Wir freuen uns, Ihnen den ersten Podcast der deutschen Exzellenzcluster präsentieren zu können!
Der Podcast berichtet regelmäßig aus einem der 57 Cluster, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert werden. Die Reise geht quer durch das Land und die Themen sind so vielfältig wie die Standorte: von Afrikastudien über Zukunft der Medizin bis hin zu Quantenwissenschaften. Die Forscherinnen und Forscher der Exzellenzcluster sprechen mit Podcasterin Larissa Vassilian darüber, wie sie wissenschaftlich fundierte Antworten auf relevante Themen unserer Zeit finden wollen – für die Gesellschaft von morgen. Das Podcast-Konzept wurde von einem Team aus zehn Exzellenzclustern entwickelt – darunter e-conversion und zwei weitere Münchner Cluster, MCQST und SyNergy. Sie finden den deutschsprachigen Podcast auf allen gängigen Plattformen wie Apple Podcasts, Spotify, Amazon Music,… Oder besuchen Sie die Website: www.exzellent-erklaert.de
Folge 48 „Syntopische Architekturen: Wie gestalten lokale Materialien das Bauen der Zukunft mit?“ (Link)
Im Projekt „Syntopische Architekturen“ wollen die Forscher des Exzellenzclusters Matters of Activity natürliche Strukturen in die Architektur integrieren, die mit dem Ort verbunden sind, an dem sie gebaut werden. Ein Beispiel dafür ist die Arbeit mit Käferholz, also mit Holz, das vom Borkenkäfer befallen ist. Die Berücksichtigung von Materialien, die in der unmittelbaren Umgebung und ihren Kreisläufen vorkommen, macht die syntopische Architektur zu einer besonders nachhaltigen Form des Bauens und Wohnens. Wenn Sie zufällig in Berlin sind, sollten Sie sich das Activarium ansehen. Das ist der Ausstellungsraum in Berlin-Mitte, in dem Sie die im Cluster entwickelten Prototypen sehen und testen können. Dazu gehören auch die Objekte, über die Karola Dierichs in der Podcast-Episode spricht.
Folge 47 „Die Physik des Lebens: Das Rätsel um nachwachsende Gliedmaßen“ (Link)
In der Biologie gibt es noch viele Rätsel, die gelöst werden müssen. Wir verstehen zum Beispiel noch nicht, wie es Tieren wie dem Axolotl gelingt, Gliedmaßen nachwachsen zu lassen. Wir wissen auch nicht, wie Muskeln aufgebaut sind und funktionieren. Der Exzellenzcluster Physics of Life versucht, all dies mit den Mitteln der Physik zu entschlüsseln. Dies geschieht zum Teil durch Experimente und zum Teil durch Simulationen. Außerdem wird auf verschiedenen Skalen gearbeitet, von den kleinsten mit RNA, DNA und Proteinen bis hin zu den größeren, sichtbaren Skalen.
Folge 46 „Energie aus Licht – Die Magie der Photoelektrokatalyse“ (Link)
Die Energiespeicherung ist eine der drängendsten Fragen unserer Zeit. Die Photoelektrokatalyse kann hier entscheidend sein. So könnten beispielsweise Solarbatterien das Sonnenlicht gleichzeitig absorbieren, umwandeln, speichern und wieder abgeben. Bei dieser Grundlagenforschung ist es wichtig, die richtigen Materialien zu finden, damit sie möglichst effizient arbeiten. Die Wissenschaftler tauchen tief in den Nanokosmos ein und identifizieren Eigenschaften, die einen großen Einfluss auf die Leistung haben.
Folge 45 „Quantensimulation: Schlüssel zu Hochtemperatur-Supraleitern?“ (Link)
Das Verhalten einzelner Atome und Moleküle lässt sich in der Quantenphysik sehr gut vorhersagen. Schwieriger wird es, wenn viele Teilchen zusammenkommen und kollektive Effekte eine wichtige Rolle spielen. Hier gibt es noch viele unbeantwortete Fragen. Die Quantensimulation – nicht am Computer, sondern im Labor – soll helfen, diese Fragen zu beantworten. So soll zum Beispiel herausgefunden werden, wie Hochtemperatursupraleiter genau funktionieren – und ob es mit einem besseren Verständnis eines Tages möglich sein wird, diese Supraleiter bei Raumtemperatur zu betreiben.
Folge 44 „Virtual Touch: Den Tastsinn ins Internet bringen“ (Link)
Wie wäre es, den Händedruck eines entfernten Kollegen oder die Umarmung eines geliebten Menschen über das Internet zu spüren? Wie nah sind wir an der Verwirklichung? Der Exzellenzcluster CeTI der TU Dresden leistet Pionierarbeit bei der Erforschung der Übertragung von Berührungen über das Internet, die wichtige Bereiche unseres Lebens revolutionieren wird.
Folge 43 „Über die Wahrnehmung von Ungleichheit“ (Link)
In seinem Ungleichheitsbarometer befragt der Exzellenzcluster The Politics of Inequality („Politik der Ungleichheit“) regelmäßig 6000 Menschen nach ihren Erfahrungen mit Ungleichheit. Dabei geht es zum Beispiel um Einkommen oder Vermögen, aber auch um Gesundheit oder Klimawandel. Die Ergebnisse sind zum Teil sehr überraschend, wie zum Beispiel die Tatsache, dass sich die meisten Menschen als Mittelschicht einstufen, obwohl sie vom Einkommen her nicht dazu gehören. Prof. Dr. Marius R. Busemeyer erklärt, warum das so ist und was das für politische Wahlentscheidungen bedeutet. Im Forschungsprojekt „PerFair“ untersucht Prof. Dr. Claudia Diehl bei Schülerinnen und Schülern, ob sie bereits ein Gefühl der Ungleichheit haben und wie dieses zustande kommt. Insgesamt wurden dazu rund 3000 Jugendliche und ihre Eltern befragt.
Folge 42 „Bakterien kontrollieren – Gute Bakterien nutzen, böse bekämpfen“ (Link)
Was wissen wir über Bakterien? Diesmal geht es um Bakterien, Antibiotika und Resistenzen. Zunächst sprechen wir mit Prof. Dr. Hannes Link darüber, wie der Stoffwechsel von Bakterien funktioniert. Denn wenn wir das verstehen, können Bakterien kontrolliert und damit gezielt für unsere Zwecke eingesetzt oder unschädlich gemacht werden. Das zweite Thema sind Resistenzen und neue Antibiotika. Prof. Dr. Nadine Ziemert spricht mit uns über die drohende Antibiotika-Krise und erklärt, wie die Suche nach neuen Antibiotika mit modernsten Methoden funktioniert. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen gegen antibiotikaresistente Bakterien ist es ihrem Team gelungen, eine Zeitreise zu einem Ur-Antibiotikum zu unternehmen.
Folge 41 „Wie wichtig ist gemeinsames Essen bei Menschen und Bonobos?“ (Link)
Lebensmittel spielen in unserer Welt eine große Rolle. Wir feiern, indem wir gemeinsam essen. Wir genießen besonders gutes Essen. Und wir kochen für andere Menschen, um ihnen etwas Gutes zu tun. In dieser Folge haben wir zwei Forscher zu Gast, die sich genauer angesehen haben, wie Menschen und Bonobos (Menschenaffen) essen und was die Nahrungsaufnahme mit dem Sozialverhalten zu tun hat.
Folge 40 „Tätowierungen: Tattoos als Instrumente der Macht“ (Link)
In Südamerika gibt es alte Frauen, die eine ganz besondere Art von Tätowierung haben. Sie haben eine Tätowierung auf dem Unterarm, die zum Beispiel die Initialen ihres Mannes und andere Symbole zeigt. Es handelt sich um Frauen, deren Vorfahren als Vertragsarbeiterinnen aus Indien in die ehemaligen britischen und niederländischen Kolonien gebracht wurden. Sinah Kloß erforscht diese alte Tätowierungstradition, die heute als überholt gilt, weshalb junge Frauen solche Tätowierungen nicht mehr tragen.
Folge 39 „Afrikaforschung jenseits des Kolonialismus neu gedacht“ (Link)
Lange Zeit war es in der Afrikaforschung üblich, vom globalen Norden aus zu forschen. Der Exzellenzcluster Africa Multiple geht neue Wege, indem er neben dem Bayreuther Cluster vier quasi gleichberechtigte Standorte auf dem afrikanischen Kontinent etabliert. Gemeinsam bringen die fünf Zentren nun viele Forschungsprojekte auf den Weg, die die afrikanische Perspektive in den Mittelpunkt stellen. So werden beispielsweise ein islamisches Kulturarchiv und Erinnerungsorte an den jahrhundertelangen Sklavenhandel erforscht, dessen Folgen bis heute in den Gesellschaften Afrikas und anderer betroffener Länder wie Brasilien und Nordamerika sichtbar sind.
Folge 38 „Günstigere E-Autos durch Natrium-Ionen-Batterien“ (Link)
Der Exzellenzcluster POLIS forscht an Batterien, die ohne Lithium funktionieren. Das Ziel könnte zum Beispiel eine Natrium-Ionen-Batterie sein, die ohne kritische oder seltene Stoffe auskommt und zudem noch bessere Leistungen erbringen kann, zum Beispiel bei niedrigen Temperaturen im Winter. Doch wie funktioniert eine solche Batterie eigentlich? Und welche Alternativen gibt es? Und vor allem: Vor welchen Herausforderungen stehen die Wissenschaftler in diesem Bereich?
Folge 37 „Mit Mathematik die Welt verbessern? Lösungen für die Probleme einer komplexen Welt“ (Link)
In dieser Podcast-Folge beantworten MATH+ Clustersprecher Prof. Michael Hintermüller und Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Sarah Wolf die spannende Frage, ob Mathematik die Welt verbessern kann. Sie erzählen, wie die anwendungsorientierte Mathematik von MATH+ gemeinsam mit anderen Disziplinen an relevanten Zukunftsthemen arbeitet, etwa an nachhaltiger Energieversorgung und Mobilität, Verkehrsplanung und Batterieforschung für langlebigere Akkus für Handys und Elektroautos. Sie sprechen auch darüber, wie mathematische Modelle genutzt werden können, um schmerzlindernde Medikamente zu entwickeln, die wirksam sind, aber nicht süchtig machen. Die Themenvielfalt bei MATH+ ist unglaublich groß, denn Mathematik ist viel mehr als nur Rechnen: „Mathematik ist überall“!
Folge 36 „Neutrino-Forschung: Neues Wissen durch globale Experimente“ (Link)
Neutrinos sind Elementarteilchen, die im Standardmodell der Teilchenphysik vorkommen, gewissermaßen die Bausteine der Natur. Sie sind ein wichtiger Forschungsschwerpunkt des PRISMA+ Clusters und werden mit groß angelegten Experimenten rund um den Globus untersucht. Ziel ist es, mehr über diese Geisterteilchen herauszufinden – zum Beispiel, welche Masse sie haben.
Folge 35 „SimTech: Innovative Methoden für eine neue Klasse von Simulationsmodellen“ (Link)
Computersimulationen haben viele Vorteile: Sie sind schneller und billiger als Laborexperimente, und manches wäre in der Realität gar nicht möglich, zum Beispiel Beobachtungen über sehr lange Zeiträume in der Astronomie oder als Experimente, wenn diese sehr gefährlich sind, wie zum Beispiel Crashtests. Allerdings sind Computermodelle nur so gut wie die Methoden, mit denen sie ihre Berechnungen durchführen, und die Daten, mit denen sie gefüttert werden. Konventionelle Methoden stoßen an ihre Grenzen, wenn es darum geht, hochkomplexe Phänomene wie Umweltereignisse oder biologische Systeme abzubilden. Der Exzellenzcluster Daten-integrierte Simulationswissenschaft (SimTech) will beides vereinen: Große Datenmengen aus Befragungen, Sensormessungen, Experimenten oder Simulationen bilden die Grundlage für innovative Modellierungs- und Berechnungsmethoden. Das erleichtert Vorhersagen und die daraus resultierenden Entscheidungen. Steffen Staab und Anneli Guthke geben Einblicke in die datenintegrierte Simulation.
Folge 34 „Science of Intelligence: Was ist Intelligenz?“ (Link)
Wir wissen immer noch erstaunlich wenig über Intelligenz. Wir wissen zum Beispiel nicht, wie sie sich entwickelt. Der Berliner Cluster Science of Intelligence versucht, dazu grundlegende Hypothesen aufzustellen. Zu diesem Zweck forschen sie an Tieren wie Kakadus und Fischen, gehen aber auch neue Wege und programmieren Roboter, um bestimmte Verhaltensweisen zu untersuchen.
Folge 33 „Temporal Communities – Literatur in globaler Perspektive“ (Link)
Die Exzellenzcluster widmen sich nicht nur Forschungsfragen in den Naturwissenschaften, sondern natürlich auch in den Geisteswissenschaften. Deshalb geht es diesmal um die Literatur- und Theaterwissenschaft. Anna Luhn beschäftigt sich mit dem Konzept der literarischen Übersetzung. Torsten Jost hingegen hat sich dem Theater verschrieben und erforscht, wie wir Aufführungen rezipieren und welche internationalen Konzepte sich mit der Bühne verbinden lassen.
Folge 32 „Dynamik – Geometrie – Struktur: Mathematik zwischen Theorie und Anwendung“ (Link)
Mathematik findet sich in Kernspintomographen, Kryptographie, Klimamodellen und GPS. Aber nicht nur diese und viele andere Anwendungen, die uns im Alltag begegnen, auch die mathematische Theorie selbst ist Gegenstand aktueller mathematischer Forschung. In dieser Folge werfen Prof. Gustav Holzegel und Prof. Eva Viehmann vom Exzellenzcluster Mathematics Münster einen Blick auf das riesige, breit gefächerte Forschungsfeld der Mathematik. Was unterscheidet die Mathematik von allen anderen Wissenschaften? Die beiden Forscherinnen geben Einblicke in ihre Fachgebiete und in ihren Arbeitsalltag. Sie sprechen über ihre Motivation, Glücks- und Frustgefühle beim Forschen und warum es in der Mathematik so wichtig ist, über den Tellerrand zu schauen.
Folge 31 „Die Sprache des Lebens – Biologische Signale erkennen und nutzen“ (Link)
Wie kommunizieren die Zellen eines Lebewesens miteinander? Der Exzellenzcluster CIBSS erforscht die biologischen Signale, die dafür sorgen, dass Zellen und Gewebe in vielzelligen Organismen zusammenarbeiten und sich an Umwelteinflüsse anpassen. Das Verständnis dieser „Sprache des Lebens“ hilft bei der Bewältigung wichtiger gesellschaftlicher Herausforderungen wie Gesundheit und Ernährungssicherheit, denn viele Krankheiten beruhen auf fehlerhaften Signalprozessen – und Signale beeinflussen, wie Pflanzen auf ihre Umwelt und ein sich veränderndes Klima reagieren.
Folge 30 „Wissenschaftsfreiheit: Wenn Forschung angegriffen wird“ (Link)
Wissenschaft und Demokratie gehören zusammen. Es ist wichtig, dass die Wissenschaft frei agieren kann. Forscherinnen und Forscher sollen selbst bestimmen können, zu welchen Themen sie forschen. Sie sollen sich politisch äußern können. Die Freiheit der Wissenschaft wird jedoch weltweit zunehmend angegriffen. Die drei größten Herausforderungen für die Wissenschaftsfreiheit sind der kulturelle Wandel, die Ökonomisierung und alternative Wege der Wissensgewinnung. Wer bedroht die akademische Freiheit und warum? Sind nur autokratische Systeme bedroht? Wie ist es um die Wissenschaftsfreiheit in Deutschland bestellt? Der Exzellenzcluster SCRIPTS beschäftigt sich mit dieser Frage.
Folge 29 „Frühchen – Wie können wir sie vor gefährlichen Infektionen schützen?“ (Link)
Das Team des Exzellenzclusters RESIST kümmert sich um Menschen, die durch Bakterien und Viren schwer geschädigt werden können – darunter zum Beispiel Früh- und Neugeborene. Denn wenn sie sich mit einem Keim infizieren, reagiert ihr Immunsystem oft viel zu stark – was zu Entzündungen des Blutes, der Lunge und des Darms führen kann. Etwa ein Viertel aller Babys, die vor der 32. Schwangerschaftswoche geboren werden, entwickeln im Säuglingsalter eine schwere Infektion, die auch lebensbedrohlich sein kann. Die Gründe dafür sind nicht genau bekannt. Neue Konzepte zur Vorbeugung und Therapie sind gefragt – unter anderem, weil die Zeit nach der Geburt auch die Anfälligkeit für Allergien und Infektionen sowie chronisch entzündliche Darmerkrankungen im späteren Leben beeinflusst. „Die Kinder müssen in ihre Umwelt „hineinrutschen“ und ein Gleichgewicht finden. Das ist die Hauptaufgabe der Immunanpassung im ersten Lebensjahr“, sagt Prof. Viemann.
Folge 28 „Kryptographie – Quantenresistent und menschlich“ (Link)
Unsere Daten werden verschlüsselt, wenn wir im Internet surfen oder eine Nachricht über einen Messenger verschicken. Bislang sind viele dieser Verfahren recht sicher – doch wenn der Quantencomputer kommt, ist es mit dieser Sicherheit vorbei. Deshalb hat der Exzellenzcluster CASA Verschlüsselungsmethoden entwickelt, die auch Quantencomputern standhalten können. Geforscht wird auch daran, wie IT-Sicherheit so umgesetzt werden kann, dass sie für die Nutzerinnen und Nutzer leichter zu verstehen und anzuwenden ist.
Folge 27 „Chronic inflammation – Where does it come from, can we stop it?“ (Link)
Schuppenflechte, Rheuma, Morbus Crohn – immer mehr Menschen müssen mit chronischen Entzündungskrankheiten leben. Der Exzellenzcluster PMI (Precision Medicine for Chronic Inflammatory Diseases) sucht nach den Ursachen dieser Krankheiten und strebt nach individualisierten Behandlungen für Patienten. Das große Ziel ist es, Entzündungskrankheiten zu stoppen und damit ihr Fortschreiten zu verhindern. Auf der Suche nach den Ursachen für chronische Entzündungskrankheiten untersuchen die Mitglieder des Clusters auch alte DNA (aDNA), um die Entwicklung des menschlichen Immunsystems zu verstehen.
Folge 26 „PhenoRob – Autonomous systems in crop production“ (Link)
Wie sieht die Zukunft der Landwirtschaft aus? Im Bonner Exzellenzcluster PhenoRob hat man eine ziemlich klare Vorstellung. Drohnen fliegen über die Felder und erfassen den Zustand der Pflanzen. Auf dem Boden sind Roboter unterwegs, die gezielt einzelne Pflanzen mit Dünger versorgen oder Unkraut entfernen.
Folge 25 „Hirnforschung – Vom Gedächtnis zur Erkrankung“ (Link)
Wenn wir spannende Dinge erleben, speichert unser Gehirn sie. Wir haben ein Kurzzeit- und ein Langzeitgedächtnis. Das sind Fakten, die wir alle über unser Gehirn wissen. Aber die Wissenschaft weiß noch nicht genau, wie das alles funktioniert. Und erst wenn entschlüsselt ist, wie wir uns Dinge merken können, werden wir auch all die Demenzerkrankungen verstehen, die mit dem Vergessen zu tun haben. Der Exzellenzcluster NeuroCure beschäftigt sich nicht nur mit dem Gedächtnis, sondern auch mit Krankheiten wie der Autoimmunenzephalitis. Bei dieser Krankheit kämpft der Körper gegen sich selbst – und stört damit wichtige Funktionen des Gehirns. Die oft jungen Patienten leiden unter Psychosen, Halluzinationen und Demenz.
Folge 24 „Fuel Science Center: Kraftstoffe für die Zukunft“ (Link)
Der Klimawandel führt in vielen Bereichen zu einem Umdenken. Das ist auch im Bereich der Mobilität wichtig. Neben Elektroautos, die mit regenerativ erzeugtem Strom geladen werden, wird auch im Bereich des grünen Wasserstoffantriebs geforscht. Doch damit nicht genug: The Fuel Science Center geht viele Wege und sucht nach Möglichkeiten, Kraftstoffe ohne fossile Bestandteile herzustellen, die gleichzeitig nachhaltig, bezahlbar und sozialverträglich sind. Eine Schlüsseltechnologie ist dabei die Katalyse.
Folge 23 „Unser Immunsystem – Von Entzündungen, Impfung und Mikroplastik“ (Link)
In dieser Folge sprechen Experten aus dem Exzellenzcluster ImmunoSensation² der Universität Bonn über unser Immunsystem. Prof. Dr. Gunther Hartmann erklärt, was es mit dem angeborenen und erworbenen Immunsystem auf sich hat und wie wir mit mRNA-Impfstoffen unser Immunsystem gezielt bei der Abwehr von Viren unterstützen können. Prof. Elvira Mass spricht über Umwelt- und Umwelteinflüsse auf das Immunsystem. Zum einen haben Studien gezeigt, dass wir alle Mikroplastikpartikel in unserem Körper haben – inwieweit uns das schadet, versucht der Cluster zu erforschen. Sie erklärt auch, wie Faktoren wie Fettleibigkeit der Mutter auf das ungeborene Kind übertragen werden und es schließlich sein ganzes Leben lang begleiten.
Folge 22 „Der Ozeanboden: Unerforschte Schnittstelle der Erde“ (Link)
Es gibt noch viele unbeantwortete Fragen zu den Ozeanen und dem Meeresboden. Vor allem, wenn wir die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane betrachten. Prof. Michal Kucera erforscht anhand von Sedimentproben fossiles Plankton und zieht so Rückschlüsse auf dessen Wanderungsbewegungen sowie die Artenvielfalt der letzten 100.000 Jahre – auch mit Hilfe der sogenannten „ancient DNA“ (aDNA). Dr. Miriam Römer fährt ein- bis zweimal im Jahr auf die hohe See, um sogenannte „kalte Quellen“ zu untersuchen und herauszufinden, wie viel Methan am Meeresboden gebunden ist und möglicherweise entweicht, sobald sich das Klima weiter erwärmt. Beide tragen mit ihrer Forschung dazu bei, den Meeresboden als Schnittstelle zu erforschen – im Cluster The Ocean Floor – Earth’s Uncharted Interface, der an der Universität Bremen angesiedelt ist.
Folge 21 „Dunkle Materie: Auf der Suche nach den fehlenden Teilchen“ (Link)
Niemand hat bisher einen direkten Beweis für die Existenz dunkler Materie erbracht. Aber die meisten Physiker zweifeln nicht mehr daran, dass es im Universum etwas gibt, das einen weitaus größeren Anteil an seiner Gesamtmasse ausmacht als die sichtbare Substanz. Im Exzellenzcluster Quantum Universe werden verschiedene Ansätze verfolgt, um dieser geheimnisvollen Materie auf die Spur zu kommen.
Folge 20 „Grüne Chemie – Katalyseprozesse können nachhaltig sein“ (Link)
Prof. Matthias Driess, Mitglied des Exzellenzclusters UniSysCat, ist ein Chemiker aus Leidenschaft. Er spricht mit Begeisterung von grüner Chemie, von der Idee, dass wir eines Tages unser eigenes Methan zu Hause produzieren, um unsere Autos zu betanken. Bei der grünen Chemie geht es um den Kreislauf der Dinge, um möglichst wenig „Abfall“ bei chemischen Prozessen und darum, die Natur als Vorbild zu nehmen.
Folge 19 „Das „ORIGINS of Life Lab“: Der Entstehung des Lebens auf der Spur“ (Link)
Wie ist das Leben entstanden? Über die Anfänge des Lebens ist sehr wenig bekannt. Der Exzellenzcluster ORIGINS in München versucht, Leben im Labor zu erzeugen. Dabei wollen die Forscher nicht die biologische Evolution nachzeichnen, die sich im Stammbaum von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen widerspiegelt. Sie denken vielmehr an sehr rudimentäre Formen des Lebens: an die ersten Moleküle, die sich selbständig vermehren und Informationen weitergeben konnten. Solche Einheiten müssen sich in einer Evolution der Moleküle aus viel einfacheren Bausteinen entwickelt haben.
Folge 18 „Woraus ist unsere Zukunft gemacht? Aktive Materialien und bio-inspiriertes Design“ (Link)
Im Cluster Matters of Activity geht es um die Frage der aktiven Materialität. Der interdisziplinäre Ansatz, den sie selbst geschaffen haben, gibt den Forschern die Möglichkeit, die zentralen Fragen aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten: Wie gehen wir mit Materialität im Zeitalter der Digitalisierung um? Können andere Verständnisse von Materialität zu anderen Produktions- oder Lebensweisen führen? Weitere Themen sind Nachhaltigkeit und bio-inspiriertes Design, zum Beispiel Textilien, die Mechanismen aus der Natur nutzen, um selbst zu aktiven Materialien zu werden.
Folge 17 „Krebsforschung – Mit veränderten T-Zellen dem Krebs an den Kragen“ (Link)
Krebs ist die zweithäufigste Todesursache in Deutschland. Bei den 45- bis 65-Jährigen ist Krebs sogar die häufigste Todesursache. Der Exzellenzcluster iFIT erforscht daher neue und innovative Behandlungsmöglichkeiten, um diese heimtückische Krankheit in den Griff zu bekommen. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei unser Immunsystem. Wie bringen wir unser eigenes Immunsystem dazu, den Krebs in den Griff zu bekommen? Die T-Zellen spielen eine entscheidende Rolle. Sie erkennen fremde Proteine, wenn sie auf einer körpereigenen Zelle auftauchen. Allerdings können sie die Tumorzellen nicht immer als Bedrohung wahrnehmen. Damit T-Zellen Tumorzellen erkennen und abtöten können, erforschen Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Judith Feucht und ihr Team eine neue Möglichkeit: Mit Hilfe eines gentechnischen Verfahrens lassen sich körpereigene T-Zellen im Labor in chimäre Antigenrezeptor-T-Zellen, kurz CAR-T-Zellen, umwandeln und dann in den menschlichen Organismus zurückverpflanzen. Ausgestattet mit diesen Antigenrezeptoren sind die T-Zellen dann in der Lage, die Tumorzellen im Körper zu erkennen und zu bekämpfen.
Doch wie lässt sich überprüfen, ob die Therapie tatsächlich wirksam ist? Hier kommen Prof. Dr. Bettina Weigelin und ihre Arbeitsgruppe ins Spiel. Ausgestattet mit modernsten Intravitalmikroskopen bringen sie ans Licht, was für das menschliche Auge allein nicht sichtbar wäre: Wie die veränderten T-Zellen die Tumorzellen bekämpfen. Gemeinsam können die beiden Wissenschaftler genau beobachten, ob die modifizierten T-Zellen ihre Aufgabe erfüllen und entscheiden, ob sie im Labor verbessert werden müssen.
Folge 16 „Archäologie – Von gestern für heute lernen“ (Link)
Prof. Johannes Müller und Dr. Katharina Fuchs vom Exzellenzcluster ROOTS – Social, Environmental and Cultural Connectivity in Past Societies forschen zu verschiedenen Themen, die unsere Wurzeln betreffen. Es geht um Klimawandel, Nachhaltigkeit, Ungleichheit & Identität, Mobilität & Migration und Konflikte. Es ist erstaunlich, dass unsere aktuellen Probleme bei näherer Betrachtung gar nicht so neu sind, wie sie uns erscheinen. Seit Jahrtausenden verändert der Mensch seine Umwelt, zum Beispiel durch die Jagd. Und auch Migration hat es schon immer gegeben, wie Prof. Johannes Müller aufzeigt.
Folge 15 „Computersimulationen – Per Modell zum Erkenntnisgewinn in der Optik“ (Link)
In dieser Folge kommen Physiker aus dem Exzellenzcluster PhoenixD zu Wort: Sprecher Prof. Dr. Uwe Morgner, Dr. Oliver Melchert und Doktorandin Stephanie Willms. Die drei sind Spezialisten für die Simulation optischer, d.h. lichtbasierter Phänomene. Mit Hilfe von Computern berechnen sie physikalische Gesetzmäßigkeiten so genau, dass ihre Vorhersagen praktische Experimente ergänzen und in manchen Fällen überflüssig machen. Diese so genannte dritte Säule der Wissenschaft – neben Experiment und Theorie – wird mit den wachsenden Rechnerkapazitäten immer wichtiger.
Folge 14 „Zukunft des Hörens – mit Forschung und Technik gegen die Schwerhörigkeit“ (Link)
Schwerhörigkeit ist eine Volkskrankheit. 15 Millionen Menschen in Deutschland sind betroffen, ab dem 70. Lebensjahr hat jeder zweite Bundesbürger Hörprobleme. Der Exzellenzcluster Hearing4All will Abhilfe schaffen. Dabei geht es zum einen um Grundlagenforschung zum individuellen Hören, zum anderen um bessere Hörgeräte und drittens um Lösungen, damit Schwerhörigkeit frühzeitig diagnostiziert werden kann. Auch Zusammenhänge zwischen Hörverlust und Demenz werden erforscht, ebenso wie die Möglichkeit, Cochlea-Implantate möglichst minimalinvasiv zu operieren.
Folge 13 „SMARTe Pflanzen für die Sicherung unserer Ernährung“ (Link)
Die Folgen des Klimawandels bedrohen unsere Ernten und damit die Ernährung der Weltbevölkerung. Wie können wir Nutzpflanzen züchten, die ertragreich und gesund sind, aber gleichzeitig zunehmender Hitze, Trockenheit und Krankheiten standhalten? Das erforschen Prof. Maria von Korff Schmising und Dr. Markus Stetter am CEPLAS, Deutschlands einzigem Exzellenzcluster im Bereich der Pflanzenforschung, in Düsseldorf, Jülich und Köln. Als Gäste des Podcasts „Exzellent erklärt – Spitzenforschung für alle“ berichten sie, welche Vorteile mehrjährige gegenüber einjährigen Pflanzen haben und was uns die vergangene Domestizierung von Pflanzen darüber lehrt, wie wir neue Nutzpflanzen mit besonderen Nährstoffen und guter Anpassung an den Klimawandel erhalten.
Folge 12 „3D-Druck – Neue Materialien, neue Möglichkeiten“ (Link)
Prof. Jochen Wittbrodt und Prof. Peter Gumbsch arbeiten im gleichen Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order, aber in sehr unterschiedlichen Forschungsbereichen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie an Anwendungen forschen, bei denen der präzisere, schnellere und leistungsfähigere 3D-Druck neue Wege eröffnet.
Jochen Wittbrodt und seine Doktorandin Christina Schlagheck forschen an Organoiden, künstlich hergestellten organähnlichen Zellstrukturen. So könnte zum Beispiel eines Tages eine Netzhaut aus dem 3D-Drucker kommen. Peter Gumbsch entwickelt Metamaterialien, die ganz bestimmte Eigenschaften haben und auch zur Nachhaltigkeit beitragen könnten.
Folge 11 „Energieforschung – Starke Akkus für die Energiewende“ (Link)
Im Jahr 2030 werden mehr als zehn Millionen Elektroautos die Straßen in Deutschland bevölkern. Und sie alle brauchen eine leistungsstarke, schnell aufladbare und sichere Batterie. Wie soll das gehen? In dieser Folge geben Prof. Dr. Bettina Lotsch und Sina Stegmaier einen Einblick in die Batterieforschung. Was sind die Probleme der heutigen Akkus? Und wie könnten sie gelöst werden? Die beiden Chemikerinnen aus dem Exzellenzcluster e-conversion erklären außerdem, wie Batterien eigentlich funktionieren und welche Materialien für eine Hochleistungsbatterie benötigt werden. Und sie verraten, was es mit Festkörperbatterien auf sich hat, in die vor allem die Automobilindustrie große Hoffnungen setzt.
Folge 10 „Mikrobiome – Mikroorganismen im (Un-)Gleichgewicht“ (Link)
Bei der Erforschung des Mikroversums geht es um die Kommunikation und Interaktion winziger Lebewesen untereinander und mit ihrer Umwelt. Denn sie leben oft schon seit Millionen von Jahren zusammen und sind selten isoliert anzutreffen. Prof. Axel Brakhage vom Exzellenzcluster Balance of the Microverse kann sich vorstellen, dass der nächste antibiotische Wirkstoff vielleicht in unserem Vorgarten auf seine Entdeckung wartet. Und daraus lässt sich im besten Fall ein Medikament entwickeln, das gezielt unerwünschte Mikroorganismen angreift und die nützlichen nicht beeinträchtigt.
Folge 9 „Quantencomputer – Wie nah sind wir der Anwendung?“ (Link)
Michael Köhl und Sebastian Diehl erforschen die Grundlagen quantenmechanischer Phänomene. Im Exzellenzcluster ML4Q (Matter and Light for Quantum Computing) bündeln sie ihre Expertise in experimenteller und theoretischer Physik, um Netzwerkarchitekturen für Quantencomputer zu schaffen. Es gibt viele Probleme zu lösen – unter anderem die Frage, wie Quantencomputer vernetzt werden können, obwohl die Quantenzustände, die sie zum Funktionieren brauchen, schwer stabil zu halten sind.
Folge 8 „Nachhaltiges Fliegen – Neue Flugzeugmodelle, andere Treibstoffe“ (Link)
Prof. Jens Friedrichs und Prof. Rolf Radespiel vom Exzellenzcluster SE²A (Sustainable and Energy-Efficient Aviation) in Braunschweig haben ein ehrgeiziges Ziel: Bis 2050 sollen Flugzeuge nachhaltig fliegen. Das heißt, sie werden dann nicht mehr mit fossilem Kerosin in der Luft sein, sondern entweder mit Strom, Wasserstoff oder synthetischem Kerosin. Diese neue Generation von Flugzeugen wird nicht mehr viel mit den uns bekannten Flugzeugen gemein haben.
Folge 7 „Altern – Wie können wir gesund alt werden?“ (Link)
Prof. Maria Cristina Polidori und Prof. Björn Schumacher forschen beide im Exzellenzcluster CECAD (Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases) zum Thema Altern. Prof. Polidori ist Arzt an der Universitätsklinik mit dem Ziel, im Alter aktiv zu werden, bevor Krankheiten auftreten. Prof. Schumacher arbeitet im Labor, wo eine Alterungsuhr, ein Gentest, Aufschluss darüber geben soll, wie sich unser biologisches Alter verändert – zum Beispiel durch Faktoren wie ungesunde Ernährung oder Rauchen. Mit dieser präzisen Messmethode könnte es bald möglich sein, den Erfolg oder Misserfolg von Therapien frühzeitig zu dokumentieren und dann nachzusteuern.
Folge 6 „Klimawandel – Sind 1,5 Grad noch plausibel?“ (Link)
Prof. Anita Engels und Dr. Christopher Heidemann forschen am Exzellenzcluster CLICCS (Climate, Climatic Change, and Society) in Hamburg. Der Hamburger Klima-Zukunftsausblick ist ein Bericht, der zehn Schlüsselfaktoren identifiziert, die aus soziologischer Sicht maßgeblich am Klimawandel beteiligt sind. Dazu gehören zum Beispiel das Konsumverhalten der Menschen, aber auch die sogenannte Divestment-Bewegung auf dem Finanzmarkt. Zeigen diese Faktoren in die richtige Richtung? Ist es also plausibel, dass wir unsere Klimaziele erreichen werden? Der Ausblick kommt zu einem ernüchternden Ergebnis.
Folge 5 „Quantenwissenschaft – Grundlage der Technologien von morgen“ (Link)
Prof. Harald Weinfurter und Prof. Kai Müller forschen am Exzellenzcluster MCQST (Munich Center for Quantum Science and Technology) auf dem Gebiet der Quantenkommunikation. Dabei geht es zum einen um die Übertragung von Quanteninformationen über große Entfernungen. Und zum anderen geht es darum, einen Schlüssel zur Datenverschlüsselung absolut abhörsicher an entfernte Partner zu verteilen. Doch bevor die Podcasterin Larissa Vassilian mit zwei Wissenschaftlern über die aktuelle Forschung spricht, müssen erst einmal einige Grundlagen der Quantenphysik erklärt werden, zum Beispiel das Prinzip der Superposition oder der Verschränkung.
Folge 4 „Bildungschancen – Welche Rolle das Elternhaus spielt“ (Link)
Was macht die Pandemie mit unseren Kindern und Jugendlichen? Was können wir tun, um Kindern zu helfen, unabhängig davon, aus welchem familiären Umfeld sie kommen? Und wie gerecht ist unser Bildungssystem? Mit solchen Fragen beschäftigt sich das Wirtschaftscluster ECONtribute (ECONtribute – Markets & Public Policy) aus Bonn und Köln. Ihr wollt die Antworten wissen? Dann hören Sie die 4. Folge von „Exzellent erklärt“ – dem Podcast der deutschen Exzellenzcluster.
Folge 3 „Bakterien im Darm – Wie Medikamente unser Mikrobiom beeinflussen“ (Link)
Wussten Sie, dass die bakterielle Zusammensetzung in Ihrem Darm so einzigartig ist wie Ihr Fingerabdruck? Oder dass diese kleinen Mikroorganismen stark beeinflussen, wie Sie auf Medikamente reagieren? Erfahren Sie mehr über diese faszinierenden Themen in der aktuellen Folge von „Exzellent erklärt“. Diesmal mit dem Tübinger Exzellenzcluster CMFI (Controlling microbes to fight infections). Dr. Lisa Maier ist spezialisiert auf das Darmmikrobiom. In ihrer Gruppe erforscht sie Antibiotika und andere Medikamente, um herauszufinden, inwieweit sie die Gesundheit unseres Darmmikrobioms beeinflussen. Einige von ihnen haben (manchmal ungewollt) positive Auswirkungen, während andere die Gemeinschaft der Mikroorganismen in unserem Darm schädigen. Genau herauszufinden, welche Medikamente welche Auswirkungen haben, ist das Ziel von Lisa Maiers Forschung.
Folge 2 „Alzheimer: Entstehung, Erkenntnisse, Forschungsfragen“ (Link)
Prof. Christian Haass erforscht seit 30 Jahren die Alzheimer-Krankheit. Die Krankheit befällt immer mehr Menschen in unserer alternden Gesellschaft. Sie ist nicht heilbar – aber gibt es eine Aussicht auf Medikamente dagegen oder gar eine Impfung? Der Münchner Exzellenzcluster SyNergy (Munich Cluster for Systems Neurology) bringt die unterschiedlichsten Institutionen zusammen, um Alzheimer und anderen Hirnerkrankungen auf den Grund zu gehen: SyNergy-Arbeitsgruppen gibt es an der TUM, der LMU, dem DZNE, an zwei Max-Planck-Instituten, an beiden Universitätskliniken und auch am Helmholtz-Zentrum. Larissa Vassilian spricht mit Prof. Haass über die bisherigen Forschungsergebnisse, über die größten Probleme in der Alzheimer-Forschung und über die noch offenen Fragen.
Folge 1 „Taktiles Internet – Intelligente Textilien, Roboter und Hilfe im OP“ (Link)
In der ersten Folge dreht sich alles um die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, kurz: um das taktile Internet. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Exzellenzclusters CeTI (Center for Tactile Internet with Human-in-the-Loop) in Dresden sprechen über ihre Forschung und Visionen: „Wenn ich im Alter zu Hause sitze und Schwierigkeiten habe, aus dem Stuhl aufzustehen, könnte mir dann nicht meine Hose beim Aufstehen helfen?“, fragt beispielsweise Prof. Frank H. P. Fitzek. Auf dem CeTI erforschen Experten aus verschiedenen Bereichen die vielfältigen Möglichkeiten des taktilen Internets: Intelligente Kleidung soll Menschen helfen, im Alter selbstständig zu bleiben, oder sie beim Erlernen neuer Fähigkeiten wie dem Klavierspielen unterstützen. In naher Zukunft soll es möglich sein, nicht nur Bilder und Töne, sondern auch Berührungen über das Internet zu übertragen.