Kooperation der Quanten, Erforschung von Metastasen-Bildung und neuartige Katalysatoren

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat drei neue Sonderforschungsbereiche/Transregios (SFB/TRR) an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) bewilligt. Ziel des SFB/TRR 305 ist es, die molekulare Mechanismen der Metastasenentstehung zu verstehen und auf dieser Basis neue Therapieansätze gegen Krebs-Metastasen zu schaffen. Im SFB/TRR 306 möchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das kollektive Verhalten von Quantensystemen erforschen. Im SFB CLINT wird ein grundlegend neuer Ansatz in der chemischen Reaktionstechnik verfolgt, um technische Katalysatoren mit neuartigen Eigenschaften zu erzeugen.

Der Forschungsverbund TRR 305 “Striking a moving target: From mechanisms of metastatic organ colonisation to novel systemic therapies” wird vier Jahre lang mit fast 12 Mio. Euro gefördert. Tumormetastasen sind auch heute noch für etwa 90% aller Krebs-assoziierten Todesfälle verantwortlich. Die Forschenden möchten untersuchen, welche molekularen Mechanismen für die oft nach einer zunächst erfolgreichen Therapie auftretenden Metastasen wirksam sind. Prof. Dr. Thomas Brabletz, Lehrstuhl für Experimentelle Medizin I mit dem Schwerpunkt Pathogeneseforschung der FAU und einer der beiden Sprecher des DFG-Projektes, erläutert: „Wir wollen herausfinden, welche Faktoren ausschlaggeben dafür sind, ob die gestreuten Krebszellen unter Kontrolle bleiben oder beginnen, Metastasen zu bilden. Wir gehen auch der Frage nach, was für die Bildung von Metastasen verantwortlich ist.”

Ziel sei es auch, den Weg für eine neue Generation von Therapien zu bereiten, sagt der zweite Sprecher des Forschungsprojektes, Prof. Dr. Christoph Klein, Lehrstuhl für Experimentelle Medizin und Therapieverfahren an der Universität Regensburg. „Diese Therapien könnten es schaffen, die spätere Bildung von Metastasen im Körper von Krebspatienten zu verhindern.” Dank der Expertise der Fraunhofer-Gesellschaft, die an dem Forschungsprojekt mitwirkt, und ihrer anwendungsorientierten Forschung, erhofft sich das Team um die Professoren Klein und Brabletz die erwarteten Forschungsergebnisse rasch in der medizinischen Praxis anwenden zu können.

Die Forscherinnen und Forscher des TRR 306 “QuCoLiMa” (Quantenkooperativität von Licht und Materie) werden sich ab 2021 für vier Jahre dem quantenkollektiven Verhalten von physikalischen Systemen an der Schnittstelle von Quantenoptik und kondensierter Materie widmen. Das Forschungsprojekt soll mit insgesamt rund 11 Millionen Euro gefördert werden. „Mit diesem Forschungsprogramm soll das neue Forschungsfeld der Vielteilchenphysik quantenkooperativer Licht-Materie etabliert werden”, betonen der Sprecher des TRR 306 „QuCoLiMa”, Prof. Dr. Joachim von Zanthier, Professur für Experimentalphysik, und der Vizesprecher, Prof. Dr. Kai Phillip Schmidt, Professur für Theoretische Physik der FAU.

Die insgesamt 29 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des TRR 306 wollen verstehen, wie kooperatives Verhalten in der Quantenwelt entsteht und wie es kontrolliert werden kann. Dies soll für quantentechnologische Anwendungen wie verbesserte Sensoren, abhörsichere Kommunikation oder Quantencomputer genutzt werden können. Neben der FAU als Sprecherhochschule sind hier noch die Universität Saarbrücken, die Universität Mainz sowie die Universität Linz, die Universität Jena, die TU Kaiserslautern, das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts und das Deutsche Elektronen-Synchrotron an dem Forschungsprojekt beteiligt, während das Forschungszentrum Jülich seine Quantencomputer-Ressourcen für das Vorhaben zur Verfügung stellt.

Mit “CLINT” (Katalyse an flüssigen Grenzflächen) hat die FAU ein einen dritten Sonderforschungsbereich bewilligt bekommen, dessen Sprecher Prof. Dr. Peter Wasserscheid, Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik, ist. Der SFB verfolgt einen grundlegend neuen Ansatz in der chemischen Reaktionstechnik: Er will die hochdynamische, anisotrope Umgebung gasförmig-flüssiger beziehungsweise flüssig-fester Grenzflächen nutzen, um technische Katalysatoren mit neuartigen Eigenschaften und einer bisher unerreichten Produktivität, Stabilität und Handhabbarkeit zu erzeugen. Dabei soll das Verständnis katalytischer Vorgänge mit einer gezielten Materialentwicklung verbunden werden, weshalb die Untersuchungen von Modellsystemen bis zu Realkatalysatoren reichen und unter anderem auch In-situ-Methoden einschließen.

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