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Im Rahmen des DLR-Projekts „SIMKORF“ (Förderkennzeichen 50RS2006) ist ein solides Grundgerüst für ein vollumfängliches Simulationstool für elektrische Antriebssysteme mit dem Ziel entstanden, als schnelles, aber genaues Engineeringwerkzeug in der Industrie zum Einsatz zu kommen. Es hat sich gezeigt, dass eine Mischung aus einem globalen, schnellen Modell mit einem kinetischen Modell, das auf einer sog. Fokker-Planck-Gleichung basiert, ausreichend genau und gleichzeitig schnell genug ist. Eine Schlüsselkomponente für globale Modelle liegt in der selbstkonsistenten Bestimmung der Energieverteilungsfunktion (Electron Energy Distribution Function – EEDF) der Elektronen im triebwerksinternen Plasma. In bisher verfügbaren globalen Modellen wird für die EEDF eine bestimmte Verteilungsfunktion angenommen, die jedoch die Realität nur ungenau wiedergibt. Alternativ kann die EEDF auch mit Hilfe von iterativen kinetischen Particle-In-Cell (PIC)-Codes für vorgegebene Betriebsparameter berechnet werden. PIC-Codes liefern zwar genaue Ergebnisse, benötigen aber meist sehr lange Rechenzeiten (Wochen/Monate) und/oder dedizierte Rechencluster mit vielen Rechenkernen (typ. > 1.000 Kerne). Für den Einsatz in hinreichend genauen, aber schnellen Engineeringwerkzeugen sind PIC-Codes daher ungeeignet.
Das Ziel des beantragten Vorhabens besteht darin, das i. R. von SIMKORF entstandene Grundgerüst eines Simulationsframeworks für elektrische Triebwerke, am Beispiel des Radiofrequenz-Ionentriebwerks, unter Nutzung eines Fokker-Planck-Verfahrens so zu erweitern, dass aufwendige und ressourcenhungrige, iterative Particle-in-Cell (PIC)-basierte Berechnungen zwar weitgehend vermieden, aber die Rechengenauigkeit eines PIC-Verfahrens erreicht werden kann. Das resultierende Engineeringtool soll sich durch kurze Simulationsdauern bei gleichzeitig hoher Prognosequalität auszeichnen.

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Ressourcenschonender Leichtbau aus recyclefähigen Materialien und die Vermeidung des Baus von Prototypen sind wichtige Hilfsmittel für eine nachhaltige CO2-Reduktion. Voraussetzung hierfür ist die digitale Produktentwicklung, in der Bauteile am Computer ausgelegt werden und nur noch wenige aufwändige, energieintensive Prüfungen am Ende der Entwicklungskette stehen. Polyamid (PA) ist ein im Leichtbau weitverbreiteter recycelbarer Kunststoff mit hohem mechanischem Widerstandsvermögen. Im Marktumfeld stellt PA die größte Familie technischer Kunststoffe dar und hat seinen Haupteinsatzbereich in der Automobil- und Elektroindustrie. Im Vergleich zu anderen Thermoplasten reagiert PA sehr stark auf den Feuchtegehalt der Umgebung und kann relativ viel Wasser aufnehmen. Dies muss bei einer Bauteilauslegung zwingend berücksichtigt werden, da die aufgenommene Feuchte sowohl das mechanische Verhalten als auch den Widerstand gegen eine mögliche Rissbildung stark beeinflusst.

Gegenwärtig ist eine Berücksichtigung des Feuchteeinflusses im industriellen Umfeld nicht möglich, was zu längeren Entwicklungszeiten und konservativen Dimensionierungen führt. Die Ergebnisse dieses Vorhabens sollen diese Lücke schließen und zu effizienteren und leichteren Bauteilen führen. Ziel des Projektes ist die Erstellung eines digitalen Zwillings über eine vollständige Charakterisierung und prädiktive Simulation des hygromechanischen Deformations- und Bruchverhaltens von PA. Eine besondere Innovation des Vorhabens liegt in der Berechnung der Interaktion von Feuchtegehalt, -transport und Mikrorissbildung bei der virtuellen Bauteilauslegung. Mit einer zukunftsweisenden Kombination aus neuartigen experimentellen Methoden (in-situ Analyse des Rissfortschritts durch μCT, opt. Mikroskopie, MicroDIC an bruchmechan. Probekörpern) und numerischer Mikromechanik werden realitätsnahe Berechnungen ermöglicht, mit denen energieintensive Prototypen eingespart und Entwicklungszeiten signifikant verkürzt werden können.

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Der bei intraoperativer Laser- und Hochfrequenz-Anwendung freigesetzte „Chirurgische Rauch“ (CR) wurde 2015 als Gesundheitsgefährdung klassifiziert. Auch unter Einhaltung der berufsgenossenschaftlichen Vorgaben (Lokalabsaugung, Raumlufttechnik) inhalieren die Operateure weiterhin hohe Schadstoffkonzentrationen. Auch scheidet medizinischer Mundschutz keine ultrafeinen Rauchpartikel (UFP) ab und dichtsitzende FFP-Masken beeinträchtigen die Atmung.
Dagegen schließt ein dicht sitzende aber mit Druckluft versorgter Gesichtsschutz jede CR-Inhalation sicher aus und der körperlich belastende Atemwiderstand, der beim klassischen Mundschutz durch den Filtereffekt mit jeder Inha-lation auftritt, entfällt. Ein Druckluftanschluss ist in jedem OP-Raum verfügbar und für ambulante Eingriffe mittels dezentral-mobiler Quellen nachrüstbar. Der textile und damit waschbare Gesichtsschutz im System mit einer Druckluft-Regeleinheit basiert auf 2 Patenten und Patentideen der Antragsteller mit dem Ziel, die Anforderungen des OP-Arbeitsschutzes durch eine nachhaltige Produktneuentwicklung zu erfüllen.

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Das Markvolumen für das regelmäßige Beschlagen der Pferde in Deutschland beträgt ca. 1 Milliarde €. Traditionell wird der Großteil der Pferde immer noch mit Hufeisen beschlagen, die aufgrund des Gewichts und der Starrheit des Eisens die biomechanische Bewegung des Hufes einschränken und zu Folgeerkrankungen führen.
Ziel des Projektes ist die Revolutionierung des Hufeisens, bei dem die Vorteile des Metalls wie Langlebigkeit und Anpassbarkeit erhalten und Nachteile wie ungenügende Dämpfungseigenschaften und Gewicht überwunden werden.
Der Lösungsansatz hierfür sind innovative Dämpfungselemente aus technischem Gestrick, die in maßgerechte Hufformen aus 3D-gedrucktem, abriebfestem Kunststoff gefasst werden und individuell an die Größe und Besonderheiten des Pferdes angepasst werden können.

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Unternehmen spielen eine zentrale Rolle bei der Umsetzung der Energiewende und der Erreichung der Klimaziele. Das Projekt Transform2Action konzentriert sich darauf, die Umsetzung von Klimaschutz- und Energiewendestrategien zu fördern, indem es die Managementpraktiken verbessert und sowohl organisatorische als auch sozialpsychologische/verhaltensökonomische Einflussfaktoren berücksichtigt, die bislang oft vernachlässigt wurden.
Die Hauptziele des Projekts sind:
(i) Ein ganzheitliches Verständnis der Transformationsdynamiken in Unternehmen im Kontext der Nachhaltigkeit zu fördern, indem ökonomische, organisatorische und sozialpsychologische/verhaltensökonomische Einflussfaktoren berücksichtigt werden.
(ii) Durch die Analyse laufender Umsetzungsprozesse sollen Erkenntnisse zu organisationalen und
sozialpsychologischen/verhaltensökonomischen Einflussfaktoren erweitert werden, um praxisorientierte Handlungsleitlinien für effektive Veränderungsprozesse zu entwickeln.
Mitarbeiter gestalten nicht nur die Klimastrategie direkt am Arbeitsplatz, sondern auch durch soziale Interaktionen außerhalb des Unternehmens. Das Projekt erweitert die Forschung zu Nachhaltigkeitsnormen und -erwartungen, um einen gesellschaftlichen Nutzen zu bieten.

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Im Rahmen der DLR Komponenteninitative plant Airbus in Kooperation mit der THM die Entwicklung eines iodbasierten Antriebssystems. Das Antriebssystem besteht aus einem Advanced Cusp Field Thruster als Triebwerk, einem Neutralisator, Triebwerks- und Neutralisatorfluidik sowie der Power-Processing-Unit. Im Rahmen des Verbundprojekts wird die Power-Processing-Unit (PPU) von der THM entwickelt und gebaut. Das Ziel des Verbundvorhabens sind die Entwicklung und in-Orbit-Validierung eines Ion-Antriebssystems, welches zu einem kompetitiven deutschen Produkt werden soll. Der Schwerpunkt der Arbeiten der THM liegt dabei auf der Entwicklung der PPU, die sowohl flexible Operationen ermöglichen als auch durch Modularität bezüglich der Plattform geringe Entwicklungs- und Herstellungskosten verursachen soll. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen neben Simulationsmodellen und einem Labordemonstrator für entwicklungsbegleitende Tests ein Umweltmodell sowie in-Orbit-Verifikationsmuster für den Einsatz im Weltraum entwickelt, gebaut und einschlägig getestet werden. Die PPU soll aus kommerziell erhältlichen Bauteilen (COTS – Commercial Off The Shelf) aufgebaut sein und auf weltraumqualifizierte Bauteile aus Kostengründen verzichten. Nach erfolgreichen Tests wird das Antriebssystem im Orbit validiert und hinsichtlich Strahlungstoleranz analysiert. Dazu wird die flugfähige Hardware mit entsprechender Sensorik ausgestattet. Die Messwerte werden zyklisch an eine Bodenstation übermittelt und von der THM ausgewertet. Ziel soll sein, eine frühzeitige Alterung, bedingt durch Strahlung und Temperatureinflüsse, zu erkennen und geeignete Schaltungs- und Layoutmaßnahmen mit Simulationsmodellen vorzuschlagen, um diese zu mitigieren bei zukünftigen Entwicklungen.

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Das Vorhaben hat engen Bezug zum Programm “Forschung unter Weltraumbedingungen“ der DLR Raumfahrtagentur, da Untersuchungen mit komplexen Plasmen in der Schwerelosigkeit (ISS, Parabelflug) den Schwerpunkt der Projekte PK-4 und COMPACT darstellen. Es gliedert sich in 2 Teile: Weitere Durchführung von PK4-Experimenten auf der ISS Die bisher an der JLU eingesetzten Apparaturen zu PK-4 (Parabelflugeinheit, SRM-1) sind funktionstüchtig. Daher werden im apparativen Bereich bei PK-4 keine Neuentwicklungen oder Verbesserungen erforderlich. Die technischen Arbeitsziele bei PK-4 betreffen somit nur die Erstellung von zusätzlichen Experimentskripten für neu durchzuführende Versuchskampagnen sowie die Verwaltung der insgesamt angefallenen und weiter anfallenden Experimentdaten. In Absprache mit der ESA wird sich die THM an der Koordination der bestehenden PK-4-Experimente auf der ISS beteiligen. Dazu soll bis zum 31.03.2025 das SRM-1 von der JLU an die THM transferiert werden. Die weitere Durchführung der Projektaufgaben findet ab dem 1.4.2025 gänzlich an der THM statt. Am Ende der Lebenszeit von PK-4 wird dessen Decommisioning vorbereitet und unterstützt. Entwicklung der Steuerelektronik nebst zugehöriger Software für die Zyflex-Kammer, die i. R. des Projekts COMPACT als Nachfolgeapparatur von PK-4 entsteht. Die THM soll die Entwicklung der wesentlichen Elemente der RF-Elektronik für die Plasmaerzeugung mit der Zyflex-Kammer übernehmen. Dazu zählen - der 4-kanalige RF-Generator inkl. der notwendigen Impedanzanpassungen sowie der Abschirmung, - der ebenfalls 4-kanalige Arbitrary Funktion Generator, - die erforderlichen Messkanäle, - der hierfür erforderliche Steuerrechner in Form eines leistungsfähigen µC oder eines FPGA, sowie deren Programmierung. -Die bisherigen Ergebnisse zur Nutzung von KI bei PK-4 (Reduktion der vom Experiment an die Bodenstation zu übertragende Datenmenge, automatisierte Experimentsteuerung) sollen auf die Steuerung der Zyflex-Kammer übertragen werden.

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Die passive Sicherheit bei Kraftfahrzeugen gewinnt zunehmend an Bedeutung. So stellt ab 2024 unter anderem der Kopfaufprall auf die Windschutzscheibe einen zulassungsrelevanten Lastfall dar. Zur objektiven Bewertung der zu erwartenden Schwere von Verletzungen wird das Kopfverletzungskriterium (HIC) bestimmt. Dieser Wert darf bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten und muss somit im Vorfeld der Entwicklung von Kraftfahrzeugen berücksichtigt werden.

Im Zuge der Fahrzeugentwicklung sollen die Gefahren der Kopfverletzungen bewertet werden. Numerische Verfahren sind für die Prognose unabdingbar. Während der Bruchvorgang und das Bruchverhalten der Windschutzscheibe aus Verbund-Sicherheitsglas (VSG, Glas und Verbundfolie) durch die vorangegangenen Forschungsprojekte bereits gut abgebildet werden, kann das Nachbruchverhalten bei vollkommen gebrochenem VSG nur qualitativ dargestellt werden. Eine Methode, wie die mechanischen Eigenschaften des VSG für die Erfassung des Nachbruchverhaltens für den Kopfaufprall zielführend aus Kleinproben ermittelt und in die Simulation integriert werden können, ist aktuell nicht verfügbar.

Ziel des Projektes ist es, eine validierte Berechnungsmethodik unter Berücksichtigung des Nachbruchverhaltens von VSG zu entwickeln. Anwendungen im Automotive sowie im Bauwesen sollen realitätsnah prognostiziert werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Steifigkeitsverhalten von gebrochenem VSG in Abhängigkeit von unterschiedlichen Dehnraten und Fragmentierungsgraden an Kleinproben ermittelt und eine Methodik zur Prognose des Fragmentierungsgrades unter Impaktbelastung entwickelt. Die Erkenntnisse werden sodann in numerische Modelle überführt und die Simulationsergebnisse durch Validierungsversuche an VSG-Scheiben verglichen.

Softwareentwickler und Ingenieurdienstleister, die üblicherweise KMUs oder Start-ups sind, können die Methodik sofort für Leistungen im Bereich Automotive als auch für Berechnungen im Bauwesen nutzen.

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Weil bei den derzeitigen PONs Intensitätsmodulation und Direktempfang (IM/DD) verwendet werden und hier die chromatische Dispersion bei steigenden Datenraten ein Problem darstellt, wird für 200 Gbit/s Systeme der übernächsten Generation ein kohärenter Übertragungsansatz verfolgt. Hier wird die Dispersion durch digitale Signalverarbeitung kompensiert. Zur Kostenreduktion ist es ein Ziel des Projekts, den für den Empfang benötigten Laser gleichzeitig als Sendelaser für die Gegenrichtung zu verwenden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die Spektren der Signale beider Richtungen sich nicht überlagern, um Störungen durch Reflexionen zu minimieren. Mit den hohen Wachstumsraten der Bandbreiten ist ein entsprechender Anstieg des Energieverbrauchs verbunden. Dieser soll über Energiesparmodi (Sleep und Doze Mode), eine optimale Systemhardware und Verbesserungen im Betrieb gesenkt werden. Die kohärente Übertragung ermöglicht eine flexible Anpassung der Modulationsdatenraten und somit auch eine teilnehmerspezifische Reduzierung der Verarbeitungsgeschwindigkeit, die zu einem reduzierten Energieverbrauch führt. Dies erfordert jedoch eine Anpassung der Datenaustauschprotokolle. Die Änderungen auf der Protokollebene finden im Wesentlichen im Transmission Convergence Layer statt. Die Herausforderung besteht in der Kombination aus den zusätzlichen Anforderungen durch die neuen Dienste und Anwendungsgebiete sowie der effizienten Gestaltung der Ressourcenverwaltung und des Rahmenformats. Auf Basis einer vereinfachten Ökobilanz soll der Energie- und Ressourcenbedarf über den Produktlebenszyklus untersucht werden. Der Fokus liegt auf der Herstellungs- und Nutzungsphase. Es sollen unter anderem optimale Bedingungen und Zeitpunkte für ein Deployment der Technologie ermittelt werden. Auf Grundlage der vereinfachten Ökobilanz werden außerdem die Product Environmental Footprint Category Rules erstellt, die in die ITU/ETSI Standardisierung und die zugehörige Euronorm einfließen sollen.

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Im Verbundprojekt EnsAK soll eine Abwasserbehandlungsanlage entwickelt werden, die für den Einsatz im Rahmen der internationalen humanitären Not- und Katastrophenhilfe optimiert ist. Herzstück der Anlage sind Aufwuchskörper, die mit OSA-Belebtschlamm vorimprägniert sind und so nach Kontakt mit Abwasser sofort ihre Aktivität entfalten. Die benötigte Energie für die Belüftung und Durchmischung wird durch Solarenergie, ohne einen Nachtbetrieb mit Dieselgeneratoren, bereitgestellt.
Um den Überschussschlammanfall zu minimieren und den Strombedarf in die Sonnenstunden zu verschieben, soll die Anlage als OSA-Prozess (Oxic-Settling-Anaerobic-Process) betrieben werden. Tagsüber, wenn viel Abwasser anfällt findet die aerobe Phase und damit die Abwasserbehandlung statt. Nachts, wenn wenig oder kein Abwasser anfällt und kein Solarstrom zur Verfügung steht, findet die anaerobe Phase statt.

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Mit dem anhaltenden architektonischen Trend zu transparenten Konstruktionen hat der Einsatz von Glas im Bauwesen in den letzten Jahren stark zugenommen. Verbundsicherheitsglas (VSG) ist ein etabliertes Bauprodukt, um die sicherheitsrelevanten Anforderungen hinsichtlich des Bruch-, Nachbruch- und Resttragfähigkeitsverhaltens zu erfüllen. Trotz der umfangreichen Qualitätssicherungsmaßnahmen und weitreichender Erfahrung im Herstellungsprozesses konnten jedoch in unterschiedlichen Konstruktionen delaminationsbedingte Schäden an VSG-Einheiten festgestellt werden.
Die Delaminationen können trotz eingehaltener Verarbeitungs- und Qualitätssicherungsmaßnahmen, und somit auch bei qualitativ hochwertigem VSG, auftreten. Dies führt zum Schluss, dass unter speziellen Bedingungen die bisher bestehenden Regelungen und Anforderungen nicht ausreichend sind, um ein fehlerfreies Bauprodukt zu gewährleisten. Mögliche Einflussfaktoren aus dem Herstellprozess, wie Einflüsse des Vorverbunds, des Autoklav-Prozesses oder die Ebenheit der Gläser, wurden bisher nicht mit in die Untersuchungen einbezogen. Zudem stellen wechselnde klimatische Einflüsse wie Feuchte, Wärme, Kälte oder UV-Strahlung einen zusätzlichen schädigungswirksamen Einfluss dar.
Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) und der Hochschule München (HM) in Kombination mit den umfassenden Erfahrungen der beteiligten Industriepartner sollen die relevantesten Einflussfaktoren ausgewählt und untersucht werden. Auf Basis dieser Untersuchungen soll eine Empfehlung zur Planung und Herstellung von Verbundgläsern mit komplexer Geometrie oder unter ungünstigen Umweltbedingungen entwickelt werden. In dieser sollen neue Qualitätssicherungsprozesse definiert werden, um das Entstehen der Effekte experimentell nachzubilden und somit für die Zukunft einen fehlerfreieren Herstellprozess zu gewährleisten.

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Im Rahmen des Verbundprojekts "JET-basierte Rettungsbeatmung für die Anwendung durch Laienhelfer" (JET-SAVE) konzentriert sich diese Teilvorhaben auf die Entwicklung und Evaluation eines nutzerzentrierten Designs für das JET-SAVE-Gerät, um die Laien-Reanimation bei Herz-Kreislauf-Stillstand zu optimieren. Dies umfasst die Analyse der Anforderungen, die Gestaltung eines benutzerfreundlichen User-Interfaces und die Sicherstellung der Machbarkeit.
Um ein anwendungsorientierte Nutzung des Gerätes zu garantieren, muss im Zuge der Entwicklung des JET-SAVE neben dem technischen und medizinischen Wissen, auch ein tiefgreifendes Verständnis für die Nutzer*innen und ihre Bedürfnisse haben. Dies erfordert eine sorgfältige Nutzerforschung, das Sammeln und Analysieren von Feedback, und iterative Designprozesse, um sicherzustellen, dass das Produkt so gestaltet ist, dass es für die Benutzer*innen attraktiv, nützlich und leicht zu bedienen ist. Das Vorhaben fokussiert auf die nutzerzentrierte, co-creative Entwicklung, Erforschung und Etablierung einer Lösung zur Optimierung der Anwendung des JET-SAVE. Dabei soll das gesamte Potential der eHealth-Technologien bedarfsspezifisch zur Kommunikation und Interaktion genutzt werden. Die kontinuierliche Einbindung der Nutzengruppen in den Entwicklungsprozess stellt die Orientierung am tatsächlichen Bedarf und der Adäquatheit der Lösung sicher. Dies erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Deutsches Roten Kreuz Mittelhessen, die als Partner aus der Praxis bei der Identifizierung der Stakeholder und der Anwenderbedürfnisse unterstützen und in die Integration des UI-Konzept involviert sind.

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Mikrokalorimeter zur hochaufgelösten Detektion von Röntgenstrahlung sind fester Bestandteil der Instrumentierung an den Speicherringen ESR und CRYRING. Im Rahmen der Verbundforschung ErUMFSP T05 APPA soll ein Array aus metallischen magnetischen Kalorimetern für den Einsatz am transversalen Elektronentarget des CRYRING aufgebaut werden.

Hierzu wurde ein 3He/4He-Entmischungs-Kryostat für den Betrieb magnetischer Kalorimeter umgerüstet. Im laufenden Vorhaben wird dieser Aufbau am Elektronentarget oder am Gasjet-Target des CRYRING getestet und optimiert. Besonderes Augenmerk liegt, neben der Optimierung der Energieauflösung, auf der Optimierung des Raumwinkels. Ziel des Vorhabens ist es, am Ende der Förderperiode ein optimiertes Mikrokalorimetersystem speziell für den Einsatz am Elektronentarget zur Verfügung zu stellen.

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Mit dem Projekt soll eine graphbasierte, digitale Open-Access-Edition der Briefwechsel der im ostfriesischen Emden ansässigen mennonitischen kirchenhistorischen Schriftstellerin und Philanthropin Antje Brons geb. Cremer ten Doornkaat (1810–1902) realisiert werden, welche neben Text- auch Bildmaterial in Form von Porträtfotografien und Fotografien dinglicher Quellen zur Verfügung stellt. Antje Brons gehört aufgrund ihrer substanziellen Publikationen zu den zentralen Figuren des mennonitischen Täufertums im 19. Jahrhundert und hat durch ihre kirchenhistorische und -politische Arbeit einen nicht unbeträchtlichen Anteil an der weiteren Entwicklung ihrer Glaubensgemeinschaft, die als religiöse Minderheit zu der Zeit um einen offiziellen Status stritt. Zudem setzte sich die engagierte mehrfache Mutter mit Pädagogik und der Frauenfrage auseinander, was sich u. a. in der Mitgründung und Förderung diverser lokaler Bildungseinrichtungen manifestierte. Ihre patriotisch-monarchistische Gesinnung wiederum sorgt in der jüngeren Forschung für eine kritische Betrachtung ihres Schaffens. Durch die historisch-kritische Edition der Briefwechsel wird nun weitgehend unveröffentlichtes, teils noch in Privatbesitz befindliches Quellenmaterial erstmals zugänglich gemacht. Antje Brons korrespondierte in einem Zeitraum von 1827 bis 1902 über nationale und konfessionelle Grenzen hinweg mit Angehörigen, Freunden, wichtigen Vertretern der Täuferforschung, Akteuren der Organisation der Mennonitengemeinden, Theologiestudierenden und Persönlichkeiten der ersten Frauenbewegung. Das Themenspektrum umfasst neben spezifisch mennonitischen Problemstellungen und Familiärem auch Auseinandersetzungen mit dem Zeitgeschehen (u. a. war Antje Brons’ Mann, ein Kaufmann und Politiker, 1848/49 Abgeordneter der Frankfurter Nationalversammlung) sowie Aspekte der Kultur- und Regionalgeschichte. Die graphbasierte digitale Edition dieser Korrespondenzen ermöglicht es, die Bandbreite der behandelten Diskurse – politisch, familiär, religiös – und ihrer Überschneidungen in ihrer Intertextualität unmittelbarer und direkter abzubilden. Gleichzeitig wird es über die Verwendung von Normdaten möglich, dieses Material in größere Zusammenhänge einzubetten und so die Relevanz von Antje Brons über das eigene Kommunikationsnetzwerk hinaus sichtbar zu machen. Die digitale Erfassung, Auszeichnung und Publikation von Quellen und Begleittexten im Open Access geschieht graphbasiert unter Verwendung von TEI-Semantik und öffnet damit das Material für vielfältige Analyseperspektiven. Verschiedene Zugangsebenen wie einfache und erweiterte Suche, Register aller in den Volltexten identifizierten Entitäten, die Sammlung der mit Registern und Brieftexten verknüpften Fotografien ermöglichen es Forscherinnen und Forschern, die komplexen biographischen und thematischen Zusammenhänge der Briefwechsel und darüber hinaus zu erfassen und aktiv zu untersuchen.

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Der Aufbau modernster Instrumentierung für Test und Qualifikation von Electric Propulsion (EP)-Systemen ist notwendig, um die sich rasant weiterentwickelnden Bedarfe der Raumfahrtindustrie im EP-Bereich zu befriedigen, Vergleichbarkeit zwischen EP-Systemen herstellen und einen sicheren Betrieb von EPSystemen im Weltraum garantieren zu können. Darauf zugeschnittene Konzepte für Testanlagen müssen entwickelt werden, da sie für die Qualifizierung und Standardisierung von EP-Systemen unabdingbar sind. Die Kenngrößen von elektrischen Antrieben müssen eindeutig und standardisiert erfasst werden. Hierzu sind entsprechende Standards zu definieren und eine Instrumentierung zu entwickeln, mit der EPTechnologien für den Weltraum terrestrisch getestet werden, um diese Kenngrößen unter Einsatzbedingungen zuverlässig vorhersagen zu können. In diesem Vorhaben geht es um die Etablierung solcher Standards auf nationaler Ebene, der Schwerpunkt des Vorhabens liegt dabei auf dem Konzept von Gitterionentriebwerken. Die Eigenschaften des Triebwerksstrahls gehen bestimmend in wesentliche Kenngrößen elektrischer Triebwerke, insbesondere in den Schub, ein. Ionenenergie, Ionenstromdichte und Strahlzusammensetzung sind hierbei als die wichtigsten Strahleigenschaften zu nennen. Ziel des Vorhabens ist es, einen Radiofrequenz-Generator zur Speisung der o. g. RF-Ionenquellen zu entwickeln. Die Anforderungen an den Generatoren leiten sich aus den Anforderungen an die Qualität des Ionenstrahls ab. Er muss eine zuverlässige und dauerhafte Einkopplung elektromagnetischer Energie in das Quellenplasma gewährleisten. Dabei muss er für den Betrieb unter Vakuumbedingungen geeignet sein. Der Generator soll auf einen bestimmten Arbeitsbereich der Ionenquelle optimiert ausgelegt sein. Da mehrere Projektpartner gleiches Testsetup betreiben, muss sichergestellt sein, dass alle Generatoren innerhalb definierter Betriebstoleranzen liegen.

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Unser Vorhaben entwickelt ein Transferinstrument, das in der Ideenentwicklung ansetzt und durch Förderung der interdisziplinären Zusammenarbeit, Innovationen effizienter ermöglicht. Dazu wird in Zusammenarbeit von SGN, THM und IVW eine gemeinsame Sprache am Beispiel der Bionik entwickelt. Die resultierende Übersetzung macht ein Matching von Begriffen der unterschiedlichen Disziplinen möglich, das anschließend in eine digitale Plattform („Marktplatz“) eingebunden werden kann.
Eine Verknüpfung von Biologie und Technik bietet nicht nur für THM-Ingenieure die großartige Chance, natürliche Vorbilder zielgerichtet zu identifizieren und in innovative technische Produkte und Prozesse im Bereich der Metalle zu transferieren und somit die Bionik intensiv im Konstruktionsalltag zu nutzen. Transferinstrument und „Bionische Konstruktionspraxis“ ergänzen sich hierbei ideal.

Teilziele

1. Schaffung eines interdisziplinären Marktplatzes als Transferinstrument zur strukturierten wechselseitigen Erschließung fächerübergreifender Zusammenhänge, d. h. ein „Matching“ von biologischen Vorbildern und technischen Herausforderungen. Hierdurch entfallen zeitaufwendige biologische Analysen für technische Anwender.
2. Realisierung des Marktplatzes durch Vorbereitung einer skalierbaren Datenbank, um diese nach Bedarf zu erweitern.
3. Systematische Verknüpfung der verschiedenen Fachdisziplinen durch Entwicklung einer gemeinsamen Sprache und damit eines gegenseitigen Verständnisses. Am Validierungsbeispiel Bionik wird die Umsetzung eines wechselseitigen Wissenstransfers gezeigt.
4. Erstellung konkreter Steckbriefe mit qualitativen und quantitativen Daten und Ermöglichung einer quantifizierten Parametersuche.
5. Entwicklung einer strukturierten Suche, um systematisch geeignete Vorbilder zu identifizieren und daraus ein innovatives Produkt zu entwickeln. Hierdurch werden bionische Potenziale für die technische Verwertung gehoben.
6. Methodentransfer Biologie zur Technik und umgekehrt

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Im Verbundvorhaben RegBioFerm wird ein bis TRL 6 entwickeltes innovatives Verfahren zur Bioabfallvergärung zu einer großtechnischen multi-input Demonstrationsanlage (TRL 8) skaliert und eine
hocheffiziente energetische und stoffliche Kaskadennutzung von biogenen Abfällen umgesetzt. Innerhalb
des regionalen Wertschöpfungsnetzes leistet das Vorhaben einen signifikanten Beitrag zu einer
nachhaltigen zirkulären Bioökonomie durch die um 25-35 % effizientere Bereitstellung regenerativer
elektrischer und thermischer Energie aus biogenen Abfallstoffen, den Ersatz fossiler Energieträger zur
Beheizung gewächshausbasierter Sonderkulturen, den Einsatz von klimaneutralem CO2 aus der Biogas-
Aufbereitung zur CO2-Düngung und die kostengünstigere Produktionen von Qualitätskomposten für den
regionalen Ökolandbau. Das transdisziplinär angelegte Vorhaben vereint die Expertise von Ingenieurbüros,
Unternehmen der Abfallwirtschaft, der Landwirtschaft und von Hochschulen beispielhaft in der hessischen
Ökomodell-Region Süd.
Das Teilvorhaben RegBioFerm-TecBil beinhaltet einen technischen und ganzheitlich-(öko)bilanziellen
Schwerpunkt. Die technischen Arbeiten im Teilvorhaben umfassen die experimentelle Weiterentwicklung
und absichernde Untersuchung des innovativen Fermenters im Modellmaßstab sowie die Unterstützung bei der heißen Inbetriebnahme im Großmaßstab. Im Rahmen der Modellversuche erfolgt die Parametrisierung und Validierung der numerischen Prozesssimulation. Modellversuche und Prozesssimulation bilden zusammen die Basis für die Maßstabsübertragung auf TRL 8 inkl. optimierter Mischvorgänge im Gärtrommelreaktor. Begleitende Vergärungsversuche an der THM ermöglichen es, die Fahrweise des Großreaktors zu optimieren und die ggfs. die Verfahrenstechnik anzupassen. Begleitend zu den technischexperimentellen Arbeiten erfolgt die Ökobilanzierung des kompletten Lebensweges der vorgesehenen stofflich-energetischen Verwertung biogener Abfälle in dem geplanten Wertschöpfungsnetz.

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Zur Inklusion von sehgeschädigten Menschen ist ein Blindenleitsystem auf der Basis von Bodenindikatoren in öffentlichen Bereichen eine Voraussetzung. Besonders problematisch ist die Orientierung in fremden Gebäuden. Während die Bodenindikatoren im Außenbereich mittlerweile Standard sind, werden sie im Innenbereich aufgrund von mangelhafter Ästhetik kaum eingesetzt. Das Projektziel ist die Entwicklung einer Entwurfsrichtlinie für ein Leit- und Informationssystem für Innenräume, welches aus textilen bodenindikatoren mit integrierten RFID Tags und einem darauf basierenden Navigationssystem besteht.
Dazu werden in Zusammenarbeit mit Betroffenen sowie Unternehmen aus dem projektbegleitenden Ausschuss Anforderungsprofile für das Leit- und Informationssystem erstellt. Auf dieser Grundlage werden Bodenindikatoren für den Innenbereich auf Basis der Tuftingtechnologie entwickelt, die vielfältige Struktur- und Farbmusterungsmöglichkeiten bietet.
Für einen vielseitigen Einsatzbereich bestehen die 3-dimensionalen textilen, haptischen und optischen Bodenindikatoren aus modularen Teppichfliesen, die mit dem Blindenstock zu erfassen sind. Für das Navigationssystem im Innenraum werden RFID Tags als Bestandteil eines RFID Systems in die Teppichfliesen integriert. Das System wird über eine Schnittstelle mit dem BIM-Gebäudedatenmodell verknüpft, um auf dieser Basis eine Navigationsapp zur Ausgabe auf mobilen Endgeräten zu entwickeln, die barrierefrei in Echtzeit durch das Gebäude navigieren kann. In diesem Zusammenhang werden Gestaltungsrichtlinien, Anforderungen und Prüfungen zur Praxistauglichkeit der Systeme entwickelt. Das System wird mit einem Demonstrator durch einen Praxistest mit sehgeschädigten Menschen validiert.
Von den Entwicklungen in diesem Projekt profitieren neben sehgeschädigten Menschen, KMU aus den Bereichen der textilen Bodenbeläge, RFID-Technik, Bauindustrie und App-Entwicklung. Durch die Ergebnisse des Projektes entstehen für die Unternehmen neue Geschäftsfelder.

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Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung von optimierten Geometrien und die Schaffung einer Bemessungsgrundlage von Anschlüssen im Holzbau. Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei auf momententragfähige Queranschlüsse von Stäben. Im Rahmen des Vorhabens werden innovative Formen erarbeitet und analysiert, die Weiterentwicklungen traditioneller Holzverbindungen darstellen. Dazu zählen Holzlaschen und Holzstifte in Kombination mit einer Verzahnung, die sich im Kontaktbereich von Träger und Stütze befindet, als auch schräg angeordnete Holzdübel sowie eingeklebte, hölzerne Einhängebeschläge, welche im Möbelbau schon länger Einsatz finden. Die gezielte Verwendung von hochfesten Holzwerkstoffen im Anschlussbereich soll hierbei ebenfalls positiven Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Knoten nehmen. Um eine weitere Steigerung der Konkurrenzfähigkeit des modernen Holzbaus zu realisieren, soll zudem die Standardisierung von Holz-Holz-Verbindungen erweitert werden. Dabei wird ein Berechnungsverfahren auf Basis einer Komponentenmethode erarbeitet, dessen Anwendung eine zielgerichtete Bemessung der einzelnen Anschlusskomponenten, getrennt in Zug- und Druckzone, ermöglicht. Eine Konfiguration bedarfsorientierter Anschlüsse wird damit abgedeckt. Besonderes Augenmerk ist auf eine realitätsnahe Integration des tatsächlichen Anschlussverhaltens zu legen. Hierfür werden umfangreiche experimentelle sowie numerische Untersuchungen durchgeführt und wissenschaftliche Publikationen ausgewertet, um die notwendigen Parameter und deren Einfluss auf das nichtlineare Last-Verformungsverhalten bestimmen zu können. Mittels einer komponentenbasierten Methode sollen so nachgiebige Anschlüsse konstruiert werden, deren Momenten-Querkraft-Rotations-Beziehung in der Tragwerksberechnung berücksichtigt wird, wodurch diese fähig sind, Lasten bei lokalem Versagen umzulagern, um ein duktiles Verhalten zu gewährleisten und die Anforderungen an Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit sicher zu erfüllen.

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Zahlreiche moderne Anwendungen von Freien Elektronen-Lasern (FEL) verlangen Pulse mit Pulsdauern und damit verbunden Zeitauflösungen in der Größenordnung von nur wenigen Femtosekunden. Die Erzeugung dieser Pulse sowie ihre Anwendung in zeitaufgelösten Experimenten erfordern Synchronisationstechniken, die alle Komponenten gleichzeitig mit einer Genauigkeit synchronisieren können, die besser als die Pulsdauer des FEL-Pulses ist.

Die Implementierung eines vollständig optischen Synchronisationssystems bei u.a. FLASH und dem Europäischen XFEL (EuXFEL), welches im Gegensatz zur HF Synchronisation auf gepulsten optischen Signalen basiert, hat zu einer deutlich erhöhten Stabilität und Genauigkeit geführt. Dieses Synchronisationssystem findet auch bei CW Elektronenbeschleunigern (z.B. ELBE am HZDR) Anwendung. Für einen zukünftigen Modus mit 1pC Elektronenpaketen bedarf es neuen elektrooptischen Ankunftszeitmonitoren (BAM). Hierzu wurden mit der Pickupstruktur und dem elektrooptischen Modulator, zwei Hauptkomponenten der BAM, neu entwickelt und simulativ untersucht.

In diesem Projekt ist es vorgesehen, die Komponenten zu optimieren und in einem BAM zu vereinen sowie die Eignung experimentell zu bestätigen. Die Vermessung von Demonstratoren an unterschiedlichen Beschleunigern soll Daten liefern, die die Anpassung an andere Beschleuniger zukünftig erleichtern. Mit den gewonnenen Erkenntnissen kann ein passender Prototyp für den EuXFEL hergestellt werden, der noch im 1pC Modus eine Gesamtsynchronisation von (5+1)fs r.m.s. oder besser erreicht. Für Strahlladungen unter 1pC, z.B. am S-DALINAC und DALI, kommen insbesondere sensitive Ankunftszeitkavitäten (BAC) in Frage. Ziel des dritten Arbeitspaketes (AP3) ist es, die technischen Grenzen der BAC auszuloten und Demonstrationsexperimente durchzuführen um schließlich einen Prototyp für DALI (HZDR) zu fertigen und vermessen.

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Die spektrale Bestimmung von pulsförmigen Terahertz (THz)-Signalen ist von zentraler Bedeutung für bestehende und neue bzw. im Bau befindliche Teilchenbeschleunigeranlagen zur Erzeugung hochintensiver kohärenter Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich, wie beispielsweise dem AWAKE und CLEAR Projekt bei CERN, FLUTE am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Terahertz Strahlungsquelle TELBE am Helmholtzzentrum in Dresden-Rossendorf oder LCLS an SLAC (National Accelerator Laboratory, USA).
Die spektrale Untersuchung dieser Strahlung erlaubt die komplexe Dynamik extrem kurzer Elektronenpakete besser zu verstehen und langfristig die Beschleunigeranlagen für den Betrieb zur Erzeugung von THz-Strahlung hoher spektraler Güte hin zu optimieren. Eine vielversprechende Technologie zur direkten Bestimmung von elektromagnetischen Feldern der Elektronenpakete im THz-Bereich stellen Detektoren mit Schottkydioden als Gleichrichtelement dar. Mit Hilfe von speziellen, vorspannungsfreien Schottkydioden ist eine Detektion mit minimalen Rauscheigenschaften möglich. Dies erlaubt eine Realisierung von breitbandigen Detektoren mit hoher Sensitivität für Raumtemperaturanwendungen. Videosignalbereich möglich, die in diesem Projekt untersucht werden sollen. Der Vorteil des integrierten Konzeptes liegt neben der einfacheren Herstellbarkeit vor allem in der zusätzlichen Reduktion der parasitären Eigenschaften. Zudem kann so der nutzbare Frequenzbereich der Diode bis 2,5 THz oder höher erweitert werden.

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Das wissenschaftliche Vorhabenziel ist die Erarbeitung grundlegender strahlenbiologischer und strahlenphysikalischer Daten und Methoden sowie die Entwicklung neuer Technologien für die 12CPartikeltherapie, die erforderlich sind um die Therapie thorakaler Tumore entscheidend zu verbessern. Mit den strahlenbiologischen Untersuchungen soll geklärt werden, welche DNA-Schadenserzeugung und damit Reparaturprozesse nach Bestrahlung vorliegen, wie durch Targeting der beiden wichtigsten Signalwege eine spezifische Strahlensensibilisierung erreicht werden kann, und wie durch Modulation der Immunreaktionen nach Bestrahlung eine systemische Wirkung der 12C-Ionen bewirkt wird. Mit den dabei gewonnenen Erkenntnissen sollen die Grundlagen für ein neues Konzept einer gezielten lokalen sowie effektiven, systemischen Therapie mittels einer 12C-Ionenbestrahlung geschaffen werden.

Die in den biologischen Projekten erhobenen Daten sollen zur Weiterentwicklung des Local-Effect-Modells (LEM) genutzt werden, um eine solidere Basis für die Berechnung der biologisch effektiven Dosisverteilung bei der Bestrahlungsplanung zu schaffen. Begleitet werden diese Untersuchungen mit neuen Ansätzen der Mikro- und Nano-Dosimetrie. Mit diesen Methoden werden auf Grundlage von Monte-Carlo basierten Simulationen der Teilchentrajektorien auf sub-zellulären Skalen unabhängig vom LEM Daten zur Relativen Biologischen Wirksamkeit gewonnen werden.

Durch eine neuartige Technologie sollen Verfahren etabliert werden, die trotz der beachtlichen Organ- und Tumorbewegung durch Atmung und Schluckakt eine räumlich und zeitlich präzise Dosisapplikation der 12C-Ionen mit hoher Dosis im Tumor und gleichzeitiger maximaler Schonung des Normalgewebes möglich macht. Darüber hinaus werden Methoden entwickelt, die es erlauben werden, die mikroskopischen Inhomogenitäten des Lungengewebes und die damit verbundene Verbreiterung des

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Der Weg führt über die Analyse verschiedener Aspekte vom Schallemittenten bis hin zum Rezipienten. So
geht es zunächst darum, die Situation bei realen Veranstaltungen zu erfassen sowie auch die
Anforderungen für eine realistische Durchführbarkeit von Veranstaltungen (z.B. Mindestversorgungspegel
oder Spektrum) strukturiert zu erheben. Weiterhin werden die tieffrequenten Transmissionseigenschaften
von Baukörpern (insb. Wohnhäuser) untersucht. Am Ende der Kette steht der Rezipient (der zu schützende
Anwohner). Hier soll untersucht werden, welche Störwirkung veranstaltungstypische Immissionen haben
und es sollen die Haupteinflussfaktoren bestimmt werden. Weiterhin spielen organisatorische, praktische
und rechtliche Aspekte eine Rolle bei der Entwicklung des neuen Verfahrens. Die geplanten
Untersuchungen sind in logische und eindeutig trennbare Arbeitspakete unterteilt, deren Abschluss jeweils
einen Meilenstein markiert. Am Ende der Kette stehen die Ausarbeitung des neuen Mess- und
Beurteilungsverfahrens auf Basis aller auf dem Weg gewonnenen Erkenntnisse sowie ein
Normungsvorschlag, der den letzten Meilenstein im Projekt markiert. Das wesentliche methodische
Element des Vorhabens bilden empirische Untersuchungen und die Ableitung bisher nicht verfügbarer
statistischer Kenngrößen und Zusammenhänge. Im Vorhaben werden umfangreiche Messreihen im Feld
sowie auch diverse psychoakustische Untersuchungen im Labor durchgeführt. Die Ergebnisse und
Erkenntnisse sollen geeignet verknüpft werden und am Ende zu einem passgenauen Mess- und
Beurteilungsverfahren führen.

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Das hier beantragte anwendungsorientierte Projekt InA (Insektenbasierte nachhaltige Aquakultur) baut auf dem Projekt InFeed (Maßgeschneiderte Futtermittel für eine nachhaltige Ernährung) auf, welches den
theoretischen Grundstein der Nutzung regionaler Nebenströme für eine insektenbasierte Fütterungsstrategie von hochwertigen marinen Lebensmitteln (blue food) legte.

Das Projekt InA hat zum Ziel, die in InFeed gewonnenen Ergebnisse im Rahmen eines Referenzprojektes umzusetzen und eine flexible, modulare, skalierbare und smarte Pilotanlage für die nachhaltige Binnenland-Produktion von blue food (Weißbeingarnelen) auf der Basis von regionalen Nebenströmen und unter Nutzung von Futterinsekten (Schwarze Soldatenfliege) zu etablieren. In enger Kooperation mit Partnern aus der Wirtschaft soll eine geschlossene Polykultur-Anlage errichtet werden, die sich an natürlichen biobasierten Stoffkreisläufen orientiert. Diese Plattformtechnologie soll unter zwei Szenarien betrieben werden - einem „high sustainability“ Szenarium (IPCC Mitigation Pathways Compatible with 1,5°C) und einem „moderate sustainability“ Szenarium (IPCC Mitigation Pathways Compatible with 2,0°C).

Die Justus-Liebig-Universität Gießen, die den Verbund koordiniert, etabliert dabei optimale Hälterungs- und Aufzuchtbedingungen für Weißbeingarnelen und koordiniert den Aufbau der Pilotanlage für die nachhaltige Garnelenproduktion. Die Evonik Operations GmbH analysiert und optimiert relevante biogene Nebenströme für die Nutzung als Insekten-Futtermittel. Die Fraunhofer Gesellschaft ist für die nachhaltige Insektenzucht verantwortlich und entwickelt optimierter Futtermittel für die Weißbeingarnele. Die Technische Hochschule Mittelhessen unterstützt das Projekt mit Technologien zum nachhaltigen Abluft- und Abwassermanagement. Die Royal Exclusiv Aquarien - Anlagenbau, Christian Walter GmbH & Co. KG setzt die angestrebten Nachhaltigkeitskriterien im Bereich der smarten Aquakulturtechnik um.

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Pädiatrische Magnetresonanztomographie-(MRT-)Untersuchungen stellen eine der größten Herausforderungen in der gesamten klinischen Bildgebung dar. Zum einen sind die kleinen Patienten unkooperativ und die Untersuchungsdauer ist, im Vergleich zu anderen Bildgebungsmodalitäten, sehr lang. Daher erfordert die pädiatrische MRT oft eine längere Anästhesie und erhöht substantiell das Patientenrisiko. Zusätzlich erfordert dieser Sachverhalt spezialisiertes klinisches Personal und erhöht somit die Kosten einer pädiatrischen MRT-Untersuchung. Zum anderen fehlen im MRT-Marktumfeld dezidierte Lösungsstrategien für die spezifischen Belange von pädiatrischen Patienten. Es fehlt an speziell angepassten, modernen Signaldetektoren (MR-Spulen), wodurch die kleinen Patienten mit MRT-Equipment für Erwachsene untersucht werden müssen. Diese Limitation verschlechtert die diagnostische Abbildungsqualität erheblich.

Im Vorhaben soll dieser Sachverhalt gelöst werden, indem Synergien aus hoher MR-Feldstärke (3 Tesla und 7 Tesla), Mehrkanalempfangsdetektoren, neuen Bewegungskorrekturen und Scan-Beschleunigungsmethoden erforscht werden, um die Bildqualität und -geschwindigkeit substantiell zu verbessern.

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Der zunehmende Laser- und HF-Einsatz reduziert OP-Zeiten bis ≤ 30 %, emittiert jedoch sehr hohe Konzentrationen „Chirurgischen Rauchs“ (Surgical Smoke: SS), der die Gesundheit von OP-Team und Patienten gefährdet. Auch durch Kombination von TAV-Lüftungssystemen mit mobilen Absauggeräten wird die SS-Last nur unzureichend gesenkt, da mobile Absauggeräte SS lediglich um < 60 % reduzieren – jedoch hohe Lärmpegel und Betriebskosten (ULPA-Filter, Einwegmaterial) verursachen.
Dagegen erlauben zentrale SS-Absaugsysteme > 6-fach höhere Saugleistungen: Jeder OP wird über fest installierte Leitungen sowie aerodynamische Tragarme bis zu einem Medienpanel [EU-Patent-1] nah am OP-Team versorgt. An dieses werden aufbereitungsfähige Saugleitungen angedockt, die über endständige SS-Absaug-Komponenten (-Gurt [EU-Patent-2], -Sauger, -Trokar) SS-Reduktionen > 99 % erreichen, ohne Lärm zu emittieren. Damit werden Arbeitsschutzanforderungen erfüllt und die Lebenszykluskosten gegenüber dem Status quo gesenkt.

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Wetzlar ist aufgrund seiner Lage an der europäisch bedeutsamen Verkehrsstraße B49 bereits heute von
beträchtlichem Durchgangsverkehr mit einem hohen LKW-Anteil betroffen. Diese Situation wird durch den
avisierten Abriss und Ersatz der B49 mit Baumaßnahmen und den Ersatz einer im Netz wichtigen Eisenbahnbrücke noch verschärft. Es wird eine verkehrlich hochkomplexe, sich stetig verändernde
Gesamtsituation erwartet, mit Einschränkungen sowohl für die Stadt Wetzlar als auch das Umland.
Hier wird es hohen Abstimmungsbedarf bzgl. des Durchgangsverkehrs in Wetzlar mit Baulastträgern wie
Hessen Mobil und Transportdienstleistern wie den Wetzlarer Verkehrsbetrieben WVB, der Verkehrsorganisation des Landkreises (VLDW) und dem Verkehrsverbund Rhein-Main (RMV) geben.
Besondere Einschränkungen entstehen außerdem durch die fehlende Integration der vorhandenen
Steuerungssysteme und die nicht vorhandene datentechnische Erfassung der Verkehrsströme in der Stadt.
Im Projekt VLUID sollen neue datengestützte Ansätze erprobt werden, um in dieser Situation zwei Ziele zu
erreichen: es soll mit weniger Durchgangsverkehr aus dem übergeordneten Netz eine gleichbleibend hohe
Mobilität für Pendler und Ortsansässige erhalten bleiben. Zum anderen soll der KFZ-Verkehr da, wo er als
Quell-, Ziel- oder Durchgangsverkehr unvermeidlich ist, trotz der Umbaumaßnahmen eine möglichst hohe
Fließgeschwindigkeit mit geringer Störanfälligkeit beibehalten können.
Die THM deckt insgesamt die ökonomische Perspektive in diesem Vorhaben ab. Sie stellt die ökonomische
Bewertung möglicher Lösungsansätze (prototypisch zu implementierender Smart Services) unter
Anwendung geeigneter Kriterien und Metriken sicher. Sie wirkt auf eine hohe Nutzerakzeptanz der
Prototypen hin und wirkt an ihrer Evaluierung mit. Auf Basis einer Analyse von Nutzen und Mehrwert dieser
Prototypen trägt die THM zur Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle für eine Smart City Wetzlar bei.

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Im deutschsprachigen Raum sind ~7.500 OP-Räume mit höchsten Anforderungen an Reinraum-Lüftungstechnik und optimale Ausleuchtung der Wunde installiert. OP-Leuchten befinden sich oberhalb der Köpfe des Teams und müssen durch Kardanik-Schwenkgestelle manuell ausgerichtet werden. Bei komplexen Wunden (tief, tunnelartig etc.) jedoch können massive, Personen-bedingte Verschattungen auftreten, die als Ausleuchtungsdefizite relevante Behandlungs- (Patienten) bzw. Verletzungs-Risiken (Operateure) sowie Verlängerungen der OP-Gesamtzeiten bedingen. Als Innovation ist geplant, durch die Kombination aus A) „sterile Glasfaser-Lichtleiter im Wundgebiet“ und B) „frei positionierbare Deckenleuchten“ (separates Projekt) in komplexen Wunden wesentlich höhere Beleuchtungsstärken zu erreicht. Dabei entfallen zeitaufwändige manuelle Nachjustierungen der OP-Leuchten durch Springer, das Erfordernis der Leuchten-Desinfektion nach jeder OP, die Sterilisation von Leuchtengriffen sowie Turbulenz-bedingte gesundheitliche Belastungen durch Zugluft.

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Das Experiment PK-4 dient zur Untersuchung komplexer Plasmen und befindet sich seit 2014 auf der ISS.

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Dieses gemeinsame Vorhaben der Arbeitsgruppen von Prof. Holtmann und Prof. Liese zielt auf ein tiefgreifendes Verständnis der Einflüsse und Wechselwirkungen von Prozessparametern auf die
biokatalytische Effizienz der Oxyfunktionalisierung von kurzkettigen Alkanen. Am Beispiel der asymmetrischen Hydroxylierung von Butan zu 2-Butanol, katalysiert durch die erst kürzlich erstmalig
beschriebenen Enzymgruppe der unspezifischen Peroxidasen (UPO), werden detaillierte interdisziplinäre Prozessstudien durchgeführt. In gemeinsamen Vorarbeiten der beiden Gruppen wurde bereits die
Machbarkeit des Reaktionssystems gezeigt in ersten Blasensäulen-Experimenten gezeigt und gleichzeitig die Notwendigkeit detaillierterer Untersuchungen, um die beobachteten antagonistischen Effekte zu beschreiben, dargestellt. Zunächst soll das Modellenzym, die AaeUPO, charakterisiert werden. Von
besonderem Interesse ist dabei die Stabilität gegenüber Wasserstoffperoxid und den Begasungseffekten des gasförmigen Butans Um die Selektivitäten der Prozesse zu verbessern, wird ein Screening nach neuen UPO-Varianten (Enantioselektivität) mit Reaktionstechnik kombiniert, wobei der Schwerpunkt auf der in situ
Produktentfernung durch Extraktion liegt (Prozessselektivität). Da UPOs ein breites Substratspektrum aufweisen, ist ein "umgekehrtes" Substratscreening notwendig, um geeignete Lösungsmittel zu finden,
die nicht auch gleichzeitig als Substrat dienen. Schließlich werden vielversprechende UPO-Varianten auf einer Gasdiffusionselektrode immobilisiert, die in den Reaktor integriert wird. Auf diese Weise
werden neue grundlegende Erkenntnisse hinsichtlich der Überwindung limitierender Faktoren für Hydroxylierungen,

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Mikrokalorimeter zur hochaufgelösten Detektion von Röntgenstrahlung sind fester Bestandteil der Instrumentierung an den Speicherringen ESR und CRYRING. Im Rahmen der Verbundforschung FSP APPA soll ein Array aus metallischen magnetischen Kalorimetern für den Einsatz am transversen Elektronentarget des CRYRING aufgebaut werden. Hierzu ist es notwendig, einen 3He/4He-Entmischungs-Kryostaten für den Betrieb solcher magnetischer Kalorimeter umzurüsten. Um den Einfluss starker elektrischer und magnetischer Felder zu testen, wie sie am Elektronentarget auftreten, werden Testmessungen an einer magnetischen Ionenfalle durchgeführt. Im zweiten Schritt wird das Detektorsystem am Elektronentarget des CRYRING getestet und optimiert. Ziel des Vorhabens ist es, zum Ende der Förderperiode ein funktionsfähiges Mikrokalorimetersystem speziell für den Einsatz am Elektronentarget zur Verfügung zu stellen.

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Neue additive Fertigungstechniken in Verbindung mit metallischen Werkstoffen (3D Metalldruck) kombinieren die Möglichkeiten der Herstellung dreidimensionaler Funktionsbauteile mit Hilfe moderner EMSimulationstools mit den Eigenschaften der Materialgruppe Metall. Eine zukunftsweisende Technologie ist das pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen (LPBF). Ziel des geplanten Vorhabens ist die Erforschung der Möglichkeiten, LPBF-gedruckte Strukturen für zukünftige Komponenten in Teilchenbeschleunigeranlagen einsetzbar zu machen. Für die Erforschung dieses Technologieansatzes sollen für das Institut für Angewandte Physik der Goethe Universität Frankfurt Teststrukturen, sowie im Erfolgsfall, Teile des kompakten Ionenbeschleunigers bei hohen Frequenzen im Teilprojekt 1.2 des Verbundes realisiert und validiert werden. Dies bezieht sich in besonderem Maße auf später nicht mehr zugängliche Innenstrukturen, bspw. zur Kühlung, oder hochpräziser Bereiche für die Teilchenstrahlbehandlung und -positionierung.

Gemeinsam mit dem Fachgebiet Hoch- und Höchstfrequenztechnik soll ein Modell eines neuartigen Linear-Cut Beam Position Monitors mit Hilfe des LBPF Verfahrens hergestellt und messtechnisch validiert werden.

Ziel dieses Teilprojektes ist es, neue Realisierungsmöglichkeiten für bestehende sowie neue Diagnostiken zu entwickeln und in Hinblick auf additive Fertigungstechniken zu validieren. Gemeinsam mit der Gruppe Strahldiagnose der GSI, soll ein mechanisch sehr anspruchsvoll gestalteter Linear-Cut Beam Positionsmonitor, analysiert, optimiert und realisiert werden. Die Realisierung solcher Strukturen sind typischerweise durch limitierende Fertigungsmöglichkeiten begrenzt, die durch die additive Fertigung in diesem Projekt überwunden werden sollen.

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Im Sinne des Umwelt-, Klima- und Ressourcenschutzes gemäß der Hightech-Strategie 2025 ist die Attraktivität des öffentlichen Personennah- und -fernverkehrs weiter deutlich zu steigern. Hierbei spielt die hohe Anzahl an Sitzen in Bahnen und Bussen eine maßgebliche Rolle. Die nächste Generation von Sitzen muss hinsichtlich Passagierkomfort, Nachhaltigkeit der Materialien, Sicherheit und auch Leichtbau zwecks Minderung von CO2- und Schadstoffemissionen überzeugen.

Im Rahmen des Teilvorhabens soll ein neuartiges Sitzsystem nach dem biologischen Vorbild von Bryozoen entwickelt werden, das gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile bietet:

• Steigerung des Komforts für den Fahrgast durch eine physiologisch angepasste Druckverteilung, durch Halt und Abstützung in allen (Fahr-) Situationen sowie eine hohe Atmungsaktivität.
• Reduzierung des Gewichts des Sitzes zum Zwecke der Ressourcenschonung und Emissionsreduktion bei Herstellung und Nutzung.
• Verwendung alternativer Werkstoffe für materialsparende Lösungen, zur Vermeidung von Wärme- und Feuchtestau sowie mit positiven ökologischen und sicherheitsrelevanten Eigenschaften.

Zusätzlich bringt die THM ihre Expertise im Bereich Simulation als Service über die Arbeitspakete AP7 und AP8 in die Arbeitspakete AP1, AP3 und AP5 ein. Zum Ende des Projekts sollen Demonstratoren vorliegen, elche additiv hergestellt und vom Industriepat

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Das Ziel des Vorhabens ist es, neuartige Diagnosesysteme für die longitudinale Strahldiagnose zu entwickeln, deren Einsatzmöglichkeiten die Inbetriebnahme bestehender und zukünftiger Hadronenbeschleunigern wesentlich vereinfachen und einen optimalen Betrieb sicherstellen.

Im Vorhaben DIAGNOSE-PASST-THM wird ein neuartiger GHz–Diffraktionsstrahlungsmonitor basierend auf der Detektion von kohärenter Diffraktionsstrahlung im GHz-Bereich (GTR) für die zerstörungsfreie Messung des longitudinalen Strahlprofils für nicht relativistische Strahlen in Hadronen-Linacs erforscht. Die Messung des longitudinalen Phasenraums ist für Inbetriebnahme und Betrieb mehrerer bevorstehender Linacs, wie Beispielsweise das UNILAC-Upgrade, der pLINAC und der CW-LINAC (HELIAC), in der FAIRAnlage sowie für LHC von wesentlicher Bedeutung. Neuartige strahldynamische Konzepte wie KONUS, EQUUS und neue RFQ Designs erfordern eine deutliche Verbesserung der zeitlichen Auflösung der Längsdiagnostik. Das Vorhaben ist eingebettet in den Verbund DIAGNOSE. Im Programmbereich DIAGNOSE-PASST ermöglicht eine enge Kooperation mit THM neue Entwicklungen. Dabei werden schnelle Auslesesysteme vom KIT mit Detektorsystemen der THM kombiniert, um Strahldiagnose an den Großforschungsanlagen GSI und CERN durchzuführen. Darüber hinaus führen Vergleiche zwischen Messungen mit den Ladungsprofilmonitoren der THM und laserbasierten Diagnostik-Verfahren des KIT zu einer umfassenden Strahlanalyse. Neue Perspektiven in Richtung einer Kombination des Pick-Ups der Strahlung durch Methoden der THM und sehr sensitive Detektion mit elektro-optischen Methoden des KIT können sich dabei in Zukunft entwickeln. Durch die breiten Anwendungsmöglichkeiten der Methoden an den Großgeräten des GSI und des CERN bieten sich neue Nutzungsmöglichkeiten. Diese Synergie von Knowhow und Einrichtungen ermöglicht die schnelle und effiziente Verfeinerung neuer Methoden sowie Kombination von Techniken durch sofortige und umfangreiche Tests.

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Schutzhelme bestehen aus einer harten Außenschale, die den Kopf vor direkten Einwirkungen schützt, und einer weichen Innenschale, die den Aufprall dämpft. Sport- und Arbeitshelme sind meist Halbschalenhelme, die nur den oberen Teil des Kopfes umhüllen und durch Kinnriemen fixiert werden. Es fehlt ein Schutz der seitlichen Kopfpartien, der Helm sitzt oft nicht sehr fest, und das Schließen der Riemen ist umständlich. Diese Faktoren führen zu Sicherheitsproblemen für den Nutzer.

Ziel des Vorhabens ist ein innovativer Helmtyp nach biologischen Vorbildern, der die Sicherheitslücken behebt, dabei aber komfortabler und für die Einsatzbereiche Sport und Arbeit optimal anwendbar ist. Die Vorlage liefert der Insektenkopf, eine nach unten offene Kapsel, an der die beißenden Mundwerkzeuge (ein Paar Mandibeln) gelenkig aufgehängt sind. In Anlehnung daran wird ein Helm mit fester Oberschale und beweglich daran angebundenen, in sich festen Seitenteilen erstellt. Die Seitenteile schließen sich beim Aufsetzen durch einen Zugmechanismus, wie er sich im Fuß von Vögeln findet, automatisch unter dem Kinn. Nach Entriegelung öffnen sie sich automatisch durch elastische Elemente. Zur Dämpfung wird für die weiche Innenschale nach dem biologischen Vorbild Knorpel ein stabilisiertes Kollagen eingesetzt, und das Helmoberteil wird wie der Insektenkopf durch Einfaltungen (Sicken) in etwas gegeneinander bewegliche Teile gegliedert.

Zoologen der Senckenberg-Gesellschaft für Naturforschung, Ingenieure der Technischen Hochschule Mittelhessen und ein emeritierter Professor für Biomechanik arbeiten gemeinsam an der Entwicklung des neuartigen Helmtyps, unterstützt vom Industriepaten UVEX. Anstehende Aufgaben sind die Untersuchung einiger biologischer Vorbilder, die Auswahl und Optimierung von Materialien, die virtuelle Konstruktion von Helmvarianten, die Fertigung der Helmteile, das Prüfen und Optimieren der Konstruktionen durch Simulationen und die physische Testung der Bauteile und Helm-Prototypen.

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In den letzten Jahren sind Schadinsekten im Heidelbeeranbau zunehmend zu einem ernsthaften, ökonomischen Problem mit Millionenschäden für die Anbauer geworden. Oberirdisch schädigt besonders die sog. „Kirschessigfliege“ Drosophila suzukii, die ihre Eier in die reifen Früchte legt. Diese sind dann, gut vor chemischen Insektiziden geschützt, Brutstätte einer neuen Fliegengeneration und für den Handel unbrauchbar. Im Boden führen die Larven des gefurchten Dickmaulrüsslers und die sog. „Engerlinge“ durch ihren Fraß an den Wurzeln zum Absterben ganzer Heidelbeerreihen. Diese müssen dann kostenintensiv durch Jungpflanzen ersetzt werden, die zudem erst in 10 Jahren einen stabilen Ertrag liefern. Durch den Wegfall vieler chemischer Insektizide und den Wunsch des Marktes nach rückstandsfreier Ware verknappen sich die Kontrollmöglichkeiten der Insekten zusehends. Wirksame biologische Präparate sind in ihrer Anwendung oft unzuverlässig, teuer und zeitaufwendig. Kürzlich wurden neue Virenstämme spezifisch gegen D. suzukii isoliert, die eine Kontrolle aussichtsreich erscheinen lassen. Jedoch büßen die Viren unformuliert bereits nach kurzer Zeit ihre Wirksamkeit ein. Zudem bedarf es eines angepassten Applikationsverfahrens, um die Viren auf die Pflanzen aufzubringen und die Wirkung im Darm des Insektes gewährleisten zu können. Zur Bekämpfung des gefürchten Dickmaulrüsslers und von Engerlingen im Boden ist eine maßgeschneiderte Attract-and-Kill Strategie basierend auf einem neuartigen Granulat, erfolgsversprechend. Die Larven werden im Boden von einer geeignete Lockkomponente angelockt und dann durch eine Kill-Komponente, einem insektenpathogenen Pilz, sicher abgetötet. Daher ist das Gesamtziel des Projektes „HOPE“ der ober- und unterirdische Schutz von Heidelbeeren mittels einer effektiven Sprühapplikation basierend auf einer neuartigen Virusformulierung und einer innovativen Bodenformulierung basierend auf dem Attract-and-Kill Prinzip, mit einem Nutzpilz als Kill-Komponente.

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Temperaturüberlagerte Vibrationsprüfungen von Li-Ionen-Batterien können aktuell nicht angeboten werden, da die verfügbaren Lösungen zur Temperierung > 150 °C der Batterie während der Prüfung nicht mit den erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen kompatibel sind. Die am Markt verfügbaren Prüfeinrichtungen sind nicht für Batterien geeignet, da zur Realisierung des Prüfvorgehens eine Erweiterung auf erforderliche Sicherheitskonzepte notwendig ist. So muss die Evakuierung der Batterie im Explosionsfall durch den Crash schnell erfolgen. Daher wird im Projekt ein Prüfstand für die temperaturüberlagerte Vibrationsprüfung (Prüfmasse bis 750kg bei -70 bis + 180°C, mit beidseitig isolierter Plattform zwischen Shaker und Batterie), eine Havarieanlage (automatische Entfernung des Prüfgegenstands in < 20 Minuten) und ein geeignetes Sicherheitskonzept (Flutung des Brandes mit einem Volumenstrom von 167 l/s) entwickelt. Umsatzsteigerung werden deshalb folglich durch Zunahme der Anzahl beauftragter Prüfungen erwartet, da sich die fälligen Prüfkosten nach Zeitaufwand und Energieverbrauch richten. Der angezielte Markt umfasst die Nutz- und Kraftfahrtindustrie sowie die Mobiltelefonindustrie.

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Ziel des Vorhabens ist es, mehr Personal für eine Professur an der THM anzusprechen und zu akquirieren.
Dabei soll an verschiedenen Punkten auf dem Weg der Hochschulkarriere angesetzt werden. Es werden
durch spezifische Maßnahmen herausragende DoktorandInnen und Promovierte angesprochen und
unterstützt. Auch sollen neue Wege gegangen werden, um Professuren an der THM zu unterstützen und
dabei auch das Klima für ProfessorInnen und deren PartnerInnen an der THM zu begünstigen. Ein
grundlegendes Ziel ist es, die THM als Arbeitgeber für ProfessorInnen deutlicher zu bewerben und den
Karriereweg der THM-Professur hervorzuheben. Einen Schwerpunkt sieht die THM dabei in der Anwerbung
von Frauen, die gezielt angesprochen werden müssen.
Die konkreten Ziele des Vorhabens sind aus den Bedürfnissen entstanden, die die SWOT-Analyse im
Vorfeld dieser Antragstellung ergeben hat. Die genannten Aspekte der Stärken, Schwächen, Chancen und
Risiken bilden die Basis in der Entwicklung von Maßnahmen zur Förderung der Gewinnung und
Qualifizierung professoralen Personals.
Resümierend sind als strategische Handlungsfelder der THM die weitere Vernetzung innerhalb der Region,
die frühzeitige Identifizierung von High-Potentials, die gezielte Einbindung von KooperationspartnerInnen,
eine werbewirksamere Öffentlichkeitsarbeit in Bezug auf die HAW Professur und proaktivere Ansprache
von ProfessorInnen sowie Maßnahmen zur Erleichterung des Einstiegs für Neuberufene zu nennen.
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Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines einzelnen Sensors zur gleichzeitigen mikrowellenbasierten Messung von Materialdurchfluss und -feuchte in einem Heizungsförderrohr bei pneumatischer Pelletförderung. Die Materialkonzentration im Rohr soll dabei mit einer Genauigkeit von etwa 2 – 3 % vermessen werden und die Bestimmung der Feuchtigkeit eine absolute Genauigkeit von ± 0,5 % aufweisen. Die Materialgeschwindigkeit beträgt maximal 19 m/s und lässt sich mit dem neuartigen Produkt je nach Position im Rohr, auf wenige Prozent genau bestimmen. Innovativer Kern des Entwicklungsprojekts ist die erstmalige Kombination von Mikrowellen-Transmissionsmessung auf Basis eines resonannten Hohlleiters und eines mikrowellenbasierten CRLH-Sensors, um eine verlässliche Bestimmung von Durchfluss und Feuchte des Schüttguts zu ermöglichen. Der Sensor soll auch ohne Öffnung des Rohrsystems um das Förderohr installiert und mit dem Ofensystem verbunden werden. Dadurch ergeben sich bisher ungenutzte Möglichkeiten sowohl für die Verbrennungsregelung des Ofens als auch die Qualitätssicherung des Brennmaterials.

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Der steigende Anteil der erneuerbaren Energien im Gesamtenergiemix verlangt die Speicherung
temporärer oder lokal überschüssiger elektrische Energie. Neben der Batterietechnologie als Möglichkeit
der Speicherung bietet sich auch die elektroorganische Synthese als Technologie zur Speicherung und
direkten Nutzung an. Bei elektroorganischen Synthesen wird elektrische Energie in chemische Energie
umgewandelt und ermöglicht so deren sichere und handhabbare Speicherung sowie Verwendung für die
Synthese von Chemikalien. Bei der Nutzung von CO2 als Rohstoff für die elektrochemische Synthese ist
das Spektrum an möglichen Produkten jedoch sehr begrenzt. Zumeist können hier mit hoher Selektivität
und Elektroneneffizienz nur C1-Verbindungen erhalten werden. Die reine Biosynthese aus CO2 wiederum
ist auf eine externe Energiequelle (z.B. H2) angewiesen. Um eine wertschöpfende Synthese ausgehend
von CO2 zu ermöglichen, schlagen wir die Entwicklung eines beispielgebenden Verfahrens für die
gekoppelte elektrochemisch-mikrobielle Synthese vor. Dabei wird in einem ersten Schritt an einer
Gasdiffusionselektrode CO2 zu Formiat reduziert. Dieses Formiat wird anschließend bzw. in situ
biotechnologisch zu industriell relevanten Wertstoffen umgesetzt. Die Wertstoffe schließen dabei Methan,
PHB und Isopropanol oder Ectoin ein. Zur Erreichung der Ziele umfasst das Arbeitsprogramm in GAMES
insbesondere die Herstellung von verbesserten Gasdiffusionselektroden, die Entwicklung von Elektrolyse-
Zellen, die Erweiterung des Prozessfensters, Praxisevaluierungen und Modell-basierte Optimierungen.

>> Projektvorstellung

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Die moderne Laserbearbeitung und -messtechnik sind heute Querschnittstechnologien und das Rückgrat vieler industrieller Produktionsprozesse. Während die Laserquellen immer leistungsstärker werden, ist die Systemtechnik (z.B. Strahlablenkung) heute in zahlreichenden Applikationen limitierend. Genau hier setzt das Projekt an. Es soll eine innovative Lösung entwickelt werden, die 1-2 Größenordnungen höhere Bahngeschwindigkeiten als heute üblich ermöglicht. Der Ansatz basiert auf resonanten Scannern, welche durch eine innovative Freiformoptik passiv linearisiert werden. Hierdurch ist es, im Gegensatz zu früheren Ansätzen, möglich, konventionelle Lasersysteme einzusetzen. Bereits mit 1D Scannern können so Rolle-zu-Rolle Prozesse von schmalen Bandmaterialien entscheidend beschleunigt werden. Im Projekt sollen zudem zwei Scanner zu einem 2D Scanner kombiniert und passiv linearisiert werden. Die Scanner folgen dabei Lissajous-Figuren. Temperaturgradienten und mech. Spannungen werden so ebenso wie unnötige Totzeiten bei kleinen Flächen wirkungsvoll vermieden. An einem Applikationsbeispiel wird das Potential des Scanners demonstriert und die nötige Prozesstechnologie entwickelt und validiert

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Mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) wird für einen nennenswerten Anteil der durch Korrosion verursachten wirtschaftlichen Schäden verantwortlich gemacht. Daher kommt der Entwicklung von Verfahren zum Schutz vor Biokorrosion erhebliche Bedeutung zu.
Mikroorganismen (MO), die sich auf Materialoberflächen ansiedeln, umgeben sich häufig mit schützenden Biofilmen. Diese sind schwierig zu bekämpfen und führen oft zur Entwicklung von Resistenzen gegenüber eingesetzten Bioziden. Um MIC an Eisenwerkstoffen zu inhibieren und eine längerfristige Materiallebenszeit zu gewährleisten, soll in diesem Forschungsvorhaben ein umweltschonendes Verfahren entwickelt werden, welches die Anheftung und Biofilmbildung von korrosionsrelevanten MO mittels antimikrobieller Peptide (AMP) inhibiert.
Diese meist <30 Aminosäuren kurzen AMPs wirken vielfach sehr schnell und stark gegen MO, andererseits kommt es kaum zur Ausbildung von Resistenzen. Verbunden mit der Tatsache, dass AMPs biologisch abbaubar sind, macht es sie zu einer ökologisch und ökonomisch attraktiven Alternative zu klassischen Bioziden.
Der innovative Ansatz des Projekts besteht darin, die strukturelle Vielfalt der AMPs zu nutzen, um solche zu identifizieren, die speziell gegen Biokorrosion verursachende MO (z.B. Sulfat-reduzierende Bakterien) wirksam sind. Eine Eingrenzung aussichtsreicher Kandidatenmoleküle wird durch maschinelles Lernen erzielt. Nach der Identifizierung werden diese AMP synthetisiert und ihre Wirksamkeit in Bezug auf die Inhibierung von Biokorrosion auf Eisenwerkstoffen umfangreich getestet. Dazu werden die AMP sowohl direkt auf Metalloberflächen immobilisiert als auch in stabilisierten Peptidlösungen zur Unterdrückung der Biofilmbildung in geschlossenen Wasserkreisläufen eingesetzt.
Durch die Entwicklung einer neuen Korrosionsschutzmethode würde ein Markt bedient, welcher stark von kleinen und mittelständischen Unternehmen geprägt ist, die sich die hohen F&E-Kosten auf diesem Gebiet nicht leisten können.

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Das gut charakterisierte Gram-negative Bakterium Ralstonia eutropha
ist in der Lage, eine breite Palette von Kohlenstoffquellen heterotroph
zu nutzen, kann aber auch CO2 unter chemolithoautotrophen
Bedingungen verstoffwechseln. Es konnten mit gentechnischoptimierten
R. eutropha-Stämmen bereits verschiedene Chemikalien
und Biopolymere unter autotrophen Bedingungen auf CO2/H2/O2-
Basis produziert werden. Aufgrund seines flexiblen Stoffwechsels und
der zunehmenden Verfügbarkeit von genetischen Werkzeugen findet
R. eutropha daher ein zunehmendes Interesse für biotechnologische
Anwendungen. Allerdings sind das Up-Scaling und damit die
industrielle Nutzung des chemolithoautotrophen Stoffwechsels von R.
eutropha aufgrund der möglichen Bildung explosiver Gasgemische
(Knallgas) eingeschränkt und risikoreich. Darüber hinaus ist die
Effizienz der CO2-Fixierungs in Gegenwart von O2 aufgrund einer
Oxygenase-Nebenreaktion des CO2-Fixierungsenzyms RuBisCO
verringert. Diese Probleme könnten durch den Einsatz alternativer
Elektronenakzeptoren zur Elimination des O2 umgangen werden. In
diesem Antrag werden daher bioelektrochemische Systeme
hinsichtlich der Verwendung als terminaler, extrazellulärer
Elektronenakzeptor untersucht. Darüber hinaus wird die Reversibilität
neuartiger Elektronentransfersysteme hinsichtlich ihres Potenzials für
die Nutzung in kathodengesteuerten Elektrosyntheseverfahren
untersucht. In diesem Projekt wird die Expertise der
Lenz/Frielingsdorfer Gruppe (Mikrobiologie, Molekularbiologie und
Biochemie von R. eutropha) und der Holtmann-Gruppe (Biochemie
und Elektrochemie, elektrobiotechnologische Produktionsverfahren
mit R. eutropha) kombiniert, um den zellulären Redox-Stoffwechsel
von R. eutropha mit geeigneten Elektroden zu verbinden und eine
VORSCHAU - NOCH NICHT GESENDET
neuartige, sichere, vielseitige und hocheffiziente Produktionsplattform
aufzubauen.

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Naturstoffe aus der Klasse der Terpenoide werden bereits heute in einer Reihe verschiedener industrieller Anwendungen erfolgreich eingesetzt. Die Verfügbarkeit aus natürlichen Quellen ist allerdings limitiert, dem eine starke marktgetriebene Nachfrage nach natürlichen (nicht auf fossilen Quellen basierenden) Terpenoiden gegenübersteht. Dies führt zu einem Bedarf an kostengünstigen biologischen/ biotechnologischen Produktionssystemen, um diese Nachfrage zu befriedigen. Ziel des Projektes ProNecator ist es, die positiven Ergebnisse aus dem Projekt BioFlex in Richtung einer industriellen Anwendung weiterzuentwickeln. Das Vorgängerprojekt BioFlex zielte auf den Nachweis der Machbarkeit (proof-of-concept; TRL 3) und die Antragsteller konnten zeigen, dass C. necator ein geeigneter Stamm für die Produktion von Terpenoiden wie Humulen ist und ein hohes Potenzial für eine industrielle Nutzung mitbringt. Um Letzteres zu ermöglichen, soll in ProNecator der bestehende Stamm metabolisch so verändert werden, dass der MVA-Weg optimiert und ein Antibiotika-freies Kultivierungssystem entwickelt werden kann. Gleichzeitig wird die Robustheit des Stammes und des Kultivierungssystems untersucht.
Schließlich werden Produktaufreinigungs- und Scale-up-Konzepte sowie die Synthese von Produktproben bis zu 10 g Humulen adressiert. Humulen ist eine wichtige Aroma-Verbindung, das aber auch interessante pharmakologische Aktivitäten aufweist. Darüber hinaus soll C. necator als Plattform für die (zukünftige) Produktion weiterer wertvoller Terpenoide, wie z.B. Carotinoide oder deren Derivate sowie pharmakologisch wirksame zyklische Triterpene, etabliert werden. Im Erfolgsfall liegen bei Projektende Verfahren mit einem Technologiereifegrad von TRL 5-6 vor, die dann innerhalb von 2-5 Jahren in die industrielle Nutzung überführt werden können.

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Im Teilvorhaben werden Lösungsstrategien entwickelt, um eine hochbeschleunigte Bildgebung der
Magnetresonanztomographie (MRT) während einer robotisch assistierten Gelenkbewegung praxistauglich zu implementieren.
Mit gegenwärtig existierenden MR-Aufnahmetechniken verschmieren die MRT-Bilddaten, sobald sich der
Patient während der Aufnahme bewegt. Durch im Teilvorhaben speziell zu entwickelnde sogenannte MRT-Multikanal-Empfangsdetektoren kann mit geeigneten Bildrekonstruktionsalgorithmen eine enorme
Beschleunigung der MR-Datenakquisition erreicht werden. Durch geschickte Kombination einer
geschwindigkeitskontrollierten assistierten Bewegungsführung, z.B. des Fußgelenks, mit der beschleunigten Aufnahmetechnik, lassen sich Bilder erzeugen, die keine Verschmierungsartefakte mehr aufweisen. Dadurch entstehen erstmals sogenannte Real-Time- Aufnahmen (Videos) der Gelenke und der umliegenden anatomischen Strukturen mit einer hohen diagnostischen Abbildungsqualität. Die Implementierung der beschleunigten MR-Bildgebung mittels der Entwicklung innovativer MRT-Multikanal-Empfangsdetektoren stellt für dieses Teilvorhaben eine Schlüsseltechnologie dar.

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Raketen werden durch das Ausstoßen von heißen Treibstoffgasen beschleunigt. Auch alle geostationären Satelliten und die Mehrzahl der interplanetaren Sonden sind mit kleinen Rake-tentriebwerken zur Lageregelung und zur Ausführung orbitaler Manöver ausgerüstet. Die klei-nen Antriebe benötigen über ihre volle Lebenszeit eine beträchtliche Menge an Treibstoff, die signifikant zur Gesamtmasse des Satelliten beiträgt. Der einzige Weg diese zu reduzieren, liegt in der Erhöhung der Strahlgeschwindigkeit. Die auf chemischer Verbrennung basierenden Antriebe haben die technisch und physikalisch möglichen Grenzen erreicht. Statt chemischer können jedoch Triebwerke mit elektrischer Schuberzeugung verwendet werden. Sie arbeiten ebenfalls nach dem Rückstoßprinzip. Allerdings nutzen sie elektrische Energie zur Beschleunigung des ionisierten Treibstoffs. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens SIMKORF ist es, ein an der THM konzipiertes und entwickeltes Simulationsprogramm so weiterzuentwickeln, dass es als entwicklungsbegleitendes Werkzeug für Entwurf und Weiterentwicklung derartiger Ionentriebwerke
verwendet werden kann.

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Im deutschsprachigen Raum sind ~7.500 OP-Räume mit höchsten Anforderungen an Reinraum-Lüftungstechnik und optimale Ausleuchtung der Wunde installiert. Im Stand der Technik behindern sich beide Aufgabenstellungen jedoch: Sterilfiltrierte Zuluft aus der OP-Decke strömt über Laminarisatoren turbulenzarm in den OP. Unter den Laminarisatoren be-finden sich großflächige OP-Leuchten an Kardanik-Schwenkgestellen (~50 kg), die häufig manuell umpositioniert werden müssen. Diese induzieren gesundheits-beeinträchtigende Turbulenzen, die Kardanik entwickelt im Betriebsverlauf mechanische Widerstände gegen die exakte Einstellbarkeit und die Leuchten erfordern eine Desinfektion nach jeder OP. Auf Basis von zwei EU-Patenten ist geplant, die Kardanik-Leuchten vollständig zu ersetzen durch A) im Laminarisator integrierter „opto-mechatronisch frei positionierbarer Deckenleuchten“ in Kombination mit B) steriler Glasfaser-Beleuchtung im Wundgebiet (2. Projekt). Dadurch entfallen zeitaufwändige manuelle Nachjustierungen, die Desinfektion der OP-Leuchten sowie Zugluftbelastungen.

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Die Computer-basierte Modellierung ist ein wichtiger Bestandteil zur Verbesserung des Verständnisses von strukturellen und physiologischen Aspekten der Atemfunktion. Für Erwachsenen wurden bereits verschiedene Modelle erstellt anhand derer die Lunge z.B. im gesunden Zustand bzw. unter pathophysiologischen Ereignissen wie z.B. Asthma, untersucht werden konnten. Da sich jedoch die Struktur und Physiologie der Lunge des Neugeborenen/Frühgeborenen bzw. die Ursachen und Pathophysiologie akuter pulmonaler Dysfunktionen bei dieser Gruppe erheblich von denen erwachsener Patienten unterscheiden, können die klinisch-physiologischen Wirkungsweisen nicht auf diese Zielgruppe übertragen werden.

Das Verbundprojekt verfolgt das Ziel der Etablierung eines neuen, auf die spezifischen Bedürfnisse von Neonaten abgestimmten Beatmungsgerätes mit der Technik der JET-Ventilation in Kombination mit einer automatisierten Beatmungssteuerung. Hierfür wird in diesem Teilprojekt eine computergestützte Simulation der Lungenfunktion bei Neonaten und ein entsprechendes additiv gefertigtes 3D-Lungenmodell zur Verifikation und Optimierung der Methode etabliert. Anhand dieser Modelle sollen Simulationen durchgeführt und damit die Bestimmung der Einstellgrößen für den Micro-JET-N speziell für die Behandlung des MAS d.h. für den effektiven Abtransport von Mekonium unter gleichzeitiger optimaler Belüftung der Lunge erreicht werden. Zudem wird unter Verwendung von innovativen Analyseverfahren des Data-Minings, ein Konzept zur Therapieüberwachung und dem Risikomanagement erarbeitet.

Da es derzeit keine Modelle gibt, die den Einfluss der JET-Ventilation auf MAS bei Neugeborenen/Frühgeborenen abbilden, haben diese Modelle ein sehr großes innovatives Potential zur Untersuchung dieser Fragestellung, aber auch generell zur Untersuchung verschiedener Ursachen und Pathophysiologien akuter pulmonaler Dysfunktionen.

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Im Rahmen der geplanten Entwicklung wird ein magnetischer Manipulator zur Kontrolle der Bewegung magnetischer (super-paramagnetischer oder ferromagnetischer) Partikel in biologischen Medien (von der Pufferlösung bis hin zu Organnachbildungen) für Laborversuche entwickelt. Mit Hilfe des Systems soll die Kraft auf die Partikel innerhalb der Probe gleichmäßig wirken und in zwei Raumdimensionen frei eingestellt werden können. Die Bewegung der Partikel ist dabei über die Integration in Mikroskope optisch verfolgbar. Mit dem System soll die Freigabe von Wirkstoffen, das Einbringen von genetischen Materialien in Zellen sowie die Separation von bestimmten Zellen zielgerichtet ermöglicht werden. Die Entwicklung soll dabei ein leicht integrierbares und einfach zu handhabendes System sein, das eine möglichst hohe Vergleichbarkeit der Forschungsergebnisse aus verschiedenen Laboren ermöglicht.

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Das Ziel des Modellvorhabens ist, Fälle von vorzeitiger und krankheitsbedingter Erwerbsminderung zu verhindern. Dieses Outcome ist jedoch im geplanten Förderzeitraum nicht zu realisieren, da die Anzahl der Patienten, die das Outcome innerhalb des Förderzeitraums erreichen würden, zu gering ist. Geeignete Surrogatparameter zur Vorhersage von Beeinträchtigungen der Arbeitsfähigkeit bei einer vergleichbaren Zielgruppe wurden in einem Cochrane-Review zum Thema zusammengefasst.8 Basierend auf diesen Analysen und im Hinblick auf eine Vergleichbarkeit der Daten wurden für die vorliegende Studie die kumulierten Arbeitsunfähigkeitszeiten im Follow-up gewählt. Die primäre Zielgröße des hiesigen Modellvorhabens liegt somit in den kumulativen Arbeitsunfähigkeitszeiten eines Jahres gemessen ab 3 Monate nach dem Zeitpunkt des SMK. Die Arbeitsunfähigkeitszeiten werden durch eine Anfrage bei der entsprechenden Krankenkasse erfasst. Ein Einverständnis des Patienten zu dieser Abfrage muss vorliegen. Die Mitarbeit der Krankenkassen ist gesichert.

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Zur Herstellung von Biopharmazeutika werden prozessspezifische Kontrollstrategien genutzt, um eine hohe Kosteneffizienz verbunden mit einer hohen Produktqualität zu erzielen. Die Bestimmung der kritischen Qualitätskritierien des Produktes und die Charakterisierung des Prozesses generieren Prozessverständnis. Dies erlaubt die Ermittlung von kritischen Prozessparametern inklusive ihrer Grenzwerte. Dies ist die Basis einer engmaschigen Überwachung der Produktionsprozesse, was im Hinblick auf die umfassenden Regularien der guten Herstellungspraxis und die Zulassung des Produktes relevant ist. Industrielle Zellkulturprozesse werden zunehmend in Einweg-Reaktoren durchgeführt, daher soll zur Überwachung und Steuerung von Zellkulturprozessen ein optischer Rückstreusensor mit innovativer Kugellinse zur Integration in Einweg-Kultivierungsbeutel entwickelt werden. Dieser neuartige Einweg-Rückstreusensor erfasst das Zellwachstum online, wodurch dieser kritische Prozessparameter bei der Entwicklung von zwei innovativen Zellkulturprozessen (AMP bzw. VLP-Produktion) überwacht und gesteuert werden soll. Die Prozessentwicklung erfolgt dabei basierend auf dem quality-by-design Ansatz.

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Raketen werden durch das Ausstoßen von heißen Treibstoffgasen beschleunigt. Auch alle geostationären Satelliten und die Mehrzahl der interplanetaren Sonden sind mit kleinen Raketentriebwerken zur Lageregelung und zur Ausführung orbitaler Manöver ausgerüstet. Die kleinen Antriebe benötigen über ihre volle Lebenszeit eine beträchtliche Menge an Treibstoff, die signifikant zur Gesamtmasse des Satelliten beiträgt. Der einzige Weg diese zu reduzieren, liegt in der Erhöhung der Strahlgeschwindigkeit. Die auf chemischer Verbrennung basierenden Antriebe haben die technisch und physikalisch möglichen Grenzen erreicht. Statt chemischer können jedoch Triebwerke mit elektrischer Schuberzeugung verwendet werden. Sie arbeiten ebenfalls nach dem Rückstoßprinzip. Allerdings nutzen sie elektrische Energie zur Beschleunigung des Treibstoffs.

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Übergeordnete Zielsetzung des FuEuI-Projektes ist der anwendungsorientierte Einsatz des additiven Fertigungsverfahrens Metall-Laserstrahlschmelzen (SLM) zur Herstellung von tragenden Leichtbau-Strukturen im Automobil. Durch die Verwendung topologie- und funktionsoptimierter Strukturbauteile werden neue Fahrzeugtechnologien und Mobilitätskonzepte ermöglicht.

Die additive Fertigung gilt als ideale Fertigungstechnologie für die Industrie 4.0. Der Prozess ist durch seine Digitalisierung flexibel einstellbar, schnell variierbar und materialeffizient. Die nahezu unbegrenzte Gestaltungsfreiheit lässt sich unmittelbar für den Leichtbau nutzen, z.B. um das hohe, zusätzliche Batteriegewicht bei Elektrofahrzeugen oder auch die zusätzlichen Massen der ständig wachsenden Anzahl an Elektronikkomponenten für Sicherheit und Komfort im Fahrzeug zu kompensieren. Dadurch kann ein maßgeblicher Beitrag zu einer emissionsarmen und ressourcenschonenden Mobilität geleistet werden.

Folgende Teilziele ergeben sich direkt aus den bekannten aktuellen Herausforderungen des SLMVerfahrens: Weiterentwicklung für und Übertragung der SLM-Technologie in den Automobilbau. Schnellere und effizientere Fertigung durch angepasste Belichtungsstrategien reduzieren die Bauzeiten und senken die Fertigungskosten. Gleichzeitig muss gewährleistet sein, dass sich Bauteile in reproduzierbarer Qualität
fertigen lassen. Damit verbunden ist die Vorbereitung der additiven Fertigung für die Serienproduktion.

Hierzu soll eine Modifizierung des SLM-Fertigungsverfahrens vorgenommen werden, um über die Belichtungs- bzw. Aufbaustrategie gezielte Anpassungen der lokalen Werkstoffeigenschaften an die Belastungsanforderungen insbesondere in hochbeanspruchten Bauteilbereichen vorzunehmen. Die additive Fertigung bietet die besondere Möglichkeit, in Bauteilen gradierte Werkstoffeigenschaften einzustellen und ist dadurch ein Schlüssel zur Umsetzung neuer, intelligenter Mobilitätskonzepte wie alternativ angetriebener Fahrzeuge.

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Ziel ist die Entwicklung eines hochpräzisen Messgeräts zur Vermessung von optischen Oberflächen und optischen Systemen. Heute können solche Messungen z.B. mit einem Shack Hartmann Sensor (SHS) durchgeführt werden. Diese Sensoren habe aber einige Einschränkungen: So beanstanden die Nutzer vor allem die eingeschränkte Auflösung von nur einigen 100 Messpunkten, die durch das eingesetzte Mikrolinsenarray (MLA) vorgegeben ist. Die Größe des MLA beschränkt die Größe der messbaren Optiken. Das MLA und das Messgerät bilden eine Einheit, die regelmäßig aufwändig kalibriert werden muss. Das neu zu entwickelnde DHS Messgerät behebt die zuvor genannten Ein-schränkungen, da aufgrund des neuen Messprinzips auf das MLA verzichtet werden kann. Weiterhin besitzt es eine integrierte Referenz, wodurch der Kalibrieraufwand deutlich reduziert wird. Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass der Sensor präziser und in einem größeren dynamischen Bereich arbeitet. DHS-Messgerät und Messprinzip wurden vom Verbundpartner DIOPTIC zum Patent angemeldet.

Aufgrund der Neuheit des Messverfahrens gibt es noch kein mathematisches Modell bzw. eine theoretische Analyse des Verfahrens. Um aber das DHS-Messverfahren zu optimieren und seine physikalischen Grenzen zu ermitteln, benötigt man ein numerisches Modell. Daher ist es das Ziel des hier beantragten Teilvorhabens, ein mathematisch-physikalisches Modell zu entwickeln. Das Modell soll das neue DHS Messgerät umfassend beschreiben. Aufbauend auf dem Modell können die optischen Eigenschaften des DHS Messgerätes simuliert und im Rahmen des Vorhabens verifiziert werden. Das Modell ist zudem Grundlage für das Optimieren technischer Parameter wie z.B. Messgenauigkeit, dynamischer Bereich, Substratabstände oder Apertur-Formen. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen soll das DHS-System optimiert werden.

Ein numerisches Modell des DHS-Verfahrens ist bisher nicht verfügbar und zwingende Voraussetzung, um die technischen Parameter des Systems zu optimieren.

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Zielsetzung des Projekts DIGIMARI – "Digital Manufacturing Research Initiative" – ist es, unser Forschungsnetzwerk Mittelhessen in Japan zu vermarkten, um Kooperationsprojekte auf dem Gebiet der Digitalisierung kleiner und mittelgroßer Produktionsunternehmen einzuwerben. Unser Forschungsnetzwerk besteht u. a. aus Vertretern der Technischen Hochschule Mittelhessen sowie der Universitäten Gießen und Marburg (gemeinsam: Forschungscampus Mittelhessen), dem Unternehmensverbund Smart Electronic Factory e. V. sowie dem Regionalmanagement Mittelhessen.
Primäre Zielregion ist die sog. Kansai-Region, vereinfachend das Gebiet um die Städte Kyoto, Osaka und Kobe. Diese Region kann als das "industrielle Herz Japans" bezeichnet werden, da sie neben einigen bedeutenden Großunternehmen auch viele kleine und mittlere Unternehmen des produzierenden Gewerbes beheimatet. Weiterhin sind dort viele namhafte Forschungs- und Bildungseinrichtungen ansässig. Diese bilden die beiden Zielgruppen unseres Projekts. Es wird ein Projektmanagement-Büro eingerichtet, das als zentrale Anlaufstelle (Service Desk) fungiert und sämtliche Aktivitäten des Projekts koordiniert. Konkret geplante Marketingmaßnahmen beinhalten neben der Direktansprache potenzieller Kooperationspartner insbesondere die Etablierung reichweitenstarker Online-Kanäle (Website und Social Media) sowie zwei Delegationsreisen in die Zielregion.

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Ziel des Projekts ist die Fortführung der in Phase 1 des DFGSchwerpunktprogramms FFlexCom begonnenen Arbeiten. Auch in Phase 2 zielt das Projekt auf die Analyse, Verbesserung und Stabilisierung organischer Dünnschicht-Transistoren (OTFT) für Low-Voltage-Anwendungen ab, sowie auf den Entwurf und die Herstellung grundlegender Funktionsblöcke für autarke Schaltkreise. Die Arbeiten beinhalten weiterhin die Entwicklung von Multi-Band-Audio-Frequenzweichen, Verstärkern, Filtern und Spannungsreglern mit drahtloser Energieversorgung für die Vision eines OTFT-basierten Cochlea-Implantats. Phase 1 des Projekts konzentrierte sich auf die Entwicklung von Komponenten zur Signalübertragung von einer externen Quelle in ein biologisches System. In Phase 2 soll der Schwerpunkt auf der umgekehrten Übertragungsrichtung liegen; biologische Signale sollen zu einer externen Einheit gesendet werden. Mögliche Anwendungsszenarien sind beispielweise Schweißsensoren, Lymph-Sensoren, Einweg-Elektrokardiogramm (EKG) Systeme. Alle diese Systeme erfordern ähnliche Schaltungsblöcke, jedoch mit unterschiedlichen Sensorkonzepten.

Aus Kombination der Arbeiten aus den Phasen 1 und 2 ergibt sich damit die Grundlage für ein bidirektionales biomedizinisches Interface zur Realisierung rückgekoppelter Systeme, welche in einer Low-Cost-Technologie auf Basis organischer Halbleiter hergestellt werden können. Das Projekt zielt nicht nur auf die Realisierung eines einzelnen Funktionsmusters ab, sondern auf die Herstellung einer Kleinserie von Schaltkreisen mit definierter Ausbeute und verlässlichen Spezifikation. Neben zuverlässigen Bauelementen sind hierfür im Entwurfsprozess auch Transistormodelle mit hoher Genauigkeit notwendig. Schwerpunkte im Projekt sind daher die Verbesserung der OTFT-Technologie, die Entwicklung strukturnaher und frequenzabhängiger Transistormodelle, sowie die Abbildung von Entwurfsregeln bzw. die Implementierung von Kompaktmodellen in Standard-Entwurfstools für das Schaltungsdesign. Hiermit soll die Grundlage für den Entwurf zuverlässiger Systeme für biomedizinische Sensorsysteme auf Basis organischer TFTs geschaffen werden.

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Für Säuglinge und Kinder unter fünf Jahren steht derzeit keine objektive Möglichkeit zur Erfassung einer
respiratorischen Beeinträchtigung zur Verfügung. Mit dem Quietam Nox System wird ein Verfahren
etabliert, welches über kontaktlose audio-visuelle Sensoren, die Körpertemperatur, Körperbewegung sowie
die Atemfrequenz und Atemgeräusche erfasst, klassifiziert und in einem integrativen Ansatz basierend auf
innovativen Methoden, automatisiert, auf krankheitsrelevante Muster untersucht. Über einen integrierten
Elternmonitor erhalten Eltern und Ärzte eine Ergebnisdarstellung (Tage, Wochen, Monate), die den
Langzeitverlauf dokumentiert und damit Trendverläufe sichtbar macht. Eine App ergänzt das System,
indem es über elektronische Fragebögen (Quality of Life) eine tägliche standardisierte Erhebung des
Gesundheitszustandes des Kindes durch die Eltern ermöglicht, Ergebnisse darstellt und die Eltern bei
Auftreten von kritischen Atemereignissen benachrichtigt.
Im Rahmen dieses Teilprojektes werden folgende Komponenten erforscht und entwickelt:
• Algorithmen zur Analyse und Interpretation von Videoaufzeichnungen hinsichtlich der Erfassung
von Atem- und Körperbewegungen bzw. Körpertemperatur
• Erweiterte diskriminative Merkmalsextraktion mittels Algorithmen des Data-Mining und
maschinellen Lernens
• Elternmonitors zur Visualisierung der respiratorischen Ereignisse
• Datenbankserver zur nachhaltigen und sicheren Speicherung von großen Datensätzen
• Entwicklung von innovativen Maßnahmen zum Datenschutz und zur Datensicherheit

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Technische und wirtschaftliche Optimierung der kommunalen, leitungsgebundenen Energieversorgungs-
Infrastruktur unter dem Einfluss der deutschen Energiewende und unter Berücksichtigung des technischen
und wirtschaftlichen Potenzials der Kopplung von Energiesektoren und Smart Grid Technologien

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Big Data und E-Health gewinnen eine immer größere Bedeutung in der Patientenversorgung. Die großen Datenmengen können für wissenschaftliche Forschung und Versorgungsforschung, aber auch für die Verbesserung individueller Versorgung genutzt werden. Das Patientenregister mit Daten von Kindern und Jugendlichen mit chronisch entzündlicher Darmerkrankung, kurz CEDATA-GPGE ist eins der weltweit größten Patientenregister mit wichtigen Informationen zu Krankheitspräsentation, Behandlung und Verlauf. Auf seiner Grundlage sollen neue Technologien und innovative Ansätze genutzt werden, um die Versorgung von Kindern und Jugendlichen mit CED zu verbessern und bestehende Versorgungslücken zu schließen.

In dem Projekt CED-KQN soll das Patientenregister weiter ausgebaut werden. So werden registerbasierte Algorithmen zur klinischen Entscheidungsunterstützung entwickelt, und die zugrunde liegende Informationstechnologie für das Patientenregister angepasst, damit der Übergang in die Erwachsenenmedizin erfolgreich gelingt (Transition). Langfristiges Ziel ist es, die Versorgung durch die bereitstehenden Daten zu verbessern. Die entwickelten Verbesserungstechniken werden im Rahmen einer clusterrandomisierten Studie evaluiert. Dafür werden die im Projekt teilnehmende Ärztinnen und Ärzte in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe erhält Informationen zu möglichen Versorgungsdefiziten, die andere Kontrollgruppe erhält diese Daten nicht. Nach 6 Monaten werden die Registerdaten beider Gruppen verglichen, um die verbleibenden Versorgungsdefizite zu identifizieren. Das Projekt wird für drei Jahre mit insgesamt ca. 1,3 Millionen Euro gefördert

Im Erfolgsfall ist eine Übertragung der Ergebnisse auf andere chronische Erkrankungen im Kindesalter möglich.

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Durch eine evidenzbasierte Entwicklung und exemplarische Implementierung geeigneter Interventionen sollen medizinisch-pflegerisch nicht indizierte Verlegungen Sterbender in andere Versorgungsettings signifikant reduziert und damit die Versorgungsqualität in der letzten Lebensphase deutlich verbessert werden. Dies impliziert positive Auswirkungen auf das Patientenwohl bzw. die erreichte Versorgungsqualität Sterbender (a), die psychosoziale Belastung deren Familie und der versorgenden Helfer (b) und auf die entstehenden Kosten (c). Durch die Handreichungen für die Versorgungspraxis, vertragsrechtliche Umsetzungsvorschläge und technologische Plattform (IuK-Lösung) ist es möglich, die Projektergebnisse zu sichern und bundesweit zu transferieren (d).

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Das Projekt soll den Beginn einer langfristigen Zusammenarbeit zwischen dem Zentrum für Energietechnik
und Energiemanagement (etem.THM) der Technischen Hochschule Mittelhessen und dem
Forschungszentrum CETER der Technischen Universität (CUJAE) in Havanna ermöglichen. Im Rahmen
erster Treffen in Kuba und Deutschland konnten viele gemeinsame Bereiche wissenschaftlicher Aktivitäten
identifiziert werden. Das betrifft vor allem den Bereich der Bioökonomie. Hier forcieren beide Seiten den
Ausbau der Nutzung biogener Ressourcen, die nicht in Konkurrenz zu Nahrungsmitteln stehen. Im Rahmen
des vorliegenden Projektantrags soll eine internationale Zusammenarbeit gestartet werden. Durch die
internationale Tätigkeit zwischen den Institutionen soll das wissenschaftliche Profil geschärft und die
persönlichen Kompetenzen und Entwicklungsmöglichkeiten der beteiligten Projektmitarbeiter gefördert
werden.
Das Projekt Bio-ReSCu soll den Start für eine langfristige Zusammenarbeit auf dem Gebiet der
Biomasseforschung ermöglichen. Darüber hinaus soll das Projekt ein Ausgangspunkt für eine langfristige
Forschungskooperation zur Durchführung gemeinsamer nachfolgender Drittmittelprojekte sein.
Das geplante Projekt soll im Bereich der Bioökonomie einen Beitrag für Kuba und die kubanische
Landwirtschaft leisten. Einerseits kann das Projekt wirtschaftliche Potentiale für neue Verwertungswege
von Biomasse und biogenen Reststoffen aufzeigen. Anderseits kann durch die Umsetzung von
aufgezeigten Verwertungsstrategien eine problematische Verbuschung von landwirtschaftlichen Flächen
durch „Dichrostachys cinerea“ (den sogenannten Farbkätzchenstrauch) reduziert werden. Letzteres ist
besonders für die kubanische Landwirtschaft eine große Hilfestellung. Auf dem

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MIRACUM vereint zehn Universitätsklinika, zwei Hochschulen und einen Industriepartner aus sieben deutschen Bundesländern.
Ziel ist es, klinische Daten, Bilddaten und Daten aus molekularen/genomischen Untersuchungen sowohl standortbezogen als auch standortübergreifend über modular aufgebaute, skalierbare und föderierte Datenintegrationszentren für innovative Forschungsprojekte nutzbar zu machen.
Neben der, mit solchen Datenintegrationszentren grundsätzlichen, Möglichkeit der Durchführung von Machbarkeitsstudien, Beobachtungsstudien und der Untersuchung von „Real World Pathways“ in großem Maßstab, wird MIRACUM die Rekrutierung von Patienten für klinische Studien, die Entwicklung von Prädiktionsmodellen und die Präzisionsmedizin unterstützen.
Zudem soll ein gemeinsames, standortübergreifendes Masterstudium zu „Biomedical Informatics und Medical Data Science“ aufgebaut werden.
Das Projekt wird für vier Jahre mit insgesamt ca. 32,1 Millionen Euro gefördert

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Herz-Kreislauf-Krankheiten sind für die meisten Sterbefälle in der westlichen Welt verantwortlich. Neben krankhaften arteriosklerotischen Verengungen (Stenosen) sind Aussackungen (Aneurysmen) der Blutgefäße die wesentlichen krankhaften Ursachen. Besonders Aneurysmen in der abdominalen (abdominelles Aortenaneurysma, AAA) bzw. thorakalen Aorta (thorakales Aortenaneurysma, TAA) sind ein unterschätztes Problem. Der Grund: Untersuchungen mit dem bisherigen Goldstandard, der Computertomographie sind teuer, begrenzt verfügbar, bedeuten eine wesentliche Strahlenbelastung für den Patienten und werden nur von erfahrenen Spezialisten in akuten Verdachtsfällen eingesetzt. Die Dopplersonografie kann zwar im Bereich der abdominellen Aorta eingesetzt werden, die thorakale Aorta ist sonographisch nur sehr unzureichend und unzuverlässig diagnostizierbar. Aus klinischer Sicht fehlt ein breit verfügbares diagnostisches Mittel zum Screening auf Aortenaneurysmen. Ohne Vorsorgeuntersuchung bleiben diese Erkrankungen aufgrund des asymptomatischen Krankheitsverlaufs meist unbemerkt und werden nur zufällig entdeckt. Symptomatisch werden aortale Aneurysmen erst im Komplikationsstadium, nämlich durch Ruptur oder Dissektion. Bei der Ruptur droht das Verbluten des Patienten, bei der Dissektion drohen Herzinfarkt- und kariogener Schock, Schlaganfall, Nierenversagen sowie andere Formen des Organversagens und letztlich auch das Versterben des Patienten. Die Mortalitätsrate für rupturierte Aortenaneurysmen liegt auf Platz 13 der US-Todesursachen, eine frühzeitige Checkup- Diagnostik könnte das Risiko in den folgenden fünf Jahren um 55% senken [1].

Die Arbeitsgruppe im Labor für Biosignalverarbeitung entwickelt ein datenbasiertes Analyseverfahren zur einfachen und kostengünstigen Frühdiagnostik, das für den breiten und regelmäßigen Einsatz geeignet ist. Im Vorhaben werden die wissenschaftlichen Grundlagen eines informationsbasierten Therapieunterstützungssystems zur nicht-invasiven Diagnose von Aorteneneurysmen erforscht und erstmals an klinischen Patientendaten in einem Proof-of-Concept (PoC) evaluiert. Mittels eines Expertensystems sollen dabei algorithmisch Verdachtsmomente generiert werden, worauf der behandelnde Arzt gezielt eine bildgebende Folgeuntersuchung einleiten kann. Die darauf aufbauende Technologie ist damit unabhängig von der Erfahrung des behandelnden Arztes und kann in jeder (Haus)- Arztpraxis zur Frühdiagnostik eingesetzt werden. Der medizinischen Grundversorgung wird damit eine effiziente Screening-Methode als Kombination aus Produkt und Dienstleistung (ähnlich einer Blutanalyse) angeboten. Mittel- bis langfristig besteht das Ziel das Verfahren in den Katalog der Krankenkassen-Leistungen zu integrieren.

Die bisherigen, auf Simulationsdaten basierenden, Ergebnisse aus einem gegenwärtig laufenden BMBF IngenieurNachwuchs Projekt sollen im Förderzeitraum an klinischen Daten von gesunden Probanden und an AAA/TAA erkrankten Patienten überprüft werden. Der Fokus der beantragten Förderung liegt primär auf der Entwicklung eines Expertensystems auf Humandaten und der Durchführung des Proof-of-Concepts (PoC) für die Diagnosestellung AAA/TAA. Die erstmalige Überführung des neuen Ansatzes auf klinische Daten ist wissenschaftlich anspruchsvoll und birgt eine Reihe von Risiken da die Qualität und Streuung der Daten im Vorfeld nicht bekannt ist. Zur Durchführung des Vorhabens ist Forschungsarbeit im Bereich der statistischen Analyse der Signale, Signalvorverarbeitung und bezüglich einer geeigneten Algorithmik zur Klassifikation notwendig. Im weiteren Verlauf müssen neue Methoden zur kontinuierlichen Datenintegration in das Expertensystem entwickelt werden.

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Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 ist gekennzeichnet durch eine starke Individualisierung der Produkte unter den Bedingungen einer hoch flexibilisierten (Großserien-) Produktion. Kunden und Produkthersteller werden zunehmend mit hochwertigen Dienstleitungen verbunden. Hierfür sind Innovationen im IKT-Bereich unerlässlich. Durch F&E im Bereich von Elektroniksystemen sind Technologien zu schaffen, welche eine extrem kostengünstige Vernetzung von Produkten der Konsumgüterindustrie (IoT – „Internet of Things“) ermöglichen. Hierzu sind laut den Förderzielen des BMBF neuartige Ansätze für elektronische Systeme zu unterstützen, z. B. in Form einer organischen Elektronik. Diese Systeme lassen eine im Vergleich zur klassischen Silizium-Technologie weitaus kostengünstigere Herstellung mikroelektronischer Systeme erwarten, da eine Produktion mit Verfahren der Druckindustrie angestrebt wird. In Kombination z. B. mit der OLED-Technologie ließe sich so ein System schaffen, welches für low-cost Produkte eine Benutzerschnittstelle in Form eines Displays und über eine RF-Schnittstelle eine Einbindung in eine digitale Kommunikation bis hin zum Hersteller ermöglicht. Die Möglichkeiten reichen vom Bereich der Logistik und dem Handel (bspw. Warnanzeige bei Unterbrechung von Kühlkette im Transport von Nahrungsmitteln direkt auf Produktverpackung) bis hin zu einer Kommunikation zwischen Endverbraucher und Dienstleistern während des gesamten Produktlebenszyklus.

Der Markt der gedruckten Elektronik (TOLAE: thin, organic and large area electronics) erwartet enorme Zuwachsraten [1]. Für die gestellten Anforderungen ist allerdings ein beträchtlicher Fortschritt der Technologie notwendig. Das Problem der nur geringen Mobilität der Ladungsträger in organischen Halbleitern verlangt für ausreichenden Einschaltstrom und auch für Hochfrequenzanwendungen im MHz-Bereich eine drastische Reduktion der Kanallänge. Der Schaltungsentwurf findet zurzeit typischerweise direkt bei den Anbietern der Technologie statt. Zur Entwicklung komplexer Schaltkreise ist allerdings dringend ein Übergang des Schaltungsentwurfs in eine übergreifende Design-Community, von Technologieunternehmen bis hin zu Anbietern von IP für Systemkomponenten, notwendig. Voraussetzung dafür sind standardisierte Kompaktmodelle für OFETs. Diese erlauben in Netzwerksimulatoren eine Analyse auch komplexer Schaltungen in vertretbarer Rechenzeit. Die Forderung nach numerischer Effizienz verlangt eine gründliche Untersuchung, welche physikalischen Effekte zur Modellbildung berücksichtigt werden müssen und welche dagegen vernachlässigt werden können. Diese Kompaktmodelle sind in Standard-Tools für das Schaltungsdesign zu implementieren, um damit einen übergreifenden Entwurfszyklus wie heute in der Standard-Silizium-Technologie zu ermöglichen.

Im beantragten Projekt sollen Kompaktmodelle für OFETs entwickelt werden, welche eine Beschreibung für Kurzkanalbauelemente bis in den MHz-Bereich erlauben. Damit wird der Entwurfsprozess organischer Elektronik unterstützt und werden die Voraussetzungen für das Design von kostengünstigen Schaltkreisen für die eingangs erwähnten Anwendungen zur mobilen Kommunikation einzelner Komponenten im Sinne von „Industrie 4.0“ geschaffen.