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DFG fördert 20 neue Sonderforschungsbereiche

Themen reichen von Transformationen des Populären über Neuroelektronik bis zur Quantenkooperativität von Licht und Materie / 254 Millionen Euro Fördermittel für zunächst vier Jahre

 

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet zur weiteren Stärkung der Spitzenforschung an den Hochschulen 20 neue Sonderforschungsbereiche (SFB) ein. Dies beschloss der zuständige Bewilligungsausschuss, der wegen der Coronavirus-Pandemie per Videokonferenz tagte. Die neuen SFB werden ab dem 1. Januar 2021 zunächst vier Jahre lang mit insgesamt rund 254 Millionen Euro gefördert. Darin enthalten ist eine 22-prozentige Programmpauschale für indirekte Kosten aus den Projekten. Drei der neuen Verbünde sind SFB/Transregio (TRR), die sich auf mehrere antragstellende Hochschulen verteilen.

Zusätzlich zu den 20 Einrichtungen stimmte der Bewilligungsausschuss für die Verlängerung von 25 SFB um je eine weitere Förderperiode, darunter zehn SFB/Transregio. Sonderforschungsbereiche ermöglichen die Bearbeitung innovativer, anspruchsvoller und langfristig konzipierter Forschungsvorhaben im Verbund und sollen damit der Schwerpunkt- und Strukturbildung an den antragstellenden Hochschulen dienen. SFB werden maximal zwölf Jahre gefördert. Ab Januar 2021 fördert die DFG insgesamt 283 SFB.

Die 20 neuen Sonderforschungsbereiche im Einzelnen
(in alphabetischer Reihenfolge ihrer Sprecherhochschulen und unter Nennung der Sprecherinnen und Sprecher sowie der weiteren antragstellenden Hochschulen):

Bewegungsmangel und Gewichtszunahme, aber auch Sport im Seniorenalter führen immer öfter zu Muskel-Skelett-Erkrankungen, deren Heilungschance in den verschiedenen Patientengruppen stark variiert. Warum dies so ist, ist eine für den Erfolg von regenerativen Therapien noch zu klärende Frage. Das Ziel des Sonderforschungsbereichs „Gerichtete zelluläre Selbstorganisation zur Förderung der Knochenregeneration“ ist es, grundlegende Mechanismen der Knochenregeneration, die zum Erfolg oder Scheitern von Heilungsprozessen führen, zu entschlüsseln. (Charité – FU Berlin und HU Berlin, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Georg Duda)

Hydrogele bestehen aus wasserunlöslichen Polymeren, die einen hohen Anteil an Wasser binden können und dabei aufquellen. Der Sonderforschungsbereich „Dynamische Hydrogele an Biogrenzflächen“ will anhand der Atemwege und des Darms die wichtigsten physikalisch-chemischen Faktoren bestimmen und untersuchen, die die schützenden Funktionen von Hydrogelen an biologischen Grenzflächen charakterisieren. Ferner will er die Voraussetzungen für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien bei Lungen- und Magen-Darm-Erkrankungen definieren. (FU Berlin, Sprecher: Professor Dr. Rainer Haag)

Der menschliche Organismus und seine Immunabwehr ist evolutionär an ständige mikrobielle Gefahren aus der Umwelt angepasst. In unserer heutigen Umwelt werden jedoch bestimmte Eigenschaften des menschlichen Organismus zur Bürde; es wird zunehmend klar, dass das menschliche Immun- und Stoffwechselsystem auf den modernen Lebensstil reagiert und einen niederschwelligen, chronischen Entzündungszustand – Metaflammation genannt – auslösen kann. Der Sonderforschungsbereich „Metaflammation und zelluläre Programmierung“ will untersuchen, wie dieser chronische Entzündungszustand genau entsteht. (Universität Bonn, Sprecher: Professor Dr. Eicke Latz)

Der Sonderforschungsbereich „Degradation und Erholung von Fließgewässer-Ökosystemen unter multiplen Belastungen“ spürt den Mechanismen von Fließgewässern nach, die von „multiplen Stressoren“ wie Temperaturerhöhung, Versalzung oder Eingriffen in den natürlichen Flussverlauf betroffen sind. Hierzu verbindet er Mesokosmen-Experimente und Freilanduntersuchungen mit statistischen und mechanistischen Modellierungen und Synthesen. Insgesamt zielt die Untersuchung auf alle Komponenten des Nahrungsnetzes von Viren bis zu Fischen sowie auf verschiedene Funktionen des Ökosystems. (Universität Duisburg-Essen, Sprecher: Professor Dr. Bernd Sures)

Der Sonderforschungsbereich „Katalyse an flüssigen Grenzflächen (CLINT)“ verfolgt einen grundlegend neuen Ansatz in der chemischen Reaktionstechnik: Er will die hochdynamische, anisotrope Umgebung gasförmig-flüssiger beziehungsweise flüssig-fester Grenzflächen nutzen, um technische Katalysatoren mit neuartigen Eigenschaften und einer bisher unerreichten Produktivität, Stabilität und Handhabbarkeit zu erzeugen. Dabei soll das Verständnis katalytischer Vorgänge mit einer gezielten Materialentwicklung verbunden werden, weshalb die Untersuchungen von Modellsystemen bis zu Realkatalysatoren reichen und unter anderem auch In-situ-Methoden einschließen. (Universität Erlangen-Nürnberg, Sprecher: Professor Dr. Peter Wasserscheid)

Kooperatives Verhalten ist beispielsweise aus der Dynamik von Vogelschwärmen bekannt. Die Beschreibung von Kooperativität in der Quantenmechanik ist jedoch lückenhaft. Der Sonderforschungsbereich/Transregio „Quantenkooperativität von Licht und Materie (QuCoLiMa)“ untersucht die Kooperativität auf der Quantenebene. Damit will der Verbund langfristig zu einem systematischen Verständnis vom Aufbau räumlicher und zeitlicher Quantenkorrelationen in mesoskopischen Systemen beitragen, in denen Licht und Materie sehr starke Wechselbeziehungen haben. Seine Ergebnisse könnten in Zukunft die Nutzung von Quantenkooperativität für Anwendungen in den Bereichen Sensorik, Kommunikation und Quantencomputing ermöglichen. (Universität Erlangen-Nürnberg, Sprecher: Professor Dr. Joachim von Zanthier; ebenfalls antragstellend: Universität Mainz und Universität Saarbrücken)

Weltweit leiden 10 bis 15 Prozent der Erwachsenen an chronischen Nierenerkrankungen; hinzu kommen Krebserkrankungen der Niere. Oft haben Nierenerkrankungen genetische Ursachen. Die den Erkrankungen zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch nicht genügend verstanden. Hier setzt der Sonderforschungsbereich „Nephrogenetik (NephGen)“ an. Er untersucht entsprechende Gene und Proteine, um aufzuklären, welche Rolle diese bei der Krankheitsentstehung spielen. Dabei werden molekularbiologische Methoden, Bildgebung und statistische Verfahren verbunden. Auf Grundlage umfangreicher Patienten- und Populationsstudien sowie mithilfe zielgerichteter Tiermodelle will der Verbund zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze für Prävention und Behandlung beitragen. (Universität Freiburg, Sprecherin: Professorin Dr. Anna Köttgen)

In der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung werden mithilfe moderner Messtechniken riesige Mengen an Experimentaldaten gewonnen. Der interdisziplinäre Sonderforschungsbereich „Mathematik des Experiments: Die Herausforderung indirekter Messungen in den Naturwissenschaften“ hat zum Ziel, aus solchen hochkomplexen Datenmengen den relevanten Informationsgehalt effizient und optimal herauszufiltern. Ausgehend von verschiedenen naturwissenschaftlichen Experimental- und Beobachtungssituationen werden geeignete Verfahren entwickelt, die auf mathematisch-statistischer Analyse und Modellierung fußen. (Universität Göttingen, Sprecher: Professor Dr. Thorsten Hohage)

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bereich Geodäsie – der Wissenschaft von der Vermessung und Abbildung der Erde – und der Physik arbeiten im Sonderforschungsbereich „Relativistische und quantenbasierte Geodäsie (TerraQ)“ zusammen, um grundlegend neue Sensoren, Messtechniken, Analysemethoden und Modellierungsansätze zu entwickeln. Auf diese Weise sollen neueste Erkenntnisse vor allem aus der Quanten- und Gravitationsphysik dazu beitragen, die Genauigkeit geodätischer Messungen signifikant zu erhöhen. So können beispielsweise klimarelevante Prozesse besser erforscht werden. (Universität Hannover, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jürgen Müller)

Der Sonderforschungsbereich „Integrierte Entwurfs- und Betriebsmethodik für Offshore-Megastrukturen“ legt den Fokus auf die Energiewende und die künftige Energieversorgung in Deutschland, die vor allem mithilfe sogenannter Mega-Offshore-Windenergieanlagen gelingen kann. Der SFB will bisher getrennt gedachte baubezogene Prozesse wie Entwurf, Fertigung, Betrieb und Rückbau von Windenergieanlagen zusammenbringen und durch ein schrittweise mitwachsendes Digitalisierungskonzept verknüpfen. Langfristig will der Verbund neue Erkenntnisse zum Entwurf und Betrieb von Bauwerken mit komplexem Tragverhalten liefern. (Universität Hannover, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Raimund Rolfes)

Der Sonderforschungsbereich/Transregio „Strukturwandel des Eigentums“ will zu einem besseren sozialwissenschaftlichen Verständnis des Wandels der Eigentumsordnungen beitragen. Dafür will der Verbund geschichtliche und konzeptionelle Grundlagen der westlichen Eigentumsordnungen neu erschließen, aktuelle Konflikte um Privateigentum im globalen Norden, aber auch in Asien und Lateinamerika empirisch untersuchen und Alternativen zum (privaten) Eigentum analysieren, die aktuell debattiert oder praktisch erprobt werden. (Universität Jena, Sprecher: Professor Dr. Hartmut Rosa; ebenfalls antragstellend: Universität Erfurt)

Bei der Emissionskontrolle spielen heterogene Katalysatoren aus Edelmetallclustern und -partikeln eine Schlüsselrolle. Dabei sind viele der im konkreten Einsatz zwischen den Elementen auftretenden Effekte noch nicht endgültig verstanden. Aktuell eröffnen sich in diesem Bereich auf dem Feld der Charakterisierung und Simulation neue Perspektiven. Hier setzt der interdisziplinäre Sonderforschungsbereich „Verfolgung der aktiven Zentren in heterogenen Katalysatoren für die Emissionskontrolle (TrackAct)“ an, der ein ganzheitliches Verständnis der katalytischen Prozesse auf verschiedenen Längenskalen und Komplexitätsniveaus erzielen will. (KIT Karlsruhe, Sprecher: Professor Dr. Jan-Dierk Grunwaldt)

Komplexe Systeme der Informationsverarbeitung findet man nicht nur in der Technik, sondern vor allem auch in der Natur. Gerade bei Fragen der Bilderkennung mittels einer energieeffizienten Signalverarbeitung bietet die Biologie etablierte Mechanismen, von denen die Ingenieurwissenschaften lernen können. Daher liegt der Schwerpunkt des Sonderforschungsbereichs „Neuroelektronik: Biologisch inspirierte Informationsverarbeitung“ in der interdisziplinären Zusammenarbeit der Bereiche Neurowissenschaften, Biologie, Psychologie, Physik, Elektrotechnik, Materialwissenschaften und Systemtheorie, um grundlegende Eigenschaften in ausgewählten Nervensystemen zu erkunden und diese auf neuartige technische Speicherarchitekturen zu übertragen. (Universität Kiel, Sprecher: Professor Dr. Hermann Kohlstedt)

Im Sonderforschungsbereich „Schlüsselmechanismen normaler und krankheitsbedingt gestörter motorischer Kontrolle“ arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Neurowissenschaften sowie aus weiteren Disziplinen zusammen, um die genetischen Faktoren, zelluläre, synaptische und neuronale Prozesse zu untersuchen, die der motorischen Kontrolle bei Tier und Mensch zugrunde liegen. Dadurch wollen sie das Wissen über die motorische Kontrolle sowohl im gesunden Zustand als auch bei neuropsychiatrischen Erkrankungen erweitern und für gezieltere Therapiestrategien fruchtbar machen. (Universität Köln, Sprecher: Professor Dr. Gereon Rudolf Fink)

Fluktuationen sind bei vielen Phänomenen in der Natur, beispielsweise beim Wetter, von wesentlicher Bedeutung und haben Einfluss auf unser tägliches Leben. Nur wenn der Einfluss von Fluktuationen auf physikalische Systeme verstanden wird, können die zugrunde liegenden Prinzipien und Arbeitsmechanismen als Ressource für technische Anwendungen genutzt werden. Vor diesem Hintergrund will der Sonderforschungsbereich „Fluktuationen und Nichtlinearitäten in klassischer und Quantenmaterie jenseits des Gleichgewichts“ analysieren, wie Fluktuationen entstehen und wie sie die Dynamik klassischer und quantenmechanischer Systeme beeinflussen. (Universität Konstanz, Sprecher: Professor Dr. Wolfgang Belzig)

Welche neurobiologischen Prinzipien begrenzen Wahrnehmungs- und Erkenntnisprozesse? Und welche hindern Menschen daran, die eigenen kognitiven Fähigkeiten voll auszuschöpfen? Dieser Frage geht der Sonderforschungsbereich „Neuronale Ressourcen der Kognition“ nach. So will er dazu beitragen, übergreifende Theorien zu neuronalen Kapazitäten bei jüngeren und älteren Erwachsenen zu entwickeln. Ein weiteres Ziel ist ein umfassendes Konzept der kognitiven Medizin, das individuell zugeschnittene Maßnahmen zum Schutz oder zur Verbesserung spezifischer kognitiver Funktionen umfasst. (Universität Magdeburg, Sprecher: Professor Dr. Emrah Düzel)

Wie entsteht intelligentes Verhalten in einem System nanoskaliger Bausteine, die zusammenarbeiten? Der Sonderforschungsbereich „Intelligente Materie: Von responsiven zu adaptiven Nanosystemen“ will diese Frage beantworten, um mit intelligenter Materie beispielsweise künstliche Haut herzustellen, die Temperatur und Absorption selbst reguliert. Die zu entwickelnde intelligente Materie soll Informationen aus der Umgebung empfangen und mit Signalen an die Umgebung antworten, Signale und Rückkopplungen in eingebetteten Netzwerken verteilen sowie Information speichern, um zu lernen. (Universität Münster, Sprecher: Professor Dr. Bart Jan Ravoo)

Entzündungen können heilen, aber – etwa in chronischen Fällen – auch zerstörerisch sein. Der Sonderforschungsbereich „Darstellung organspezifischer Entzündung durch multiskalige Bildgebung“ nimmt die organspezifische Regulation von Entzündungen insbesondere hinsichtlich der Dynamik, Aktivität und Wechselwirkungen von Entzündungszellen in verschiedenen Organen in den Blick. Gerade die an Entzündungen beteiligten Leukozyten, ihr Übertritt vom Blut ins Gewebe, die Abfolge ihrer Aktivierung am Entzündungsherd sowie ihr Beitrag zur Gewebeschädigung am lebenden Organismus sollen analysiert werden. Die eingesetzten Verfahren sollen es erlauben, Zellen und Prozesse unter anderem mit Ganzkörper-Bildgebung zu verfolgen und dadurch neue, Zeit- und Raumskalen überspannende Daten zum besseren Verständnis von Entzündungen zu erheben. (Universität Münster, Sprecher: Professor Dr. Michael Schäfers)

Die Metastasierung von Tumoren ist noch unzureichend verstanden. Der Sonderforschungsbereich/Transregio „Über die Analyse der metastatischen Koloniebildung zu neuen systemischen Krebstherapien“ widmet sich der frühen Phase der beginnenden „Besiedlung“ von Organen durch verstreute Tumorzellen. Der Verbund will das bestehende Wissen über die Mechanismen der Kolonisierung vertiefen und Ansatzpunkte für therapeutische Konzepte entwickeln, mithilfe derer eine Metastasierung in diesem frühen Stadium gestoppt werden kann. (Universität Regensburg, Sprecher: Professor Dr. Christoph Klein; ebenfalls antragstellend: Erlangen-Nürnberg)

Was ist populär? Das, was bei vielen Beachtung findet und in Rankings und Charts gemessen wird? Oder kann auch das „Unpopuläre“ populär sein? Der Sonderforschungsbereich „Transformationen des Populären“ sucht Antworten auf diese Fragen, indem er Bewertungen und Modifizierungen des Populären in den Bereichen von Pop (ästhetische Formen und Praktiken), Popularisierung (Strategien der Verbreitung) und Populismen (Konfliktkommunikation innerhalb des sich entgrenzenden Populären) untersucht und dabei von zwei maßgeblichen Veränderungen ausgeht: Um 1950 kamen Verfahren der Beachtungsmessung auf, die das Populäre erstmals „messbar“ machten; seit 2000 wird zunehmend in sozialen Medien entschieden, was populär ist, weniger von Gatekeepern der etablierten Massenmedien, Erziehungsinstitutionen und kulturellen Eliten. (Universität Siegen, Sprecher: Professor Dr. Niels Werber)

 

(Quelle: DFG)