DFG richtet 13 weitere Sonderforschungsbereiche ein

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet 13 weitere Sonderforschungsbereiche (SFB) ein. Dies beschloss der zuständige Bewilligungsausschuss der DFG auf seiner Frühjahrssitzung in Bonn. Die neuen SFB werden mit insgesamt 93,1 Millionen Euro für zunächst drei Jahre und neun Monate gefördert. Hinzu kommt eine 20-prozentige Programmpauschale für indirekte Kosten aus den Forschungsprojekten. Die neu bewilligten SFB befassen sich beispielsweise mit den Ursachen diabetischer Folgeschäden, mit Informationsdichte und sprachlicher Kodierung; andere haben kryptographiebasierte Sicherheitslösungen in IT-Systemen, Atherosklerose oder Konstruktionsprinzipien in Biologie und Architektur zum Forschungsgegenstand.

Vier der 13 eingerichteten Verbünde sind SFB/Transregio (TRR), die sich auf mehrere Forschungsstandorte verteilen. Zusätzlich zu diesen Einrichtungen stimmte der Bewilligungsausschuss für die Verlängerung von 19 SFB für jeweils eine weitere Förderperiode. Die DFG fördert damit ab Oktober 2014 insgesamt 245 Sonderforschungsbereiche.

Die neuen Sonderforschungsbereiche im Einzelnen
(in alphabetischer Reihenfolge ihrer Sprecherhochschulen)

Um bei schmelzebasierten Prozessen wie dem Metallguss und dem Kunststoffspritzguss einen hohen Präzisionsgrad zu erreichen, braucht es ein tief greifendes Verständnis der Schmelzeentstehung sowie der Prozesse, die sich während der Erstarrung ergeben. Darauf konzentriert sich das Forschungsinteresse des neuen Sonderforschungsbereichs „Bauteilpräzision durch Beherrschung von Schmelze und Erstarrung in Produktionsprozessen“. Ziel ist es, das Verhalten der Schmelze ausgehend von der Schmelzeentstehung über den Schmelzefluss bis zur Erstarrung multiskalig zu verstehen und kontrolliert führen zu können. Dies schafft die Voraussetzung für höhere Präzision und die Vermeidung von Prozessfehlern in und an schmelztechnisch hergestellten Bauteilen.
(Sprecherhochschule: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH), Sprecher: Professor Dr. Reinhart Poprawe; außerdem beteiligt: ACCESS e.V. Aachen)

Komplexe Prozesse mit Skalenkaskaden bestimmen eine Vielzahl naturwissenschaftlicher Systeme. Ihre Simulation ist wegen der notwendigen sehr großen Zahl von Freiheitsgraden und skalenübergreifender Wechselwirkungen nach wie vor eine große Herausforderung. Der SFB „Skalenkaskaden in komplexen Systemen“ will adäquate Modellierungstechniken entwickeln, mithilfe derer die Zielgrößen der jeweiligen Simulation effizient berechnet werden können. Dazu vereint er Forscherinnen und Forscher der Mathematik mit Kolleginnen und Kollegen der Biochemie, Physik und Geowissenschaften, die gemeinsam an der Vertiefung methodischer Entwicklungen für die Modellierung und Simulation von komplexen Prozessen mit Skalenkaskaden arbeiten und damit die Beantwortung prototypischer naturwissenschaftlicher Fragestellungen vorantreiben.
(Sprecherhochschule: Freie Universität Berlin, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Rupert Klein; außerdem beteiligt: TU Berlin, Universität Potsdam, Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) – Abteilung Numerische Analysis und Modellierung, Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) – Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e. V., Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung Potsdam)

Kryptographie ermöglicht Vertrauen in IT-Systemen, weil sie unter anderem die Geheimhaltung, Integrität und Authentizität von digitalen Daten in hohem Maß sicherstellt. Heute verfügbare kryptographische Lösungen erfüllen jedoch bei Weitem nicht alle Anforderungen, die in neuen und zukünftigen IT-Umgebungen entstehen: So gibt es beispielsweise keinen adäquaten Schutz der Vertraulichkeit von Daten in der Cloud, was für den Schutz der Privatsphäre unverzichtbar ist. Der SFB „CROSSING – Kryptographiebasierte Sicherheitslösungen als Grundlage für Vertrauen in heutigen und zukünftigen IT-Systemen“ will kryptographiebasierte Sicherheitslösungen entwickeln, die neuen Herausforderungen standhalten, Vertrauen in heutigen und zukünftigen IT-Systemen ermöglichen und damit die Entwicklung von Gesellschaft und Wirtschaft insgesamt befördern.
(Sprecherhochschule: Technische Universität Darmstadt, Sprecher: Professor Dr. Johannes Buchmann)

Bei der Umsetzung der Energiewende spielt Gas als Energieträger in den nächsten Jahrzehnten eine entscheidende Rolle, da es ausreichend vorhanden, schnell verfügbar und speicherbar ist. Gleichwohl bringt die Fokussierung auf eine effiziente Gasversorgung Probleme in Bezug auf den Transport, die Netztechnik und die Kopplung mit anderen Energieträgern mit sich. Der SFB/Transregio „Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken“ sucht Antworten auf diese Herausforderungen, indem er mathematische Grundlagen für die Behandlung der in der Praxis auftretenden Fragestellungen erarbeitet und zugleich die Theorie- und Methodenbildung vorantreibt.
(Sprecherhochschule: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Sprecher: Professor Dr. Alexander Martin; außerdem beteiligt: HU Berlin, TU Berlin, TU Darmstadt, Universität Duisburg-Essen, Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB), Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) – Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e. V.)

Um den Klimawandel und seine Folgen adäquat nachvollziehen und beobachten zu können, sind Messinstrumente und Referenzsysteme erforderlich, die regional und zeitlich hochauflösend Informationen zur Veränderung des Meeresspiegels, des Polareises und von Wasserflüssen bereitstellen. Bisherige Satellitenmissionen lieferten zu grobe Daten, um beispielsweise Veränderungen auf der Ebene der Gletschereinzugsgebiete erfassen zu können. Der SFB „Relativistische Geodäsie und Gravimetrie mit Quantensensoren – Modellierung, Geo-Metrologie und zukünftige Technologie (geo-Q)“ hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, durch verbesserte Quantensensorik und Modellierungsmethoden aus der Einsteinschen Relativitätstheorie die Möglichkeiten der Gravitationsfeldbestimmung grundlegend neu auszurichten und zu optimieren.
(Sprecherhochschule: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jakob Flury; außerdem beteiligt: Universität Bremen – Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM), Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik – Teilinstitut Hannover (Albert-Einstein-Institut), Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Braunschweig)

Für langfristige Schäden infolge einer Diabeteserkrankung bestehen bislang keine adäquaten diagnostischen und therapeutischen Strategien. Hier setzt der Sonderforschungsbereich „Reaktive Metabolite als Ursache diabetischer Folgeschäden“ an und bereitet einen Paradigmenwechsel in der Diagnose und Therapie diabetischer Spätschäden vor. Vorarbeiten zur Thematik haben gezeigt, dass die etablierten Marker Glukose und Glykohämoglobin als prognostische Marker für diabetische Spätfolgen nur unzureichend geeignet sind. Der neue SFB geht davon aus, dass reaktive Metabolite zum einen als diagnostische Marker besser geeignet sind, zum anderen aber auch selbst die Entstehung diabetischer Spätschäden verursachen. Diese Hypothese ermöglicht ein grundlegend neues pathophysiologisches Verständnis diabetischer Spätfolgen und kann perspektivisch zu neuen Therapieansätzen führen.
(Sprecherhochschule: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Sprecher: Professor Dr. Peter P. Nawroth; außerdem beteiligt: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg)

Aus den Arbeiten des SFB „Integrative Analyse der Replikation und Ausbreitung pathogener Erreger“ sollen Informationen für mögliche neue Strategien zur Kontrolle von Infektionskrankheiten wie AIDS, Malaria, Hepatitis und Grippe abgeleitet werden. Sein Forschungsprogramm zielt daher auf ein besseres Verständnis nicht nur der Ausnützung von Wirtsfunktionen durch Erreger und somit der Ursache von Erkrankungen; im Fokus stehen auch die Gegenmaßnahmen des Wirts, die die Replikation und Ausbreitung von Erregern kontrollieren. Dabei werden unter Einsatz modernster Technologien die Interaktionen hinsichtlich ihrer Größe, Geschwindigkeit und Komplexität untersucht. Der neue SFB verfolgt dabei einen interdisziplinären Ansatz und verknüpft verschiedene Forschungszweige, darunter die Virologie, Parasitologie, Biochemie, Biophysik, Biologische Chemie, Nanotechnologie, Mathematik und Informatik.
(Sprecherhochschule: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Sprecher: Professor Dr. Hans-Georg Kräusslich; außerdem beteiligt: Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) Heidelberg)

Der Sonderforschungsbereich „Chemische Mediatoren in komplexen Biosystemen“ will Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen auf der molekularen Ebene und in ihrer komplexen natürlichen Umwelt erforschen. Wie sich einzelne Organismen und Systeme wechselseitig beeinflussen, ist weitgehend unbekannt. Da sich bisherige Arbeiten vorrangig auf ein System oder einen Organismus konzentrierten, untersucht der SFB nun erstmals ausschließlich die Kommunikation zwischen Systemen. Sein langfristiges Ziel ist es, Biosysteme gezielt manipulieren zu können. Die Ergebnisse der Forschungen sind auch bedeutsam für die Bereiche Ökologie, Landwirtschaft und Biotechnologie sowie für die Infektions- und Therapieforschung, wo sie beispielsweise zur Entwicklung neuer Antibiotika führen können.
(Sprecherhochschule: Friedrich-Schiller-Universität Jena, Sprecher: Professor Dr. Christian Hertweck; außerdem beteiligt: Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V. – Hans-Knöll-Institut (HKI) Jena, Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie Beutenberg – Campus Jena)

Multiskalenmodellierung ist ein zentrales Thema der Materialwissenschaften. Eine wichtige und technologisch relevante Klasse von Materialien ist dabei weiche Materie. Ihre Eigenschaften werden durch ein subtiles Wechselspiel von Energie und Entropie bestimmt, sodass kleine Änderungen der molekularen Wechselwirkungen große Änderungen der makroskopischen Eigenschaften eines Systems zur Folge haben können. Der SFB/TRR „Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie“ will einige der drängendsten Probleme der Multiskalenmodellierung in einer gemeinsamen Anstrengung von Physikern, Chemikern, angewandten Mathematikern und Informatikern angehen. Ziel ist es, durch die Entwicklung neuer Simulations- und Analysetechniken auch Simulationen von komplexeren Systemen der „wirklichen Welt“, die durch Nichtgleichgewichtsprozesse bestimmt werden, zu ermöglichen.
(Sprecherhochschule: Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Sprecherin: Professorin Dr. Friederike Schmid; außerdem beteiligt: Technische Universität Darmstadt, Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz)

TRP (Transient receptor potential)-Kanäle sind eine große Proteinfamilie mit zentraler Rolle als vielseitige zelluläre Sensoren und Effektoren. Neben ihrer wesentlichen Funktion bei sensorischen Prozessen ist ihre Rolle bei der Regulation und Erhaltung der Körperfunktionen in den Fokus gerückt, da sich die meisten TRP-Kanal-Veränderungen auf Entwicklung, Stoffwechsel und andere homöostatische Körperfunktionen auswirken. Das Forschungsprogramm des SFB/Transregio „Steuerung der Körperhomöostase durch TRP-Kanal-Module“ zielt auf ein detailliertes mechanistisches Verständnis, wie die verschiedenen TRP-Kanäle bei einem sehr ähnlichen Aufbau unterschiedlichste physiologische Funktionen ausüben. Damit wird die Grundlage für die Entwicklung neuer Pharmaka gelegt, die gezielt diese Funktionen beeinflussen, sowie für neue Therapieoptionen für eine Vielzahl von Krankheiten verschiedener Organsysteme.
(Sprecherhochschule: Ludwig-Maximilians-Universität München, Sprecher: Professor Dr. Thomas Gudermann; außerdem beteiligt: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Universität des Saarlandes – Campus Homburg, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Technische Universität München, Universität Leipzig)

Trotz Fortschritten in der Therapie bleiben arterielle Gefäßerkrankungen wie koronare Herzkrankheit und Schlaganfall weltweit die führende Todesursache. Dies könnte durch eine verbesserte vaskuläre Prävention und Therapie gelindert werden, was jedoch eine tiefere mechanistischere Durchdringung der Atherosklerose als zugrunde liegender Pathologie voraussetzt. Eben das hat der SFB „Atherosklerose: Mechanismen und Netzwerke neuer therapeutischer Zielstrukturen“ zum Ziel, der ein detaillierteres Verständnis der molekularen Netzwerke in der Atherogenese, Atheroprogression und Atherothrombose schaffen will. Damit sollen der Standard, die Entdeckung und Validierung therapeutischer Zielstrukturen wesentlich verfeinert werden.
(Sprecherhochschule: Ludwig-Maximilians-Universität München, Sprecher: Professor Dr. Christian Weber; außerdem beteiligt: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Technische Universität München, Deutsches Herzzentrum München (DHM) – Klinik an der Technischen Universität München, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Oberschleißheim, Max-Planck-Institut für Biochemie Planegg)

Die Forschung zur Variation im Sprachsystem hat sich als nicht hinreichend präzise für eine adäquate Modellierung sprachlicher Prozesse erwiesen, zudem werden bislang meist nur einzelne Ebenen des Sprachsystems betrachtet. Ausgehend von einer neuartigen konzeptionellen Perspektive auf die Thematik will der Sonderforschungsbereich „Informationsdichte und sprachliche Kodierung“ alle Ebenen des Sprachsystems untersuchen und damit neue Erkenntnisse über den Charakter der dem Sprachsystem inhärenten Variation und ihrem Nutzen im Sprachgebrauch schaffen.
(Sprecherhochschule: Universität des Saarlandes Saarbrücken, Sprecherin: Professorin Dr. Elke Teich)

Aktuelle Entwicklungen im Bereich der computerbasierten Modellierung, Simulation und Fertigung eröffnen neue Möglichkeiten, Prinzipien natürlicher Konstruktionen auf die Baukonstruktion und andere Technikbereiche zu übertragen. Diese Möglichkeiten will der SFB/Transregio „Entwurfs- und Konstruktionsprinzipien in Biologie und Architektur. Analyse, Simulation und Umsetzung“ untersuchen, um die Leistungsfähigkeit technischer Konstruktionen zu verbessern und die Eigenschaften natürlicher Strukturen in Architektur und Technik zu übertragen. Dies soll zugleich einen Beitrag zur effizienten Nutzung beschränkter Ressourcen leisten. Umgekehrt sollen die gewonnenen Erkenntnisse durch „reverse Bionik“ zu einem vertieften Verständnis der Funktion biologischer Strukturen führen. Nicht zuletzt soll die Etablierung der Bionik als wissenschaftliche Methodik vorangetrieben werden.
(Sprecherhochschule: Universität Stuttgart, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jan Knippers; außerdem beteiligt: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Eberhard Karls Universität Tübingen, Fraunhofer-Institut für Bauphysik Stuttgart, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart – Zentrum für Biodiversitätsforschung Stuttgart)

Weiterführende Informationen
Medienkontakt:
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit der DFG, Tel. +49 228 885-2443, presse@dfg.de

Weitere Informationen erteilen die Sprecherinnen und Sprecher der Sonderforschungsbereiche.

Ansprechpartner in der DFG-Geschäftsstelle:
Dr. Klaus Wehrberger, Leiter der Gruppe Sonderforschungsbereiche, Forschungszentren, Exzellenzcluster, Tel. +49 228 885-2355, Klaus.Wehrberger@dfg.de

Ausführliche Informationen zum Förderprogramm und den geförderten Sonderforschungsbereichen auch unter:
www.dfg.de/sfb