Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme

Eine Produktionsanlage in der chemischen oder biotechnologischen Industrie ist so komplex wie ein Lebewesen: Unzählige Komponenten arbeiten darin an einem Produkt. Zahlreiche Prozesse beeinflussen sich dabei gegenseitig oder konkurrieren gar miteinander. Und oft genug ist nicht klar, warum ein Prozess funktioniert oder gerade nicht. Daher erforschen die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme sowohl biologische als auch technische Vorgänge. Ingenieure, Chemiker, Physiker, Biologen und Mathematiker entwickeln dafür mathematische Modelle. Im Fall der technischen Prozesse testen sie diese Modelle in eigenen Versuchsanlagen. Anschließend entwerfen sie eine geeignete Steuerung und Regelung, damit die Prozesse in den Anlagen nicht unversehens zum Erliegen kommen oder gar außer Kontrolle geraten. Auf der Basis ihrer Erkenntnisse entwickeln die Forscher aber auch völlig neue Prozesskonzepte mit weitaus höherer Effizienz.

Kontakt

Sandtorstr. 1
39106 Magdeburg
Telefon: +49 391 6110-0
Fax: +49 391 6110-500

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS for Advanced Methods in Process and Systems Engineering

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Systemtheoretische Grundlagen der Prozess- und Bioprozesstechnik

mehr

Abteilung System- und signalorientierte Bioprozesstechnik

mehr

Abteilung Physikalisch-Chemische Grundlagen der Prozesstechnik

mehr
Zika und Gelbfieber: Impfstoffe ohne Ei

Die Versorgung mit einigen lebenswichtigen Impfstoffen könnte in Zukunft sicherer werden. Ein Team um Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg entwickelt Methoden, mit denen sich Viren für Impfstoffe in deutlich höherer Konzentration vermehren lassen als bislang.

mehr
Auf dem Weg zur künstlichen Zelle

Mit der Integration eines rudimentären Stoffwechsels in ein winziges Tröpfchen ist ein Schritt gelungen, um zu den Grenzen des Lebens vorzudringen

mehr
Mit grüner Chemie gegen Malaria

Ein neues Produktionsverfahren könnte den Wirkstoff Artemisinin weltweit für Millionen Infizierte zugänglich machen

mehr
Eine stabile Hülle für künstliche Zellen

Wissenschaftler entwickeln zellähnliche Lipidvesikel, die sie mit natürlichen Zellproteinen ausstatten können

mehr
Mit Big Data zu innovativen Materialien

Zwölf Einrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft bündeln ihr Know-how in der datengetriebenen Materialwissenschaft

mehr

Wenn eine weltumspannende Pandemie durch Grippeviren droht, könnte die Impfstoffproduktion an ihre Grenzen kommen. Denn der Grippe-Impfstoff wird heute größtenteils noch in bebrüteten Hühnereiern erzeugt. Udo Reichl, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, und seine Mitarbeiter erforschen daher eine vollautomatische Produktion in Zellkulturen, die im Krisenfall Impfstoff in großer Menge liefern soll.

Normalerweise arbeiten Peter Benner und seine Kollegen vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg an komplizierten numerischen Methoden, um die Regelung und Steuerung technischer Systeme und Anlagen zu optimieren. Doch jüngst kam ihre Forschung in einem politischen Konflikt zum Einsatz. Es ging um Drogenanbau, Pestizide und Grenzverletzungen in Südamerika.

Holzabfälle und Stroh bergen wertvolle Substanzen für die chemische Industrie, die Chemiker des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr und des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg gewinnen wollen. Die Forscher suchen nach Mitteln, Biomasse in nützliche chemische Verbindungen zu verwandeln und diese als Energieträger oder Rohstoffe zu nutzen.

Selbst Menschen mit einer Querschnittlähmung können heute Rad fahren – dank der funktionellen Elektrostimulation, die Nervensignale des Gehirns ersetzt. Thomas Schauer entwickelt für die Technik am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg eine ausgefeilte Regelung, die auch Schlaganfallpatienten hilft, schnell wieder auf die Beine zu kommen.

Trotz einer Querschnittslähmung Rad fahren oder nach einem Schlaganfall wieder gehen lernen – das ermöglicht die funktionelle Elektrostimulation, die Beine oder Arme von Patienten dank einer ausgeklügelten Regelung in Bewegung bringt.

Wissenschaftliche/-r Mitarbeiter/-in

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg 24. August 2018

Masterarbeit "Entwicklung von zellfreien Enzymkaskaden"

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg 11. Juli 2018

Doktorand / Postdoc im Bereich Computational Biology und Metabolic Engineering

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg 23. Mai 2018

Computer berechnen Umgestaltung von Mikroorganismen zu Zellfabriken

2018 Steffen Klamt, Björn-Johannes Harder, Axel von Kamp

Chemie Komplexe Systeme Mikrobiologie Strukturbiologie Zellbiologie

Mit Modellen und neuen Computer­algorithmen untersuchten Forscher am Magdeburger Max-Planck-Institut fünf der wichtigsten biotechnologischen Produktionsorganismen (wie Escherichia coli und Bäckerhefe) daraufhin, ob sich das Wachstum der Zellen mit der Produktion von (Bio)- Chemikalien koppeln lässt. Die Berechnungen zeigen, dass für fast jedes Stoffwechselprodukt geeignete genetische Interventionen existieren, mit denen eine Kopplung der Synthese des Produkts mit dem Zellwachstum möglich ist. Die Studie trägt grundlegend zur Entwicklung von neuen biotechnologischen Prozessen bei.

mehr

Entwicklung eines neuen Rohr-Bioreaktors für die kontinuierliche Produktion von Influenza-Impfstoffen

2017 Tapia, Felipe; Genzel, Yvonne; Reichl, Udo

Infektionsbiologie Komplexe Systeme Medizin

Mit steigender Weltbevölkerung und rascher Ausbreitung alter und neuer Influenza-Viren sind effizientere Verfahren zur Impfstoffproduktion gefragt. Eine Option sind gekoppelte kontinuierliche Bioreaktoren. Leider führt die Anhäufung von defekten interferierenden Partikeln zu instabilen Virusausbeuten. Als Alternative haben wir einen neuen Rohrreaktor mit Pfropfenströmung entwickelt, in dem sich mit Suspensionszellen über drei Wochen hohe Ausbeuten an Influenza-Viren erzielen ließen. Dieses System kann auch für andere Viren genutzt werden und Impfstoffproduktionskosten weltweit verringern.

mehr

Iterative Löser für Phasenfeldmodelle

2016 Stoll, Martin

Informatik Komplexe Systeme Materialwissenschaften Mathematik

Phasenfeldmodelle sind ein wichtiges Instrument, um komplexe Vorgänge zu beschreiben. Die Simulation kann helfen, kostspielige Experimente zu ersetzen oder zu ergänzen. Dabei benötigt die Auswertung dieser Modelle effiziente Algorithmen. Die Forscher um Martin Stoll beschreiben iterative Löser, die mit den diskretisierten Differentialgleichungsmodellen umgehen können und eine akkurate Lösung der Probleme erlauben.

mehr

Zur Kopplung von kontinuierlichen Reaktions- und Trennprozessen

2015 Horosanskaia, Elena; Horváth, Zoltán; Lee, Ju Weon; Lorenz, Heike; Seidel-Morgenstern, Andreas

Chemie Komplexe Systeme

Zur Herstellung von in großen Mengen benötigten Grundchemikalien werden überwiegend Verfahren entwickelt, welche unterbrechungsfrei (kontinuierlich) Produkte bereitstellen. In der Feinchemie und in der pharmazeutischen Industrie dominiert dagegen gegenwärtig die chargenweise Produktion, die durch Totzeiten, schwankende Produktqualitäten und geringe Produktivität gekennzeichnet ist. In diesem Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse aus mehreren Forschungsprojekten zusammengefasst, die zur weiteren Verbreitung von kontinuierlichen Herstellungsverfahren beitragen.

mehr

Neue rechnergestützte Methoden zur Aufklärung von zellulären Signaltransduktionswegen

2014 Klamt, Steffen

Chemie Komplexe Systeme Strukturbiologie Zellbiologie

Dynamische Prozesse in einer Zelle werden durch Netzwerke interagierender Biomoleküle ausgelöst und gesteuert, die leicht Hunderte Komponenten umfassen können. Obgleich immer mehr Komponenten (Proteine, Gene, Metabolite) bekannt sind, bleiben ihre gegenseitigen Interaktionen oft verborgen. Die rechnergestützte Rekonstruktion der Topologie zellulärer Netzwerke aus experimentellen Daten ist daher ein wichtiges Forschungsgebiet der Systembiologie. Die ARB-Gruppe am MPI Magdeburg entwickelte neue Algorithmen für die Netzwerkrekonstruktion und wendete diese erfolgreich auf realistische Probleme an.

mehr
Zur Redakteursansicht