Die fossilen Ressourcen gehen immer weiter zur Neige. Diese müssen schnellstmöglich durch erneuerbare Rohstoffe ersetzt werden. Deshalb ist das Ziel dieses Promotionsvorhabens, unter der Leitung von Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi, die rationale Entwicklung mehrerer nachhaltiger, abfallminimierter und umweltfreundlicher Methoden zur Umsetzung von Furan-Derivaten mit Olefinen in [4+2]-Cycloadditionen, photokatalysierte Reaktionen von Furan-Derivaten mit Diazoniumsalzen sowie neuartige Murai-Reaktionen.

Der Bedarf an Kohlefaser-/Epoxid-Verbundstrukturen wächst aufgrund ihrer Vorteile für die Industrie stetig an. Ziel des Projekts ist es, den Verschleiß- und Versagensprozess von diesen Verbundstrukturen zu beobachten und darauf basierend ein hochkomplexes Computermodell zu entwickeln, das das Verformen und Versagen von Materialien im Voraus berechnen kann.

In diesem Projekt wurden die Veränderungen von magnetischen Eigenschaften bei Materialien auf der Nanometerebene untersucht. Mittels Mikroemulsionssynthese konnten Nanopartikel hergestellt werden. Es konnte ein direkter Zusammenhang zwischen den magnetischen Eigenschaften und der Größe des Materials nachgewiesen werden.

Metamaterialien erhalten ihre Funktion durch eine ausgeklügelte Mikrostrukturierung. Dadurch können Materialeigenschaften erzielt werden, welche weit über die von gewöhnlichen Materialien hinausgehen. Durch Einbringen sogenannter topologisch geschützter Resonanzen können z.B. mechanische Schwingungen in einem Material lokal verstärkt und robust gegenüber Störungen gemacht werden. In diesem Projekt geht es um das Design und die Fabrikation von chiralen Metamaterialien mit topologisch geschützten Resonanzen zur Realisierung eines resonanten mechanischen Laserscanners.

Die mikroskopische Beschreibung einer Vielzahl exotischer Phänomene wie Magnetismus oder Hochtemperatursupraleitung werfen immer noch Fragen auf. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Simulation dieser Phänomene mittels eines Quantengasmikroskops. Dabei werden ultrakalte fermionische Lithium Atome durch kontrollierte optische Lichtfelder dazu gebracht, sich identisch zu Elektronen in einem Festkörper zu verhalten. Durch die Verwendung einer hochauflösenden Fluoreszenzabbildung kann dabei das Verhalten jedes einzelnen Atoms beobachtet werden.

In diesem Projekt geht es darum, den Einfluss der Flussgebietsmorphologie (Landnutzung, Gelände und Boden) und des Klimawandels auf die Wasserflüsse in semiarider Umgebung zu analysieren. Der Klimawandel und die Veränderungen in der Landnutzung haben zu einer Verschiebung der Wasserverteilung und der Trägerströme geführt. Dieses Projekt wird im Kontext des Integrated Water Governance Support System Project im Fluss Lepelle in Südafrika durchgeführt. Das Ziel ist es, ein innovatives Wassermanagement-System zu entwickeln und zu testen.

Galaktische Archäologie nutzt Sterne als Fossilien, um die Galaxieentwicklung, wie beispielsweise der Milchstraße, besser zu verstehen. Kosmologische Simulationen legen nahe, dass Galaxien sich zum Teil durch das Verschlucken von Zwerggalaxien vergrößern. In diesem Projekt werden RR Lyrae Stars untersucht, um nach Überresten vergangener Fusionen zu suchen, die zum Aufbau der Milchstraße beigetragen haben.

Viele fundamentale Phänomene in Festkörpern werden durch die topologischen Eigenschaften des Systems hervorgerufen. Im Rahmen des Projektes wurde ein neues Quantengasexperimentes entworfen und entwickelt, welches für das Studium topologischer Systeme optimiert ist. Dieses auf Caesium basierende Experiment kombiniert zustandsabhängige Gitter als neuartige Methode zur Erzeugung komplexer Topologien mit modernen Werkzeugen wie hochauflösenden Mikroskopen.

Diese Arbeit konzentrierte sich auf die genetischen Grundlagen der Anpassung und Diversifizierung von Buntbarschen durch die Untersuchung von Genen, die an der Entwicklung von Farbmustern beteiligt sind. Die Kombination von Modellsystemen aus dem Bereich Ökologie und Evolutionsbiologie mit den abgewandelten Techniken eines Genmodellorganismus erlaubte die Überprüfung von Hypothesen über die Beteiligung bestimmter Gene an der Evolution neuer Arten.

Kurzsichtigkeit (Myopie) ist weltweit auf dem Vormarsch und wurde wegen des erhöhten Risikos schwerer Augenerkrankungen wie Netzhautablösung oder Glaukom ein öffentliches Gesundheitsproblem. Noch sind die Gründe der Myopieentwicklung nicht restlos geklärt, es wird jedoch ein Zusammenhang mit dem Nahsehverhalten (Akkommodation) vermutet. Sandra Wagners vergleichende Untersuchung des Akkommodationsvorgangs bei Normal- und Kurzsichtigen trägt dazu bei, den aktuellen Trend aufzuhalten.