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Sonderforschungsbereiche und Transregios mit Sprecherfunktion der Ruhr-Universität Bochum

SFB/TR 87: Gepulste Hochleistungsplasmen zur Synthese nanostrukturierter Funktionsschichten

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Neue Materialien durch Plasmatechnik

Der Weg zu neuen Materialien etwa für Speichermedien von Handys, PCs, aber auch für künftige Energiesysteme führt über die Plasmatechnologie. Forscherinnen und Forscher aus der Informationstechnik, der Physik und dem Maschinenbau erforschen im Research Department „Plasmas with Complex Interactions“ grundlege Fragestellungen der Plasmaphysik vom Atom in der Gasphase bis zur Leistungscharakteristik beschichteter Materialoberflächen.

Plasma kann man nutzen, um Materialien zu beschichten und sie damit vor Verschleiß schützen. Solche Beschichtungen können auch Speicherkapazitäten von Computern erhöhen und somit auch Handys kleiner machen. Die vielfältigen Eigenschaften und Einsatzfelder von Plasma bieten die Chance innovative Materialien zu entwickeln.

Der SFB untersucht, wie sich Plasmen auf bestimmten Oberflächen verhalten und welche Wechselwirkungen daraus entstehen. Zentrales Thema in Bochum sind sogenannte gepulste Plasmen, die teils von Magnetfeldern unterstützt werden. Sie könnten in Zukunft wichtig für die Synthese von intelligenten Schichtsystemen sein.


SFB/TR 103: Vom Atom zur Turbinenschaufel – Wissenschaftliche Grundlagen für eine neue Generation einkristalliner Superlegierungen

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Gasturbinen der Zukunft

Einkristalline Turbinenschaufeln in Gasturbinen sind für die Mobilität der modernen Gesellschaft ebenso unverzichtbar wie für deren nachhaltige Versorgung mit Elektrizität. Schlüsselwerkstoffe für diese Turbinenschaufeln sind so genannte einkristalline Superlegierungen – das sind Legierungen auf Nickel- und Cobaltbasis.

Um mit diesen Superlegierungen höhere Wirkungsgrade bei höherer Nachhaltigkeit zu erzielen, erarbeitet der SFB/Transregio 103 „Vom Atom zur Turbinenschaufel – Wissenschaftliche Grundlagen für eine neue Generation einkristalliner Superlegierungen“ die Basis für eine neue Einkristalltechnologie.

Im Vordergrund stehen dabei grundlegende Fragen – zum Beispiel welche Strukturbildungsprozesse bei der Herstellung durch Vakkumfeinguss oder additive Fertigung ablaufen und wie die Mikrostruktur einer mechanischen Belastung im Hochtemperaturbereich standhält. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, Festkörperphysik und -chemie, skalenübergreifender Materialmodellierung und Fertigungstechnik arbeiten im SFB/TR 103 eng zusammen.


SFB 837: Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau

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Mehr Sicherheit im Tunnelbau

Wie kann man einen Tunnel bauen, ohne die umgebenden Straßen und Gebäude zu gefährden? Die geologischen Verhältnisse müssen dafür genauestens bekannt sein. Und zu recht sind die Anforderungen bei solch einem Vorhaben hoch. Doch ein Restrisiko bleibt. Zudem erfordern die Sicherheitsanforderungen teure Maßnahmen. 

Im SFB 837 „Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau“ erarbeiten Forscherinnen und Forscher Modelle, die den Tunnelbau ökonomischer und sicherer machen sollen. Sie entwickeln numerische Modelle, computergestützte Simulationsmethoden und Entwurfskonzepte, die die komplexen Wechselwirkungen unter anderem zwischen dem Baugrund, der Tunnelbohrmaschine, den Stützmaßnahmen und der oberirdischen Bebauung realitätsnah im Computermodell abbilden können. Und auch Störungen vor der Ortsbrust, dem Punkt, an dem das Schneidrad den Tunnel gräbt, sollen damit zuverlässig erkannt werden. Mit den Erkenntnissen aus diesem Sonderforschungsbereich können Tunnelprojekte besser geplant und umgesetzt werden.


SFB 874: Integration und Repräsentation sensorischer Prozesse

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Wie aus Wahrnehmung Gedächtnis wird

Dem Gedächtnis auf die Spur kommen, das wollen die Forscherinnen und Forscher im Sonderforschungsbereich 874 „Integration und Repräsentation sensorischer Prozesse“. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen, wie aus Wahrnehmung Gedächtnis und Verhalten entstehen.

Hören, Riechen, Schmecken, Sehen, Tasten, Gleichgewicht und Schmerz: Die Grundlagen der Sinneswahrnehmungen und die Orte im Gehirn, an denen sie abgelegt werden, sind weitestgehend erforscht. Der SFB 874 interessiert sich dagegen für den nächsten Schritt: Wie werden unsere Sinneseindrücke im Gehirn weiterverarbeitet und so miteinander kombiniert, dass daraus ein komplexes Gedächtnis entsteht? Diese Forschungslücke schließt der Sonderforschungsbereich 874.

Dazu arbeiten die Forscherinnen und Forscher mit einer systemorientierten neurowissenschaftlichen Strategie, um das Zusammenspiel von Sinneseindrücken, Wahrnehmung, Verhalten und Gedächtnisleistung zu verstehen und die jeweiligen Wechselwirkungen zu erforschen.


SFB 1280: Extinktionslernen

Gelerntes wieder loswerden

Menschen und Tiere können sich nicht nur neue Informationen aneignen, sondern auch lernen, dass früher erworbenes Wissen nicht mehr relevant ist. Der Prozess des Erstlernens ist sehr gut untersucht. Aber die Mechanismen des Extinktionslernens sind bislang nur lückenhaft verstanden.

Die Extinktion beinhaltet nicht nur das Vergessen alter Informationen. Sie umfasst auch einen neuen Lernprozess, der das zuvor Gelernte überlagert. Die vermeintlich nicht mehr vorhandene Gedächtnisspur kann unter bestimmten Bedingungen wieder auftauchen und dann Teil von psychologischen Problemen sein, etwa bei Angststörungen.

Im neuen Sonderforschungsbereich untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die neuronalen Mechanismen des Extinktionslernens und seine klinische Bewandtnis. Sie beleuchten das Thema auch aus der Perspektive der Entwicklungsbiologie und der Verhaltensforschung, bei Menschen und verschiedenen anderen Spezies, und sogar bei Robotern.


Bei folgenden Transregios ist die Ruhr-Universität mitantragstellende Institution:

SFB/TR 196: Mobile Material-Charakterisierung und -Ortung durch Elektromagnetische Abtastung (MARIE)
Sprecherhochschule und Mitantragsteller: Universität Duisburg-Essen
Weitere Partner: Universität Wuppertal, TU Darmstadt, Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik, Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme
Förderung seit 2017

SFB/TR 191: Symplektische Strukturen in Geometrie, Algebra und Dynamik
Sprecherhochschule und Mitantragsteller: Universität zu Köln
Weitere Partner: Universität Münster
Förderung seit 2017

SFB/TR 110: Symmetrien und Strukturbildung in der Chromodynamik
Sprecherhochschule: Bonn
Weitere mitantragstellende Institution: TU München, Peking University, Partner: Forschungszentrum Jülich
Förderung seit 2016

SFB/TR 129: Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre
Sprecherhochschule: RWTH Aachen
Weitere mitantragstellende Hochschule: TU Darmstadt
Förderung seit 2013

SFB/TR 60: Interaktion von Viren mit Zellen des Immunsystems bei persistierenden Virusinfektionen: Grundlagen für Immuntherapie und Impfungen
Sprecherhochschule: Duisburg-Essen;
Weitere mitantragstellende Institutionen: Huazhong University of Science and Technology, Fudan University, Wuhan University
Förderung seit 2009


Weitere Sonderforschungsbereiche mit Beteiligung Bochumer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler


SFB/TR 160: Kohärente Manipulation wechselwirkender Spinanregungen in maßgeschneiderten Halbleitern
Sprecherhochschule: TU Dortmund, Weitere Partner: Universität Paderborn, St. Petersburg University, Ioffe Institute St. Petersburg
Förderung seit 2015

SFB 823: Statistik nichtlinearer dynamischer Prozesse
Sprecherhochschule: TU Dortmund, Weiterer Partner: Universität Duisburg-Essen
Förderung seit 2009