Sprecher für die TUHH: Professor Johannes Gescher

Laufzeit: seit 2025

Mit diesem Projekt verfolgen wir die evidenzbasierte Hypothese, dass produktive Biofilmsysteme für eine nachhaltige biobasierte Produktion in Zukunft von entscheidender Bedeutung sein werden.

In Biofilmen haften Mikroorganismen typischerweise an einer Oberfläche und kommen in hoher Zelldichte vor. Außerdem sind sie widerstandsfähiger gegenüber wachstumshemmenden Faktoren, was im medizinischen Kontext problematisch ist, aber angesichts der Prozessrobustheit in biotechnologischen Anwendungen von Vorteil sein kann. Obwohl die meisten potenziellen mikrobiellen Biokatalysatoren auf der Erde in Form von Biofilmen wachsen und obwohl sie sich in hoher Zelldichte ansiedeln können und relativ robuste Lebensformen sind, arbeiten wir in der Biotechnologie nach wie vor hauptsächlich mit planktonischen Mikroorganismen in durchmischten Rührkesselreaktoren. Dies ist auch überraschend, da Biofilme in der Vergangenheit bewiesen haben, dass sie (I) produktiver sein können, (II) eine höhere Widerstandsfähigkeit aufweisen und (III) eine einfachere Produktaufarbeitung ermöglichen als planktonische Systeme.

Es mangelt an Wissen, Erfahrung und Reaktortechnologie, um diese Systeme als neue biokatalytische Werkzeuge in einer biobasierten Wirtschaft zu implementieren. Daher besteht ein dringender Bedarf an Grundlagenforschung, um angewandte Biofilmkatalysatoren zu verstehen, ihr volles Potenzial durch Stoffwechsel- und Gentechnik auszuschöpfen und sie in Reaktorumgebungen einzusetzen, die wettbewerbsfähige Raum-Zeit-Ausbeuten in zukünftigen Anwendungen ermöglichen.

In Deutschland gibt es zahlreiche Forschungsgruppen in vielen verschiedenen Disziplinen (z. B. Ingenieurwesen, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Physik), die sich mit Biofilmen befassen. Diese vielfältige Gruppe von Wissenschaftlern wird im Rahmen dieses SPP angesprochen, um Fachwissen und Techniken synergistisch zu kombinieren und sich auf produktive Biofilmsysteme zu konzentrieren. Das Schwerpunktprogramm wird eine solche interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglichen und fördern. Außerdem wird es eine neue Generation von Wissenschaftler*innen ausbilden und einen maßgeschneiderten Lehrplan für die individuelle Vermittlung von Methoden sowie Soft Skills erstellen. Darüber hinaus legt das Programm einen starken Fokus auf Internationalisierung durch die Zusammenarbeit mit drei Zentren für Biofilmforschung in Großbritannien, den USA und Singapur. Von dieser Strategie profitiert das Schwerpunktprogramm in wissenschaftlicher Hinsicht, und die Studierenden profitieren individuell durch die Vernetzung mit potenziellen Partnern für zukünftige internationale Karriereschritte.

Sprecher für die TUHH: Prof. Bodo Fiedler, Prof. Johannes Gescher, Prof. Andreas Liese

Laufzeit: seit 2021

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Der SPP 2240 „e-Biotech“ nutzt die neuesten Fortschritte in der (Bio-)Elektrochemie, Mikrobiologie, Materialwissenschaft, System- und synthetischen Biologie und Verfahrenstechnik, um den Weg für ein aufstrebendes neues Feld zu ebnen, die Elektrobiotechnologie. Es bietet eine immense Chance mittels Biokatalyse, völlig neue und hocheffiziente Bioprozesse aus Strom und nachhaltigen Substraten einschließlich CO2 zu entwickeln. Hierzu ist Grundlagenforschung, insbesondere mit einem ingenieurwissenschaftlichen Ansatz zur Verknüpfung der Grundlagenwissenschaft mit der Prozesstechnik, dringend erforderlich. Das SPP bringt Forschungsgruppen mit breiter Expertise und von verschiedenen Standorten für eine echte interdisziplinäre Zusammenarbeit zusammen. Damit schafft e-Biotech die notwendigen Grundlagen, um das Versprechen der Elektrobiotechnologie zu verwirklichen und für Deutschland in diesem wichtigen Bereich der Bioökonomie und der Nutzung regenerativer Energien (Power-to-Products) international führend zu werden.  (Quelle: DFG GEPRIS)

Sprecher für die TUHH: Prof. Dr. Nihat Ay; Dr. Ing. Manfred Eppe

Laufzeit: Seit 2018

Dieser SPP bringt Kognitions- und Verhaltenswissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen (wie Psychologie und Robotik) zusammen, um die sensormotorischen Grundlagen des menschlichen Selbst zu untersuchen. Verschiedene Entwicklungen sind für das in der letzten Zeit stark entfachte Interesse am Thema des Selbst und entsprechenden Forschungsaktivitäten verantwortlich, so wie die zunehmende Verfügbarkeit von Techniken der virtuellen Realität, bezahlbare Roboter mit menschlichen Eigenschaften, die Entwicklung nicht-invasive Methoden zur Untersuchung der frühkindlichen Entwicklung und konvergierende theoretische Überlegungen zur ideomotorischen Handlungskontrolle und der sogenannten Embodied Cognition. Der SPP zielt unter anderem auf die Aufklärung der Frage, wie plastisch unsere Selbstrepräsentationen sind, wie sie sich durch konkrete sensormotorische Erfahrungen verändern, in welchem Maße sie von Erinnerungen an frühere Erfahrungen abhängen, in welchem Maße die Erfahrungen der Selbstwirksamkeit und der Körperlichkeit voneinander abhängen, wie die Repräsentation des Selbst andere kognitive Prozesse beeinflusst und ob bzw. in welchem Maße künstliche Agenten wie zum Beispiel Roboter Selbstrepräsentationen haben können. Das übergeordnete Ziel des SPP besteht darin, die Mechanismen der kognitiven Selbstkonstruktion und die Rolle der sensomotorischen Erfahrung für diesen Konstruktionsprozess zu beschreiben, zu charakterisieren und zu verstehen.

Sprecher für die TUHH: Michael Schüter, Anna-Lena Heins, Manfred Eppe, Marko Hoffmann

Laufzeit: seit 2019

Das SPP 2170 "InterZell" erforscht Fragen der modernen Bioverfahrenstechnik und verbindet biologische Forschung (Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellkultivierung und Zellbiologie) mit ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien (Systemmodellierung, Prozessentwicklung, Simulation). Im interdisziplinären Kontext werden Zell-Zell und Zell-Bioreaktor Interaktionen untersucht. Trotz intensiver Forschung sind vor allem Fragen der Zell-Zell-Interaktion in Mischkulturen oder der Zell-Bioreaktor-Interaktion ungeklärt und können zu Produktionseinbußen führen. Im SPP "InterZell” werden neue biotechnische Verfahrensprinzipien auf der Basis von synthetischen Mischkulturen erarbeitet und Werkzeuge für den erfolgreichen Transfer vom Labor in den technischen Maßstab ohne Leistungsverlust entwickelt. "InterZell" möchte auch die Vernetzung von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern fördern.

Sprecher für die TUHH: Bodo Fiedler, Andreas Liese, Michael Schlüter, Johannes Gescher, Daniel Ohde

Laufzeit: seit 2021

Der SPP 2240 „e-Biotech“ nutzt die neuesten Fortschritte in der (Bio-)Elektrochemie, Mikrobiologie, Materialwissenschaft, System- und synthetischen Biologie und Verfahrenstechnik, um den Weg für ein aufstrebendes neues Feld zu ebnen, die Elektrobiotechnologie. Es bietet eine immense Chance mittels Biokatalyse, völlig neue und hocheffiziente Bioprozesse aus Strom und nachhaltigen Substraten einschließlich CO2 zu entwickeln. Hierzu ist Grundlagenforschung, insbesondere mit einem ingenieurwissenschaftlichen Ansatz zur Verknüpfung der Grundlagenwissenschaft mit der Prozesstechnik, dringend erforderlich. Das SPP bringt Forschungsgruppen mit breiter Expertise und von verschiedenen Standorten für eine echte interdisziplinäre Zusammenarbeit zusammen. Damit schafft e-Biotech die notwendigen Grundlagen, um das Versprechen der Elektrobiotechnologie zu verwirklichen und für Deutschland in diesem wichtigen Bereich der Bioökonomie und der Nutzung regenerativer Energien (Power-to-Products) international führend zu werden.

Sprecher für die TUHH: Matthias Schulte

Laufzeit: seit 2020

Dieses Schwerpunktprogramm (SPP) widmet sich der mathematischen Analyse von Effekten und Phänomenen, die aus einem Zusammenspiel von Zufall und Geometrie entstehen. Analytische Arbeiten werden dominieren, aber auch Simulationen, numerische, statistische und Modellierungsarbeiten werden Teil des Programms sein. Viele Fragen von intrinsischem mathematischem Interesse werden angesprochen. Disziplinen wie Physik, Materialwissenschaft und Telekommunikation werden entscheidende Quellen für Probleme, Motivationen, Modelle und Lösungen sein. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuer und Verfeinerung bestehender Methoden und so weiter die Erstellung und Analyse neuer zufälliger räumlicher Modelle. Mit dem Koordinationsfonds soll ein breites und effizientes Austausch- und Aktivitätsprogramm für die Teilnehmer des PP und weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Forschungseinrichtungen im In- und Ausland ermöglicht werden.

Sprecher für die TUHH: Stefan Heinrich

Laufzeit: seit 2021

Das Mischen von dispersen Systemen (Partikeln und Pulvern) ist eine traditionelle Unitoperation der Verfahrenstechnik. Die Anwendungen von gemischten partikulären Systemen reichen von der Verarbeitung von Lebensmitteln, pharmazeutischen und chemischen Substanzen bis hin zur Materialverarbeitung und Werkstofftechnik. Das funktionelle Mischen verschiedener Partikeltypen (Heteroaggregation) hat das Potenzial, herausragende neue Eigenschaften von dispersen Produkten zu erzeugen, die von der Mischungszusammensetzung und von verschiedenen sekundären Prozessbedingungen abhängen. Dabei kann eine neue Produkteigenschaft durch den direkten Kontakt verschiedener Partikel (Heterokontakt) und damit durch die entstehende Grenzfläche zwischen den jeweiligen Teilkomponenten entstehen. Viele Anwendungen haben gezeigt, dass diese Heterokontakte von grundlegender Bedeutung für bestimmte funktionelle Eigenschaften sind. In den meisten Fällen resultieren die neuen Eigenschaften aus der Übertragung von Ladungen, Masse, Wärme, Kräften oder Momenten, ohne dass es einer chemischen Reaktion der Komponenten bedarf. Die Qualität eines solchen Partikelgemisches hängt also direkt mit den Kontaktstellen und Grenzflächen der verschiedenen Partikel und den Details der Wechselwirkung zwischen ihren Spezies im Kontakt zusammen. Die neue Eigenschaft aus der Kontaktzone steuert die Material- und Produkteigenschaften des gesamten Systems, das im Kontext des SPP als Heterokontakt bezeichnet wird. Direkte Informationen über die Qualität des Heterokontakts (z. B. Anzahl der Kontakte, Transporteigenschaften zwischen verschiedenen Partikelsorten) könnten daher die Basis für eine grundlegende Beschreibung der neuen Eigenschaften des Partikelgemischs. Gleichzeitig muss der Heteroaggregationsprozess zur Erzeugung solcher Heterokontakte untersucht und kontrolliert werden. In den verbleibenden drei Jahren des SPP konzentriert sich die Forschung verstärkt auf spezifische Materialfunktionen der heteroaggregierten partikulären Systeme, die nachgewiesen und mit den Prozessparametern verknüpft werden. Dieser Schwerpunkt stellt wiederum besondere Anforderungen an angepasste Prozessmess- und -regeltechniken sowie an die Material- und Partikelcharakterisierung. Im Einzelnen ergeben sich die folgenden Ziele: - Nutzung der bisherigen Erkenntnisse für mehrstufige Prozesse zur Erzeugung von Hetero-Aggregaten mit integrierter Prozessführung. Dazu gehören Aerosolprozesse zur definierten Erzeugung von Heteroaggregaten, mit einer adäquaten Prozessdiagnostik zur Detektion von Mischungsvorgängen. - Nutzung und Kopplung verschiedener CFD-, Partikel- und Reaktionsmodelle und Aufbau einer ganzheitlichen Simulationsumgebung zur Auslegung von Materialfunktionen. - Etablierung von Standardverfahren zur Charakterisierung von Heteroaggregaten im Submikrometerbereich unter Nutzung von Probenzügen aus schnellen Aggregationsprozessen und tomographischen Methoden zur Charakterisierung von Heteroaggregaten.

Sprecher für die TUHH: Dieter Krause, Hoc Khiem Trieu

Laufzeit. seit 2021

Die Digitalisierung bietet enormes Potenzial von privaten Anwendungen über das öffentliche Leben bis zur Wirtschaft, dazu werden umfangreiche und zuverlässige Daten zum Betriebszustand von Maschinen und Anlagen benötigt. In praktisch jeder Maschine befinden sich in direkter Prozessnähe standardisierte Maschinenelemente, wie z.B. Schrauben, Lager, Zahnräder, Dichtungen und Welle-Nabe-Verbindungen. Sensorsysteme für unterschiedlichste Messaufgaben sollen im SPP in Maschinenelemente integriert werden, um Daten in direkter Prozessnähe „in-situ“ zu erfassen und auszuwerten. Die sensorintegrierenden Maschinenelemente (SiME) sollen sich selbstständig beim Steuergerät des Maschinensystems anmelden und ad-hoc vernetzen. Nach Mitteilung der individuellen Messfähigkeiten bekommen sie vom Steuergerät individuelle Mess- und Auswerteaufgaben zugewiesen. Die Daten werden vor Ort gewonnen, reduziert und nur bei Bedarf drahtlos übermittelt, die erforderliche elektrische Energie dazu gewinnt das SiME vor Ort kabellos. Ziel des SPP sind die Grundlagen von SiME, deren methodisch gestützte Konzeptionierung und Systemintegration. Im Fokus stehen „gewöhnliche“ Maschinenelemente als standardisierte Basiselemente des Maschinenbaus. Mittels SiME können präzise Messdaten flächendeckend gewonnen und für unterschiedlichste Anwendungen genutzt werden. Gewöhnliche Maschinenelemente werden so als SiME zum Treiber flächendeckender Digitalisierung. Die für diese Forschungsaufgabe erforderlichen Kompetenzen sind über wissenschaftliche Einrichtungen verschiedener Disziplinen verteilt. Die Ziele dieses SPP können wegen der komplexen Wechselwirkungen nur durch interdisziplinäre Zusammenarbeit der Fachdisziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik erreicht werden. Während in der ersten Förderperiode die Erarbeitung sensorischer Konzepte für SiME, die Abschätzung des Einflusses der Sensorintegration auf die Primärfunktion und ein erster Funktionsnachweis im Vordergrund standen, fokussiert die zweite Förderperiode auf deren Systemintegration. Ziel der zweiten Förderperiode ist es, die Prototypen in autarke Systeme zu überführen und die Funktionszuverlässigkeit des sensorischen Systems hinsichtlich Energie-, Wärme- und Datenhaushalt zu analysieren und nachzuweisen. Die Autonomie von externer Energieversorgung soll erreicht und eine kabellose Datenübertragung ermöglicht werden. Ferner muss Updatefähigkeit der verwendeten Software ermöglicht werden. Um die Funktionsfähigkeit der SiME nachzuweisen, müssen diese in die Datenerfassung und -Auswertung des Gesamtsystems integriert werden. Die Zuverlässigkeit des SiME hinsichtlich der Primärfunkton des Maschinenelements als auch der sensorischen Funktion soll gewährleistet und nachgewiesen werden. Die Auslegung von SiME soll in einem Rahmenwerk zur Gestaltung und Entwicklung dokumentiert werden.

Sprecher für die TUHH: Kevin Linka

Laufzeit: seit 2021

Dies ist das zentrale Koordinationsprojekt zur Unterstützung der zweiten Förderphase des SPPs 2311 zum Thema "Robuste Kopplung von kontinuumsbiomechanischen In-silico-Modellen zur Erstellung aktiver biologischer Systemmodelle für den späteren Einsatz in klinischen Anwendungen - Co-Design von Modellierung, Numerik und Usability". Die Motivation des SPPs ergibt sich aus der Erkenntnis, dass trotz jüngster Fortschritte in der Biomechanik das Potenzial für medizinische Anwendungen noch nicht voll ausgeschöpft werden konnte. Einer der Gründe dafür sind die noch unzureichend entwickelten Schnittstellen zwischen Modellierung, Numerik und klinischer Anwendung. Hier setzt das SPP mit einem iterativen Co- Design-Ansatz zur biomechanischen Modellentwicklung an. Ziel ist es, nachhaltige Entwicklungskonzepte mit Blueprint-Charakter zu entwickeln. Die Herausforderung ist die hohe Komplexität aktiver biologischer Systeme; daher erfordern Multiskalen-Systemmodelle eine enge Zusammenarbeit zwischen Medizin, Ingenieurwissenschaften, numerischer Mathematik (Numerik) und Informatik. Insbesondere die Beschreibung von multiskaligen Systemmodellen erfordert innovative Kopplungsstrategien, die moderne Computerarchitekturen, neue und robuste numerische Methoden, Datenstrukturen und Integrationsfähigkeiten einbeziehen. Darüber hinaus müssen die Simulationsergebnisse für den Transfer in die Klinik und für die Anwendung auf klinische Fragestellungen in gemeinsamer Arbeit mit Medizinern aufbereitet werden. In der ersten Förderperiode wurden bereits richtungsweisende Erfolge bei der Entwicklung von gekoppelten Multiskalenmodellen mit robusten Kopplungsmethoden und -strategien erzielt. Beispiele sind ganzheitliche in silico-Modelle für den Skelettmuskel, das Herz und die Leber. Die Anbindung an die Numerik und die Nutzbarkeit bleibt jedoch eine Herausforderung. Welche Daten zur Parametrisierung und Individualisierung stehen beispielsweise in der klinischen Praxis zur Verfügung, welche numerischen Lösungsalgorithmen sind stabil und effizient genug, um von klinischen Anwendern akzeptiert und fehlerfrei eingesetzt zu werden, oder wie können die bereits entwickelten Methoden auf andere Anwendungsszenarien übertragen werden? Fragen wie diese sollen in der zweiten Förderperiode beantwortet werden. Der Fokus dieses Schwerpunktprogramms liegt auf der Modellierung aktiver biologischer Systeme im menschlichen Organismus, die klinische Integration und die Definition der Schnittstellen zwischen Modell und klinischer Anwendung; der Transfer der Modelle in die Klinik über klinische Studien ist jedoch nicht das Ziel des SPPs. Das Programm wird sich insbesondere auf Kopplungsstrategien für "aktive" biologische Systeme konzentrieren. Die Definition von "aktiv" bezieht sich auf Systeme, die aufgrund physikalischer, chemischer und/oder biologischer Phänomene oder Stimuli eine Zustandsänderung erfahren. Beispiele hierfür sind Stoffwechselprozesse, Wachstum/Umbau oder elektrische Stimulation.

Sprecher für die TUHH: Kay Smarsly

Laufzeit: Seit 2022

Der Zustand eines Bauwerks ist – ähnlich dem von Menschen – mit fortschreitendem Lebensalter von einer progressiven Degradation geprägt. Vorbeugende Maßnahmen gegen die Alterung sind umso erfolgreicher, je eher sie ergriffen werden. Das SPP "Hundert plus" zielt darauf ab, die Nutzbarkeit komplexer Strukturen durch intelligente Digitalisierung zu verlängern. Dazu sind drei Kernforschungsbereiche vorgesehen: (1) Digitale Modelle, (2) Digitale Verknüpfung und (3) Zustandsindikatoren, wobei die Schwerpunkte (1) und (2) in der ersten Förderphase fokussiert werden sollen. Die erfolgreiche Methodenentwicklung im SPP wird durch zwei wesentliche Elemente unterstützt. Das erste Element ist die zentrale Koordination der Schwerpunktaktivitäten, die Beförderung des gegenseitigen, befruchtenden Wissens- und Erfahrungsaustauschs und die koordinierte Unterstützung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Hierfür sind zahlreiche Schwerpunktaktivitäten geplant, z. B. Organisation und Durchführung jährlicher Schwerpunkttreffen, interdisziplinäre Cluster-Workshops, Veranstaltungen zur Doktorandenweiterbildung und die Involvierung von Gästen und Assoziierten. Eine gezielte Öffentlichkeitsarbeit soll die Sichtbarkeit des SPP befördern. Das zweite Element ist die Forschung am Validierungsbauwerk innerhalb des wissenschaftlichen Begleitprojekts. Ziel ist es, die im SPP entwickelten Methoden zur Modellgenerierung, zur digitalen Verknüpfung und zur Ableitung von Zustandsindikatoren an einem realen Demonstratorbauwerk zu testen und zu validieren. Als Validierungsbauwerk wurde die Weserstrombrücke im Zuge der BAB A2 bei Bad Oeynhausen ausgewählt. In Förderphase 1 werden zunächst digitale Modelle anhand verschiedener Ressourcen wie z. B. Bestandsplänen, Laserscans und Photogrammetriemessungen sowie zerstörungsfreien Methoden erstellt, geprüft und verbessert. Das Ergebnis bildet die Grundlage für den digitalen Zwilling. Dieser und alle weiteren Daten werden auf der gleichzeitig eingerichteten Plattform für Datenmanagement und -austausch abgelegt, aufbereitet und nachhaltig gespeichert. Außerdem wird ein initiales Structural-Health-Monitoringsystem für das Validierungsobjekt entwickelt und installiert, wodurch eine Realdatenbasis geschaffen wird. Darüber hinaus werden all diese heterogenen Modelle und Daten, die aus verschiedenen Quellen stammen, miteinander verknüpft. Mit diesem Gesamtsystem wird dann ein umfassender wissenschaftlicher Austausch über alle Projekte in Phase 1 realisiert. Darauf aufbauend können in Phase 2 Teilprojekte auf der Grundlage dieses bestehenden Systems entwickelt werden.

Sprecher für die TUHH: Jan-Hendrik Dege, Jens-Peter Zemke

Laufzeit: seit 2023

Das übergeordnete Forschungsziel ist die bisher erarbeitete und vorliegende deterministische Modellwelt (Whitebox) mit einer neuen, zu beforschenden, datengetriebenen Modellwelt (Black-box) in Greybox-Modellen zu kombinieren. Mit diesen Greybox-Modellen sollen dann die rein deter-ministisch nicht beschreibbaren, zeitlichen Veränderungen der Werkzeuge im Einsatz bis hin zum Standzeitende erfasst werden. Die robusten, aber ungenauen Prognosen aus Whitebox-Modellen sollen mit Hilfe datengetriebener und lernfähiger Blackbox-Modellen in ein präzises Zielfenster konvergiert werden. Bereits existierende Algorithmen der Statistik oder des maschinellen Lernens, die im Verständnis einer Blackbox-Modellierung agieren, bilden dafür einen Lösungsraum und sollen nicht gänzlich neu entwickelt, aber genutzt oder modifiziert werden. Damit wird eine wissensbasierte Auswahl und Qualifizierung beschichteter Werkzeuge für neue oder effizientere Zerspanprozesse ermöglicht. Ziel ist der Aufbau individueller Greybox-Modelle, die eine Qualifizierung beschichteter Werkzeuge für die Hochleistungszerspanung ermöglichen. Damit soll die derzeit existierende Lücke zwischen stationären Werkstoffeigenschaften vor und nach dem Einsatz, also das instationäre Systemverhalten der beschichteten Werkzeuge in der Zerspanung, erforscht und geschlossen werden. Voraussetzung dafür ist, dass die notwendige Expertise auf Seiten der Werkstoff-/Beschichtungstechnik und der Fertigungstechnik vorliegt. Die statistische Absicherung und die Bewertung der Daten hinsichtlich Plausibilität und Qualität sind weitere wichtige Bestandteile des Lösungsweges, daher ist ebenfalls Expertise aus den Qualitätswissenschaften erforderlich. Bei Bedarf kann Expertise aus der Messtechnik, Statistik oder der wissenschaftlichen Datenanalyse integriert werden. Die Entwicklung neuer Messtechnik oder Werkstoffanalytik steht nicht im Vordergrund, kann aber im Einzelfall zu neuen Lösungsansätzen führen und soll daher nicht generell ausgeschlossen werden. Die wesentliche Eingrenzung erfolgt über die verwendeten Werkzeuge und Zerspanoperationen. Bereits einsatzfähige Schichtsysteme werden unmittelbar zu Projektstart ausschließlich auf Werkzeugen aus Hartmetall abgeschieden und für die Zerspanversuche in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt. Prozessdaten zur Herstellungshistorie der beschichteten Werkzeuge sind nicht zwingend notwendig. Als Zerspanoperation wird nur Drehen oder Fräsen betrachtet. Um Ergebnisse und Daten aus Vorarbeiten nutzen zu können, wird der zu verwendende Werkstückwerkstoff auf „Metalle“ eingegrenzt.

Sprecher für die TUHH: Martin Ritter, Frank Schmidt-Döhl

Laufzeit: seit 2024

Dieses Koordinationsprojekt spiegelt die Koordinationsaktivitäten für das Schwerpunktprogramm "Klimaneutraler Beton" wider, das einen wissenschaftlichen und einen koordinierenden Aufgabenbereich für die erste Förderperiode umfasst. Die Koordinierungsaufgaben bestehen darin, die verschiedenen Vernetzungs-, Ausbildungs- und Austauschaktivitäten des SPP zu koordinieren, mit dem Ziel, eine maximale Kohärenz zwischen den verschiedenen Forschungsprojekten innerhalb dieses SPP zu erreichen. Die Aktivitäten fokussieren sich darauf, die Interaktion und den Wissensaustausch zwischen den verschiedenen Forschungsprojekten zu fördern und gleichzeitig die gemeinsame Nutzung und den Austausch von interdisziplinärem und grundlegendem Wissen über eine speziell dafür vorgesehene Datenmanagementplattform (DMP) zu ermöglichen. Die wissenschaftlichen Aufgaben bestehen in der Bewertung der CO2-Reduktion der einzelnen Forschungsprojekte, die im Rahmen dieses SPP ausgewählt wurden, wobei der Schwerpunkt auf dem Reduktionspotenzial liegt. Hierfür wird über die gesamte Laufzeit des SPP ein Life-Cycle-Assessment (LCA)-basiertes Modell entwickelt, für das eine Postdoc-Stelle in das Koordinationsprojekt aufgenommen wird. Mit diesem wissenschaftlichen Bewertungsansatz wird während der gesamten Laufzeit des Schwerpunktprogramms ein kontinuierlicher quantitativer Vergleich der in den einzelnen Forschungsprojekten dieses SPP erzielten CO2-Reduktionen durchgeführt. Das Koordinationsprojekt wird außerdem um einen Mercator Fellow erweitert, der den Postdoc mit speziellem Wissen über maschinelles Lernen unterstützen wird, um mögliche die CO2-Reduktionen für jedes einzelne Projekt weiter zu erhöhen.