11. LOEWE-Förderstaffel

Projektpartner

Technische Universität Darmstadt

Landesförderung

2019 bis 2022: ca. 4,7 Millionen Euro

Worum geht es?

Wie kann man die Eigenschaften von Funktionsmaterialien über deren elektronische Struktur einstellen?

Im Projekt FLAME werden antiferroelektrische Materialien für Isolatoren und Kondensatoren mit hoher Energie- und Leistungsdichte entwickelt. Diese ermöglichen eine effizientere Wandlung und Übertragung elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen und in der Elektromobilität.

Der auf andere Materialien und Anwendungsbereiche übertragbare Forschungsansatz basiert darauf, optimierte elektronische Strukturen einzustellen (Fermi Level Engineering), die mit Computersimulationen vorhergesagt und experimentell realisiert werden. Dadurch wird eine zielgenaue Einstellung der Eigenschaften bei verkürzten Entwicklungszeiten möglich.

Projektpartner

Philipps-Universität Marburg (Federführung), Justus-Liebig-Universität Gießen

Landesförderung

2019 bis 2022: ca. 4,2 Millionen Euro

Worum geht es?

Wie lassen sich digital gespeicherte Informationen langfristig und ohne Datenverlust für die Zukunft archivieren?

Das Forschungsvorhaben soll neue Lösungsansätze zur Langzeitspeicherung von Informationen in molekularbiologischen und chemischen Systemen erforschen. Damit würde es das Problem des „Digital Dark Age“ lösen, also die Gefahr, dass in der Zukunft Datenträger von heute nicht mehr gelesen werden können.

Neben der technischen Realisierung von Informationsspeicherung ist die spätere Dekodierung ein zentrales Thema langzeitgespeicherter Informationen und wird in MOSLA durch das Zusammenwirken von linguistischer, genetischer und chemischer Informations-Codierung angegangen.

Projektpartner

Philipps-Universität Marburg (Federführung), Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (Frankfurt), Justus-Liebig-Universität Gießen, Technische Universität Darmstadt

Landesförderung

2019 bis 2022: ca. 4,8 Millionen Euro

Worum geht es?

Wie kann man Daten zur Umweltbeobachtung umfassend erheben und so zusammenführen, dass sie für differenzierte Naturschutzstrategien genutzt werden können?

Um die Natur zu schützen, muss man sie beobachten und bewerten. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung neuer Methoden zum flächendeckenden Naturschutzmonitoring. Das Vorhaben kombiniert naturschutzfachliche Expertenaufnahmen und vernetzte Fernerkundungs- und Umweltsensoren, die an unbemannten Flugobjekten sowie einzelnen Tieren angebracht, aber auch in bürgerwissenschaftlichen Projekten oder Expertenstudien eingesetzt werden sollen.

Natur 4.0 ermöglicht die differenzierte und kosteneffektive Beobachtung von naturschutzrelevanten Gebieten sowie die Entwicklung von Frühwarnindikatoren, etwa bei zeitlichen Veränderungen der Eigenschaften von Mikrohabitaten oder Bewegungsprofilen.

Projektpartner

Technische Universität Darmstadt

Landesförderung

2019 bis 2022: ca. 4,7 Millionen Euro

Worum geht es?

Wie können moderne Höchstleistungslaser zur Schaffung und Nutzung neuer Strahlungsquellen eingesetzt werden?

Die Nukleare Photonik ist ein neues Forschungsgebiet, das moderne Höchstleistungslaser nutzt, um bisher unerreichte Eigenschaften von Teilchenstrahlen zu verwirklichen. Die Palette der neuen Strahlungsquellen reicht dabei von polarisierten Gammastrahlen bis zu lasergetriebenen Neutronenstrahlen. Die entwickelten Strahlungsquellen erlauben einen neuen Einblick in den Aufbau der Materie und versprechen eine Vielzahl von Anwendungen in Industrie und Technik.

Das geplante „Internationale Zentrum für Nukleare Photonik“ der TU Darmstadt verknüpft Lasertechnologie mit Methoden der Kernphysik. Es bildet ein nationales Zentrum für Forschung und Lehre auf diesem neuen Wissenschaftsgebiet und dient sowohl hessischen Studierenden und Unternehmen als auch den internationalen Partnerinstitutionen als zentrale Anlaufstelle.

Projektpartner

Universität Kassel

Landesförderung

2019 bis 2022: ca. 4,4 Millionen Euro

Worum geht es?

Kann uns die Natur helfen, einen Quantencomputer zu bauen?

Quantencomputer versprechen, bisher mit konventionellen Rechnern nicht lösbare Probleme zu lösen. Deshalb arbeiten Firmen wie IBM, Google oder Microsoft an ihrer Realisierung. Die aktuell verwendeten Konzepte sind jedoch stark begrenzt.

Der LOEWE-Schwerpunkt „Skalierbare Molekulare Quantenbits (SMolBits)“ untersucht ein neues Konzept, bei dem einzelne Moleküle als Informationseinheit (Quantenbit) verwendet werden, um einen skalierbaren Quantencomputer realisieren zu können. Dazu soll eine Technologieplattform auf der Basis eines Photonikchips realisiert werden, auf der einzelne Moleküle miteinander über Licht verknüpft werden – die Natur also ins Spiel kommt.