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Unsere Daten werden verschlüsselt, wenn wir im Internet surfen oder eine Nachricht per Messenger schicken. Bis jetzt sind viele dieser Verfahren recht sicher – wenn aber der Quantencomputer kommt, ist es mit dieser Sicherheit vorbei. Daher hat das Exzellenzcluster CASA Verschlüsselungsmethoden entwickelt, die sogar Quantencomputern standhalten können. Außerdem wird erforscht, wie die IT-Sicherheit so umgesetzt werden kann, dass sie für Anwender*innen verständlicher und einfacher in der Anwendung wird.

Schuppenflechte, Rheuma, Morbus Crohn – immer mehr Menschen müssen mit chronischen Entzündungskrankheiten leben. Das Exzellenzcluster PMI (Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen) sucht nach den Ursachen dieser Erkrankungen und strebt nach individualisierten Behandlungen für die Patientinnen und Patienten. Das große Ziel ist es, Entzündungskrankheiten zu stoppen und somit ihr Fortschreiten zu verhindern. Auf der Suche nach den Ursachen für chronische Entzündungserkrankungen untersuchen Clustermitglieder auch alte DNA (aDNA), um so die Entwicklung des menschlichen Immunsystems zu verstehen.

Wie wird die Zukunft der Landwirtschaft aussehen? Beim Exzellenzcluster PhenoRob in Bonn hat man davon eine recht klare Vorstellung. Drohnen fliegen über die Felder und erfassen den Zustand der Pflanzen. Am Boden sind Roboter unterwegs, die einzelne Nutzpflanzen gezielt mit Dünger versorgen oder Unkraut entfernen.

Wenn wir spannende Dinge erleben, speichert unser Gehirn das ab. Wir haben ein Kurzzeit- und ein Langzeitgedächtnis. Das sind Fakten, die wir alle über unser Gehirn wissen. Aber wie genau das alles abläuft, das weiß die Wissenschaft noch nicht. Und erst wenn entschlüsselt ist, wie wir uns Dinge merken können, werden wir auch all die Demenzerkrankungen verstehen, die mit dem Vergessen zu tun haben. Das Exzellenzcluster NeuroCure beschäftigt sich nicht nur mit dem Gedächtnis, sondern beispielsweise auch mit Krankheiten wie der Autoimmunenzephalitis. Bei dieser Erkrankung kämpft der Körper gegen sich selbst – und stört dadurch wichtige Funktionen des Gehirns. Die...

Der Klimawandel sorgt für ein Umdenken in vielen Bereichen. Wichtig ist dies auch im Bereich der Mobilität. Neben Elektroautos, die mit regenerativ erzeugtem Strom geladen werden, wird hier auch im Bereich des grünen Wasserstoffantriebs geforscht. Aber nicht nur das. „The Fuel Science Center“ geht viele verschiedene Wege und sucht nach Möglichkeiten, Kraftstoffe ohne fossile Komponenten herzustellen, die gleichzeitig nachhaltig und auch bezahlbar und sozial verträglich sind. Eine Schlüsseltechnologie dabei ist die Katalyse.

Prof. Dr. Gunther Hartmann erklärt, was es mit dem angeborenen und dem erworbenen Immunsystem auf sich hat und wie wir durch mRNA-Impfstoffe gezielt unser Immunsystem bei der Abwehr von Viren unterstützen können.
Prof. Elvira Mass spricht über Umwelt- und Umgebungseinflüsse auf das Immunsystem. Zum einen haben Studien gezeigt, dass wir alle Mikroplastik-Partikel in unserem Körper haben – inwiefern dies uns schadet, versucht das Cluster zu erforschen. Außerdem erklärt sie, wie sich Faktoren wie Übergewicht bei der Mutter auf das ungeborene Kind übertragen und dieses schließlich ein Leben lang begleiten.

Es gibt noch viele offene Fragen, was die Ozeane und den Ozeanboden betrifft. Vor allem, wenn wir die Auswirkungen des Klimawandels auf die Meere betrachten. Prof. Michal Kucera erforscht anhand von Sedimentproben fossiles Plankton und zieht dadurch Rückschlüsse auf dessen Wanderungsbewegungen sowie die Artenvielfalt der vergangenen 100.000 Jahre – auch mithilfe von sogenannter „alter DNA“ (aDNA). Dr. Miriam Römer fährt ein bis zwei Mal im Jahr auf hohe See, um sogenannte „Kalten Quellen“ zu erforschen und herauszufinden, wieviel Methan am Meeresboden gebunden ist und eventuell austreten wird, sobald sich das Klima weiter erwärmt. Beide helfen mit ihrer Forschung, den Ozeanboden...

Niemand hat bisher den direkten Beweis erbracht, dass es Dunkle Materie gibt. Doch die meisten Physikerinnen und Physiker zweifeln nicht mehr daran, dass im Universum etwas existiert, das einen weit größeren Anteil an dessen gesamter Masse ausmacht als die sichtbare Substanz. Im Exzellenzcluster „Quantum Universe“ geht man verschiedenen Ansätzen nach, um dieser geheimnisvollen Materie auf die Spur zu kommen.

Prof. Matthias Drieß ist Chemiker aus Leidenschaft. Mit Begeisterung erzählt er von der grünen Chemie, von der Vorstellung, dass wir eines Tages zu Hause unseren eigenen Wasserstoff und Methanol herstellen, um damit unsere Autos zu betanken und unseren „persönlichen“ Energiebedarf zuhause zu decken. In der grünen Chemie geht es um die umweltschonende Herstellung von Chemikalien, um die Minimierung von „Abfall“ in chemischen Prozessen und darum, die Natur zum Vorbild zu nehmen.

Wie ist das Leben entstanden? Über die Anfänge des Lebens ist recht wenig bekannt. Der Exzellenzcluster ORIGINS in München versucht, Leben im Labor entstehen zu lassen. Die Forschenden wollen nicht die biologische Evolution nachzeichnen, die sich im Stammbaum von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen widerspiegelt. Sie denken eher an sehr rudimentäre Formen des Lebens: An die ersten Moleküle, die sich selbst vervielfältigen und dabei selbstständig Information weitergeben konnten. Solche Einheiten müssen sich in einer Evolution der Moleküle aus weitaus einfacheren Bausteinen entwickelt haben.