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.

Hämato­poe­ti­sche Stamm­zel­len sind während unseres Lebens für die Produk­tion unserer Blutzel­len verant­wort­lich. Die Dynami­ken, die der Regula­tion der Blutstamm­zel­len zu Grunde liegen sind aller­dings noch nicht vollstän­dig verstan­den. Mit Hilfe von somati­schen Mutatio­nen in den mitochon­dria­len Genomen von Blut- und Knochen­marks­pro­ben nach Stamm­zell­trans­plan­ta­tio­nen versu­chen wir Stamm­zell­dy­na­mi­ken und hämato­poe­ti­sche Regene­ra­tion besser zu verstehen.

Borhal­tige polyaro­ma­ti­sche Kohlen­was­ser­stoffe (PAKs) sind aufgrund ihrer anspre­chen­den optischen und elektro­ni­schen Eigen­schaf­ten von beson­de­rem Inter­esse. Daher sind sie vielver­spre­chende Kanida­ten für Anwen­dun­gen in OLEDs, Transis­to­ren und organi­schen Solar­zel­len. Dieses Projekt beschäf­tigt sich mit der Synthese neuar­ti­ger chira­ler Organ­o­bor PAKs und mit der Unter­su­chung des Einflus­ses ihrer Geome­trie auf den Betrieb solcher Elektroniken.