Helicene sind eine Klasse polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) mit schraubenförmigen Strukturen, die charakteristische optische und optoelektronische Eigenschaften aufweisen. Sowohl die Erweiterung der Helicenstruktur als auch ihre Dotierung mit Bor verbessern nachweislich diese Eigenschaften und ermöglichen vielfältige Anwendungen, beispielsweise in OLEDs und OFETs. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Synthese von Helicenen, die diese beiden Strategien in sich vereinen, als potenzielle neue Materialien für die organische Elektronik und für grundlegende Studien.

Das Erdmagnetfeld leitet Zugvögel über weite Entfernungen. Trotz jahrzehntelanger Forschung bleiben die Mechanismen der magnetischen Orientierung bei Vögeln unklar. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass Cryptochrome eine Rolle spielen, aber dies nachzuweisen ist schwierig. Unser Projekt untersucht, ob auch Rhodopsine, bisher übersehen, dazu beitragen. Wir wollen diese Photorezeptoren auf molekularer Ebene verstehen und Verhaltensstudien mit transgenen Vögeln ermöglichen.

Gewisse Ameisenarten zeigen Wundpflege- und Rettungsverhalten gegenüber verletzten Nestgenossen, was das Überleben des Einzelnen erhöht und die Arbeitskraft der Kolonie erhält. Trotz dieser Vorteile ist unklar, wie ökologische und evolutionäre Faktoren diese sozialen Verhaltensweisen geprägt haben. Durch die Anwendung interdisziplinärer Methoden aus der Verhaltens- und theoretischen Biologie wollen wir die Ursachen und Folgen der Evolution von Wundpflege- und Rettungsverhalten aufklären.

Das menschliche Gehirn verfügt über die bemerkenswerte Fähigkeit, Wissen aus spezifischen Lernerfahrungen flexibel auf neue Situationen zu verallgemeinern. Die Mechanismen, die solchen Generalisierungsprozessen zugrunde liegen, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Dieses Projekt zielt darauf ab, die kognitiven und neuronalen Repräsentationen zu charakterisieren, die erfolgreicher Generalisierungsprozesse zu Grunde liegen, und Faktoren zu identifizieren, die diese beeinflussen (z. B. Schlaf). So wollen wir verstehen, wie wir uns in einer sich ständig verändernden Welt zurechtfinden.

Elastokalorische Kühlung nutzt spannungsinduzierte Phasenumwandlungen, die beim Anlegen oder Entfernen von mechanischer Spannung latente Wärme freisetzt oder aufnimmt. Diese Technik ist vielversprechend aufgrund des hohen kalorischen Effekts. Nachteilig ist der große Aktor. Dieses Projekt zielt darauf ab, die mit Niedertemperaturwärme betrieben werden, zu integrieren, um das Verhältnis von Antriebs- zu Kältemittelmasse zu senken und ohne elektrischen Strom zu operieren.

π-Erweiterte Carbazole weisen faszinierende elektronische und optische Eigenschaften auf, die sie für vielfältige Anwendungen wie OLEDs, OFETs und Solarzellen interessant machen. Im Rahmen dieses Projekts werden neue Methoden zur Synthese dieser N-Heterozyklen erforscht und ihre Anwendung als organische Materialien wird intensiv untersucht.

In ihrer natürlichen Umgebung sind Insekten mit diversen Lichtbedingungen konfrontiert. Diese reichen von graduellen Veränderungen zwischen Tag und Nacht, bis zu rapiden Lichtschwankungen zwischen Habitaten. Um zu verstehen, wie Insekten relevante Informationen aus diesen dynamischen visuellen Szenen extrahieren, untersuche ich drei Phasen des komplexen Steuerkreises zwischen Wahrnehmung und Verhalten: (i) adaptives Verhalten, (ii) natürliches Input, und (iii) sensorische Verarbeitung.

Viren sind viel mehr als bloße Parasiten, sie kommen in allen Bereichen des Lebens vor und können verschiedene Arten von Beziehungen zu ihrem Wirt haben: von parasitären bis hin zu sogar nützlichen. Eine potenziell vorteilhafte Beziehung zugunsten des Wirts ist die Fähigkeit einiger Viren, eine Superinfektion durch andere Viren zu verhindern, was als Superinfektionsausschluss (superinfection exclusion SIE) bezeichnet wird. Unser Verständnis dieses Mechanismus ist jedoch eher gering. Dieses Projekt zielt darauf ab, den molekularen Mechanismus, der SIE in Haloarchaealen-Viren zugrunde liegt, mit molekularen und virologischen Techniken zu entschlüsseln.

Untereinheitenimpfstoffe werden häufig eingesetzt, um Immunantworten zu erzeugen, die vor Krankheiten schützen. Dabei ist ungewiss, wie Anzahl und Abstand zwischen Antigenen die Aktivierung von B-Zellen und deren Produktion von Antikörpern beeinflussen. Das Projekt kombiniert Arbeiten aus dem Bereich DNA-Origami mit mathematischen Modellen, um anhand eines Malaria Antigens zu untersuchen, wie die biophysikalischen Parameter der Antikörperpräsentation und Affinität die B-Zell Aktivierung formen.

Das Universum ist durchzogen von einem kosmischen Netz von Galaxien und diffusem Gas. Das kosmische Netz leuchtet schwach, aber messbar, durch ein schwaches Glühen des neutralen Wasserstoffs durch dessen Lyman-alpha Emissionslinie. Dieses Projekt widmet sich der quantitativen Charakterisierung jenes kosmischen Netzes in kosmologischen Simulationen der Strukturentstehung. In Verbindung mit neuen Beobachtungsdaten eröffnen sich so neue Wege unser Verständnis der Struktur- und Galaxienentstehung.