Kooperationsprojekte

Kooperationen mit der Fraunhofer-Gesellschaft

Der Jahresbericht listet alle derzeit existierenden Kooperationsprojekte zwischen Max-Planck- und Fraunhofer-Instituten. [mehr]

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Kooperationen: Max-Planck- und Fraunhofer-Institute

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

MEP Pathways as a platform for isoprenoid formation

Isoprenoide sind die größte und variantenreichste Klasse an chemischen Stoffen, die in Lebewesen synthetisiert werden. Besonders in Pflanzen besitzen sie vielfältige Funktionen, etwa als Phytohormone oder bei der Fotosynthese. Und auch in der Industrie und der Pharmazie gibt es zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Allerdings lassen sich Isoprenoide bislang kaum industriell herstellen, und auch Pflanzen und Bakterien bilden sie meist nur in sehr geringen Mengen. Das schränkt ihre Verwendung in der Praxis stark ein. Die Natur nutzt zwei Biosynthesewege zur Bildung von Isoprenoiden. In beiden dienen Isopentenyldiphosphat und Dimethylallyldiphosphat als Ausgangsstoffe. Während der seit langem bekannte Mevalonat-Syntheseweg gut verstanden ist, wurde der Methylerythritol-4-phosphat-Weg („MEP pathway“) erst vor kurzem entdeckt. Im Rahmen dieses Projekts wollen die Forscher diesen Syntheseweg quantitativ und im Detail verstehen. Dieses neue Verständnis soll verbesserte Strategien des Metabolic Engineering ermöglich, und so die Biosynthese von besonders seltenen und wertvollen Isoprenoiden optimieren helfen.

Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie
Max-Planck-Institut für chemische Ökologiey

Laufzeit: 2013 - 2015

Dendrorefining: Ein neuer Ansatz zur stofflichen und energetischen Nutzung von Lignin

Biomasse zu verbrennen ist Verschwendung. Schließlich hat die Natur darin komplexe organische Verbindungen verarbeitet, die sich als Ausgangsmaterialien etwa für Kunststoffe oder für Bio-Treibstoffe eignen. Diese Substanzen aus Lignin zu gewinnen, ist Ziel des Projektes Dendrorefining, an dem das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung sowie das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beteiligt sind. Lignin ist ein wichtiger Bestandteil von Biomasse, der in großen Mengen bei der Produktion von Bioethanol und in der Papierindustrie abfällt und bisher größtenteils verbrannt wird. Die Forscher der Kooperation erforschen katalytische Prozesse, um das Biopolymer Lignin mit Wasserstoff in seine chemischen Bausteine zu spalten. Diese lassen sich zum einen direkt in der chemischen Industrie einsetzen. Zum anderen lassen sich daraus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe als Treibstoffe erzeugen – auch dafür entwickeln die Wissenschaftler des Dendrorefining-Projektes Katalysatoren und chemische Verfahren. Der so produzierte Wasserstoff, der bisher weitgehend aus Erdgas oder Erdöl hergestellt wird, soll verwendet werden, um Lignin in einem nachhaltigen Prozess spalten.

Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Laufzeit: 2013 - 2015

LEGASCREEN

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Frühtests für Legasthenie, um betroffenen Kindern die Möglichkeit einer rechtzeitigen Therapie zu bieten. Die meisten gegenwärtigen Verfahren setzen für eine zuverlässige Diagnose einer Lese-Rechtschreibstörung bereits vorhandene Kenntnisse im Lesen und Schreiben voraus. Diese werden allerdings erst in der Schule erworben, so dass solche Tests in der Regel erst am Ende der zweiten Klasse angewandt werden können.

Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Laufzeit: 2012 - 2015

Echtzeit-Tomografie

Aufnahmen mit der Magnetresonanz-Tomografie (MRT) dauern mindestens einige Sekunden. Patienten dürfen sich während dieser Zeit nicht bewegen. Herz-Untersuchungen benötigen daher eine Synchronisation mit dem Elektrokardiogramm und gleichmäßig verlaufende Herzschläge. In der Regel muss dabei mehrfach der Atem angehalten werden. Wissenschaftlern der Max-Planck-Gesellschaft ist es vor kurzem gelungen, MRT-Aufnahmen in Echtzeit zu realisieren. Dadurch können sie fortlaufende Schnittbilder (MRT-Filme) mit hoher zeitlicher Auflösung (30 Bildern pro Sekunde) aufnehmen. Da sich die Technik sich vor allem zur Untersuchung von Herz und Blutgefäßen eignet, wollen sie diese Anwendungen gemeinsam mit Wissenschaftlern der Fraunhofer-Gesellschaft weiter entwickeln und mit geeigneten Bildanalyse-Methoden für medizinische Zwecke nutzbar machen. Die Kooperationspartner arbeiten mit einem der führenden Hersteller von MRT-Geräten zusammen.

Beteiligte Institute:
Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS
Biomedizinische NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Laufzeit: 2012 - 2015

Heterogene Katalyse (DME) - 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

ASKORR - Aktive Schichten für den Korrosionsschutz

Der volkswirtschaftliche Schaden durch Korrosion liegt allein in Deutschland bei rund 20 bis 25 Milliarden Euro. Die bisher üblichen Schutzmaßnahmen mit Cr-VI Verbindungen waren effektiv, sind jedoch aufgrund des Umweltschutzes nur noch sehr eingeschränkt anwendbar. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und Herstellung intelligenter Korrosionsschutzsysteme, die gezielt auf externe Einflüsse wie Beschädigungen oder Korrosion und die darauf folgende pH-Wert- oder Potentialänderung selbstheilend reagieren.

Beteiligte Institute:
Fraunhofer- Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Max-Planck-Institut für Polymerforschung
Max-Planck-Institut für Eisenforschung

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 - Semi-Automated Audiovisual Species and Individual Identification System for Behavioral Ecological Research and Conservation

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

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

 
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