Kooperation mit Fraunhofer
Die Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Gesellschaft ist auf Grund ihrer Ausrichtung auf angewandte Forschung von besonderem Interesse. Im Rahmen des Pakts für Forschung und Innovation haben die Max-Planck-Gesellschaft und die Fraunhofer-Gesellschaft ihre Kooperationen gezielt in fachlichen und übergreifenden Bereichen fortgeführt und vertieft. Seit 2005 sind an der Schnittstelle zwischen angewandter Forschung und Grundlagenforschung zahlreiche Projekte identifiziert und in die Förderung aufgenommen worden. Sie stammen aus den Bereichen Informatik, Materialwissenschaften/Nanotechnologie und Biotechnologie sowie den Regenerativen Energien und der Photonik. Ziel ist es, durch diese Kooperationen die in der Grundlagenforschung gewonnenen Erkenntnisse zur Anwendung zu führen und damit einen direkten Beitrag zur Entwicklung neuer Technologien zu leisten.
COMPASS- Combined Printing, Imaging and Pharmacological Screening of Cultured Bone Marrow Hemospheres
In diesem Projekt geht es primär darum, die Funktion des Knochenmarks im Hinblick auf die Produktion hämatopoetischer Stammzellen besser zu verstehen. In zweiter Linie soll ein robustes biologisches Testsystem entstehen, mit dem sich die Umgebung der Stammzellen definieren lässt. Am Ende des Projektes soll ein in vitro assayzur Verfügung stehen, das für die pharmazeutische Industrie von größtem Interesse ist. Als Anwendungsbeispiel steht die Leukämie im Mittelpunkt des Interesses, weil bei Knochenmarkstransplantationen die Stammzellen und ihre Vorläufer sehr gut etabliert sind.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin
Laufzeit: 2011 - 2014
Heterogene Katalyse - Herstellung von Basischemikalien und Treibstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen am Beispiel Dimethylether
Der Katalyse kommt bei der Herstellung chemischer Produkte eine Schlüsselrolle zu. Mit der zu erwartenden Verteuerung und Verknappung des Erdöls werden katalytische Verfahren noch wichtiger. Ein Weg, um das gesellschaftliche Ziel der Reduktion fossiler CO2-Emissionen zu erreichen, liegt in der Umwandlung von Biomasse in sogenanntes Synthesegas, das anschließend durch katalytische Verfahren in eine Reihe verschiedener chemischer Grundstoffe umgewandelt werden kann. Konkretes Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuen kontinuierlichen katalytischen Verfahrens zur Herstellung des vielseitig einsetzbaren Produkts Dimethylether (DME) aus biomassestämmigem Synthesegas. DME kann als Treibstoff eingesetzt werden oder als Grundchemikalie in bisher erdölbasierte Syntheserouten integriert werden. Das katalytische Verfahren soll eine einstufige Direktsynthese ermöglichen und mit einer Biomassevergasung koppelbar sein.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
Laufzeit: 2011 - 2014
Cryo-Systeme - Thermokontrollierte Systembiologie
Teams aus der Max-Planck- und der Fraunhofer-Gesellschaft erforschen gemeinsam das Einfrieren von lebenden Zellen für Anwendungen in der Biotechnologie und in der regenerativen Medizin, kurz Kryokonservierung. Dazu wird systematisch untersucht, wie Einfriervorgänge auf die komplexen biochemischen Prozesse in der Zelle wirken. Aus diesem grundlegenden systembiologischen Verständnis heraus werden anschließend die Tieftemperaturtechniken weiterentwickelt.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik BMT
Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie
Laufzeit: 2010 - 2013
mHEMT - Prozessoptimierung für niedrigstes Eigenrauschen bei kryogenen Temperaturen
Ziel dieses Tandemprojektes ist die Etablierung einer europäischen Quelle für ultrarauscharme Verstärkerschaltungen für die Radioastronomie und die Weltraumforschung. Max-Planck-Forscher stellen hierzu die erforderliche Kompetenz auf dem Gebiet kryogener Verstärker, der Fraunhofer-Partner bringt umfangreiche Erfahrung in der Halbleitertechnologie zur Herstellung von Schaltungen mit exzellenten Rauscheigenschaften bei Raumtemperatur ein. Angestrebt wird eine Optimierung und Qualifizierung der vorhandenen Schaltungstechnologie basierend auf Transistoren mit höchster Elektronenbeweglichkeit für Tieftemperaturanwendungen.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Laufzeit: 2010 - 2013
SAISBECO - Software zur Individuenerkennung
Sowohl im Tierschutz als auch in der Verhaltensforschung ist die Identifizierung einzelner Individuen unabdingbar. Daten, die von Kamerafallen und/oder mittels Akustikaufnahmen erstellt werden, sind bisher für verschiedene Arten nur schwer, langsam und mit hohem manuellem Arbeitsaufwand auszuwerten. Ziel des Projektes ist es, neue Softwaremethoden zur Individuenerkennung verschiedener Arten zu entwickeln. Aufgrund der Kenntnisse bei Fraunhofer soll ein System zur Objekt- und Gesichtserkennung, zur Klassifizierung und ein halbautomatisches System zur Individuenerkennung mit Hilfe Audio-visueller Daten entwickelt werden. Mit diesen Möglichkeiten soll die Verhaltensforschung, Bestimmung der Biodiversität und das Population Monitoring deutlich verbessert werden. Erste Vorarbeiten mit audio-visuellen Daten wurden bereits gemacht. Kamerafallen werden inzwischen bereits in hohen Stückzahlen von Herstellern weltweit verkauft.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer Institut für Digitale Medientechnologie IDMT
Fraunhofer Institute für Integrierte Schaltungen IIS
Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie
Laufzeit: 2010 - 2013
Biomimetische Matrices für die Entwicklung autologer Knochen- und Gelenkknorpelimplantate
Ziel dieses Vorhabens ist es, autologe Ersatzstoffe für Knochen und Knorpel in Form von biomimetischen, nanoskopisch aufgebauten Implantaten zu entwickeln. In einzelnen Teilprojekten wird das Trägerbiomaterial mit den Zellen vereint und zur Analyse eine Hochdurchsatzmikroskopie entwickelt. Parallel dazu wird untersucht, wie sich die Topographie der Zellen und Liganden durch Photochemie verändert. Weiterhin werden die Mechanik und die Kraftverteilung und deren Beeinflussung erforscht. Von Bedeutung sind außerdem mathematische Modelle zur Beschreibung von molekularen Mechanismen, die für die Gewebezüchtung von Interesse sind. Auf der Anwendungsseite liegt der Schwerpunkt in der Synthese von Partikeln, die Biomoleküle einschließen können, der Herstellung von Membranen mit kontrollierter Porosität und der Charakterisierung von zellulären Determinanten.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Universität Stuttgart
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
Max-Planck-Institut für Polymerforschung
Laufzeit: 2009 - 2012
MOT - Statische und aktive Metalloptik höchster Qualität für Tieftemperaturanwendungen
In diesem Vorhaben geht es um ultrapräzise Metalloptiken, die insbesondere für Weltraumanwendungen entwickelt werden, daneben aber auch für die Wetter- und Klimaerkundung sowie für die optische Nachrichtenübertragung zum Einsatz kommen sollen.Der grundlegende Lösungsansatz in diesem Projekt besteht darin, athermale Spiegelsysteme auf der Basis neuartiger Werkstoffkombinationen zu realisieren und aktive Spiegel für die Korrektur von temperatur- und umweltbedingten Wellenfrontfehlern zu entwickeln. Die Verwendung ausdehnungsangepasster Aluminium-Silizium-Legierungen, kombiniert mit polierbaren Nickel-Phosphor-Dickschichten, ermöglicht die Anwendung deterministischer Polier- und Korrekturverfahren und ist damit Voraussetzung für die Anwendung von Metalloptiken bis hin zum kurzwelligen UV-Wellenlängenbereich. Die Verknüpfung der Metalloptik mit mikrosystemtechnischen, aktorischen Spiegelträgern soll es erstmalsermöglichen, kompakte aktive Systeme einer breiten Nutzung zuzuführen.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
Max-Planck-Institut für Astronomie
Laufzeit: 2009 - 2012
Multi- Reg - Optische Regeneration für Multi-Level-Modulationsformate
Das Internet ist längst zum unverzichtbaren Rückgrat unserer Wissensgesellschaft geworden. Eine Vielzahl von breitbandintensiven Anwendungen wie "tripleplay", d.h. Sprach-, Daten- und vor allem Video-Verkehr führen zu einer stetigen Erhöhung der Datenmengen, die durch das weltumspannende faseroptische Kommunikationsnetz transportiert werden. Auf mittlere Sicht (10 bis 25 Jahre) muss das Kernnetz dazu in der Lage sein, einige 10 Tbit/s pro Übertragungsfaser über transozeanische Distanzen zu schicken.Der Transport solcher Datenmengen zu möglichst geringen Kosten ist nur durch innovative Techniken möglich, die sich auf mehrstufige Modulationsformate mit gleichzeitiger Modulation von Amplitude und Phase in mehreren Zuständen stützt. Max-Planck und Fraunhofer entwickeln dafür einen neuartigen, rein optischen Regenerator. Hierzu bedarf es der numerischen Simulation der physikalischen Effekte ebenso wie die Kompetenz zum Bau von Prototypen.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Insttiut HHI
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
Laufzeit: 2009 - 2012
BIOSOL - Molekulare Analyse und nachhaltige Nutzung der Biodiversität von Solanum tuberosum
Im Mittelpunkt dieses Projektes steht die Kartoffel bzw. die nachhaltigen Nutzung der in Solanum tuberosum vorhandenen bzw. induzierbaren Biodiversität. Es geht darum, das wertgebende Organ der Kartoffelknolle für die menschliche Verwendung zu optimieren und Knollenproteine zu identifizieren, die biotechnologisch und medizinisch vielseitig genutzt werden können. Ein Ziel ist dabei die Reduktion des Gehaltes an reduzierenden Zuckern, um so die Bildung bitterer bzw. gesundheitsabträglicher Substanzen nach Kältelagerung bei der Prozessierung von Kartoffelknollen zu verhindern. Der Abbau der Stärke zu reduzierenden Zuckern kann an mehreren Stellen des Stoffwechselweges beeinflusst werden. Ein weiteres Ziel von BIOSOL ist es, die strukturelle und funktionelle Biodiversität von Enzym-Inhibitoren aus Kartoffelknollen in Abhängigkeit von der Eignung bzw. Nicht- Eignung bestimmter Kartoffelsorten für die Chipsproduktion zu analysieren und Genvarianten zu identifizieren, welche die Chips-Eignung positiv beeinflussen. Ferner soll untersucht werden, ob die Biodiversität der Enzym-Inhibitoren eine Funktion als natürliche, pflanzliche Antikörper ('innateplantibodies') hat und ob bestimmte Inhibitor-Varianten in biotechnischen Prozessen oder im medizinischen Bereich Anwendung finden können. Da diese Proteine als Nebenprodukt bei der Stärkeisolierung aus Kartoffeln gewonnen werden können, würde der Prozessweg zur Stärkegewinnung ökonomisch deutlich aufgewertet werden.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung
Laufzeit: 2008 - 2011
KORONA - Kohärente Röntgenquelle zur Erzeugung und Analyse von Nano-Strukturen
Die Entwicklung der Strukturgröße in der Halbleitertechnik ist ein Anwendungsbeispiel kurzwelliger XUV-Strahlung, für welche in diesem Projekt Quellen verfügbar gemacht werden sollen. Hierzu wird ein System aus folgenden Komponenten entwickelt: Oszillator, Vorverstärker, Leistungsverstärker, Pulskompression, Überhöhungsresonator mit EUV-Erzeugung und EUV-Auskoppelung. Für die Auslegung des Gesamtsystems und die Komponenten zur Erzeugung der Femtopulse liegt die Federführung bei Fraunhofer, zur Pulskompression und Überhöhung bei Max-Planck.
Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Laufzeit: 2008 - 2011
