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 bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Abteilung Systemtheoretische Grundlagen der Prozess- und Bioprozesstechnik

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Abteilung System- und signalorientierte Bioprozesstechnik

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Abteilung Physikalisch-Chemische Grundlagen der Prozesstechnik

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Blick übers Meer mit den Windrädern eines Offshore-Windparks, die mit großem Abstand gestaffelt bis zum Horizont stehen.

Ein neues Katalysatorkonzept schafft die Grundlage für eine großtechnische Methanisierung von Kohlendioxid

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Nach pandemiebedingter Pause konnte das Nobelpreisträger-Symposium in Lindau in diesem Jahr wieder vor Ort stattfinden

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Langfristig können Kontaktbeschränkungen schneller aufgehoben werden, wenn jüngere Menschen zuerst immunisiert werden

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ContiVir, ein Max-Planck-Spin-off, stellt den Kandidaten eines Impfstoffs gegen das Coronavirus vor, der sich schnell in großen Mengen herstellen ließe

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Forschende bringen Protonenpumpe der Atmungskette in künstlicher Polymer-Membran zum Laufen

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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.

Masterarbeit (m/w/d) Molekularbiologie

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg 25. Januar 2024

Kontrolle und Regulation der Balance von Zellwachstum und Zellabbau

2022 Metehan Ilter, Eric Schulze-Niemand, Matthias Stein 

Chemie Komplexe Systeme Strukturbiologie Zellbiologie

Deubiquitinasen sind Enzyme, die wichtige Signaltransduktionswege und Proteinabbau im menschlichen Organismus regulieren. Mutationen und Dysregulation führen zu einem unkontrollierten Zellwachstum. Pathogene aus Bakterien und Viren sind in der Lage, die Abwehr durch das menschliche Immunsystem zu umgehen, indem sie die Deubquitinasen des Wirts imitieren und ausschalten. Computersimulationen sind in der Lage, mechanistische Details dieser Prozesse aufzuklären und Einsicht in die strukturelle Dynamik der Aktivierung und der Funktion der Deubiquitinasen in Pathogenen und im Menschen zu geben. 

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Maschinelles Lernen von dynamischen Systemen 

2021 Benner, Peter; Goyal, Pawan K. 

Chemie Komplexe Systeme Strukturbiologie Zellbiologie

Wir diskutieren die Identifizierung nichtlinearer dynamischer Systeme aus Daten. Unser Ansatz beruht auf der Symbiose von Operatorinferenz und Deep Learning. Anwendungen finden sich z.B. beim Entwurf digitaler Zwillinge in Industrie und Technik. 

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Integrierter Material- und Prozessentwurf mit Künstlicher Intelligenz

2020 Teng Zhou, Zhen Song, Steffen Linke, Zhiwen Qi, Kai Sundmacher, Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Abteilung Prozesstechnik, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Lehrstuhl Systemverfahrenstechnik, Max-Planck Partnergruppe, East China University of Science and Technology, Shanghai

Chemie Komplexe Systeme

Mittels modellgestützter Optimierung der Strukturen von Lösungsmitteln und Materialien können chemische Prozesse signifikant verbessert werden. Mit systematischen Screeningmethoden können toxische durch umweltfreundliche Hilfsstoffe ersetzt werden.

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Zuverlässige Diagnose für Brennstoffzellen

2019 Vidaković-Koch, Tanja; Sorrentino, Antonio

Chemie Komplexe Systeme Materialwissenschaften

Im Zeitalter der Elektromobilität spielen elektrochemische Energiewandler wie Brennstoffzellen eine wesentliche Rolle im Alltag. Daher werden Diagnosewerkzeuge, welche die verschiedenen Fehlerzustände (Flutung, Austrocknung, Katalysatorabbau, Vergiftung etc.) dieser Geräte exakt feststellen können, zunehmend erforderlich. Wir berichten über ein neues experimentelles Verfahren zur Brennstoffzellendiagnostik, das auf der Frequenzganganalyse von Konzentrationseingang und elektrischem Ausgang (Strom- oder Zellpotenzial) basiert und selektiv zwischen verschiedenen Fehlerzuständen unterscheidet.

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Optimierung und Regelung chemischer Trennverfahren

2018 Kienle, Achim

Chemie Komplexe Systeme Strukturbiologie Zellbiologie

Die Trennung von komplexen Stoffgemischen ist eine wichtige Aufgabe in der chemischen, pharmazeutischen und biotechnologischen Industrie. Präparative Chromatographie ist hier ein häufig angewendetes Verfahren. Aktuelle Forschungsarbeiten an unserem Institut leisten einen Beitrag zum besseren Verständnis dieser Prozesse, zum zielgerichteten Prozessentwurf und zur automatischen Prozessführung. Zwei ausgesuchte Schwerpunkte betreffen die modellgestützte Analyse von Prozessen mit impliziten Adsorptionsisothermen sowie ein neues selbstlernendes Regelkonzept.

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