sklerose zu verstehen. Die Krankheit „Tuberöse Sklerose Complex“ (TSC) betrifft etwa eins bis zwei von 10.000 Neugeborenen. Bei dieser genetisch bedingten Erkrankung kommt es zur Bildung gutartiger Tumore. Diese können die Funktionsweise von lebenswichtigen Organen…

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Müllverbrennungs-Aschen für ressourcenschonende Betonherstellung

Rückstände aus der Müllverbrennung werden bislang nicht hochwertig weiterverarbeitet und verbleiben größtenteils ungenutzt auf Deponien. Bestimmte Anteile des Stoffgemischs haben allerdings ähnliche Eigenschaften wie Bestandteile von Beton. Die TH Köln entwickelt im Forschungsprojekt ASHCON daher ein Verfahren für den Einsatz von aufbereiteten Müllverbrennungsaschen (MV-Aschen) für die Betonherstellung. „Durch die Verbrennung von Siedlungsabfällen fallen in Deutschland pro Jahr etwa 5,2 Millionen Tonnen Müllverbrennungsaschen an. Ein Großteil davon gelangt bisher auf Deponien und sollte stattdessen aus Gründen der Ressourceneffizienz und zur Einsparung…

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Elektronische Nase unterscheidet Minzdüfte

In der Natur locken pflanzliche Duftstoffe beispielsweise Insekten an. Aber auch in der Industrie werden sie genutzt, etwa beim Herstellen von Parfums und Aromen. Um speziell die Duftstoffe der Minze zuverlässig, schnell und objektiv zu unterscheiden, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in einer interdisziplinären Zusammenarbeit eine elektronische Nase mit einem künstlichen Geruchssinn entwickelt: Mit hoher Präzision kann sie unterschiedliche Minzarten erkennen – damit eignet sie sich für Anwendungen von der pharmazeutischen Qualitätskontrolle bis hin zur Beobachtung von…

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KI-Turbo für die Zukunftsarbeit

Interdisziplinäres Projektteam entwickelt KI-gestützte Werkzeuge und Methoden für die Forschungs- und Innovationsarbeit der Zukunft. Das Fraunhofer IAO schafft mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft im neu gestarteten Projekt CoCo die Voraussetzungen für eine zukunftsfähige Arbeitsforschung. In Zusammenarbeit von regionalen Kompetenzzentren soll es gelingen, die KI-Technologien gewinnbringend in der Arbeitswelt zu nutzen. Im Mittelpunkt des BMBF-geförderten Projektvorhabens steht eine »Cloud der Arbeitsforschung«. Die Arbeitswelt verändert sich so schnell und tiefgreifend, dass die Arbeitsforschung mit ihren tradierten Methoden und Werkzeugen kaum Schritt…

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Kühlen mit Magneten für weniger CO₂-Ausstoß

Wie kann der sogenannte MK-Effekt für eine energiesparende und umweltfreundliche Kühltechnik genutzt werden? Weniger giftig, weniger klimaschädigend und viel effizienter als die konventionelle Kompressortechnologie: FH Bielefeld und Universität Bielefeld forschen gemeinsam an Legierungen, welche die Basis bilden sollen für zukunftsweisende Kühlsysteme. Dafür arbeiten Materialwissenschaften, Physik und Informatik im Projekt „DiProMag“ Hand in Hand. Im Fokus stehen Heuslerverbindungen und der magnetokalorische Effekt (MK-Effekt). Laut einer aktuellen Studie der UN gibt es weltweit ca. 3,6 Milliarden Kühlgeräte, pro Sekunde kommen bis zu…

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Die Farbe Blau in der Welt der Blüten

Internationale Studie ergründet ihre Seltenheit … Blau ist die Lieblingsfarbe der Menschen weltweit, die „Blaue Blume“ gilt als Sinnbild romantischer Sehnsucht. In der Natur aber gibt es nur wenige Pflanzenarten, deren Blüten blaue Farbpigmente enthalten. Ein internationales Forschungsteam um die Bayreuther Ökologin Prof. Dr. Anke Jentsch hat die Gründe dafür untersucht. Eine wichtige Rolle spielen der hohe chemische Aufwand bei der Herstellung blauer Farbstoffe, aber auch unterschiedliche Farbwahrnehmungen der Bestäuber. Für Bienen haben Blautöne einen auffälligeren Anteil an der Farbenpracht…

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Zusammenhang zwischen Brustkrebs und Knochenwachstum entdeckt

Ein Forscherteam bestehend aus Materialwissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) und Biologen der Cornell University, USA hat entdeckt, dass Knochen als Reaktion auf bestimmte Signalmoleküle von Brusttumoren wachsen können. Möglicherweise ist das ein Abwehrmechanismus gegen Knochenmetastasen. Diese Studienergebnisse könnten zukünftig diagnostische Tests und therapeutische Brustkrebsbehandlungen beeinflussen. Mammakarzinome stellen die häufigste Krebserkrankung bei Frauen dar und Knochen bilden ein Hauptziel für Brustkrebsmetastasen. Welche Mechanismen die Entstehung von Knochenmetastasen fördern, ist bislang wenig erforscht. Bekannt ist, dass Tumorzellen verschiedene Signalmoleküle…

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Endoskope so dünn wie ein Haar – Eine Vision?

WHZ-Absolventen entwickeln Modell für Verkleinerung von Endoskopen. Flexible Endoskope werden in der Medizin und in technischen Branchen zur Untersuchung schwer zugänglicher Hohlräume eingesetzt. Eine Verringerung ihres Durchmessers wäre von großem Nutzen. Absolventen der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) entwickelten ein auf KI basierendes mathematisches Modell, welches dieses Ziel verfolgt. Endoskope mit einem sehr kleinen Durchmesser sind z. B. bei einer Gastroskopie oder Nasenspiegelung bei Kindern von großem Vorteil. Die Bildübertragung erfolgt dabei über Glasfaserbündel aus vielen tausend Einzelfasern. Ziel zweier Abschlussarbeiten…

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Ihre Krümmung ist der nächsten Finanzblase voraus

Ein internationales und interdisziplinäres Forscherteam hat mathematische Metriken identifiziert, um die Fragilität von Finanzmärkten zu charakterisieren. Ihre Arbeit “Network geometry and market instability” beleuchtet die übergeordnete Architektur von Finanzsystemen und ermöglicht es Analysten, systemische Risiken wie Marktblasen oder Börsencrashs zu erkennen. Mit dem aktuellen Ansturm von Kleinanlegern auf sogenannte Meme-Aktien und dem wieder aufkommenden Interesse an Kryptowährungen werden Debatten über Marktinstabilität, steigender Volatilität und platzender Blasen immer lauter. „Herkömmliche Wirtschaftstheorien können jedoch Ereignisse wie beispielsweise den Zusammenbruch der US-amerikanischen Subprime-Hypotheken…

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