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Research Departments

Die Spitzenforschung an der RUB wird anhand von flexiblen, interdisziplinären Research Departments (RD) organisiert. Aus den Research Departments, die sich untereinander und international stark vernetzen, entstehen größere Cluster, um übergreifende Fragestellungen zu erforschen.

 

Solvation Science

Fast alle chemischen Reaktionen – von der Biologie bis hin zu industriellen Prozessen – finden in Lösung oder in Kontakt mit Lösungsmitteln statt. Das detaillierte Verständnis von Solvatationsprozessen ist daher Grundlage für kommende Schlüsseltechnologien wie die „Grüne Chemie“ und die Elektrochemie. Es ist unverzichtbar, wenn es darum geht, chemische Prozesse zu erschließen, industrielle Prozesse zu  optimieren, den Umweltschutz zu verbessern, Korrosion zu vermeiden oder die Energieeffizienz zu steigern, aber auch für das Verständnis biologischer Prozesse, bei denen Wasser das allgegenwärtige Lösungsmittel ist. Die Forscherinnen und Forscher des Research Departments gehen diese Fragen anders als oft üblich nicht empirisch und beschreibend an. Stattdessen wollen sie die Grundlagen im Detail erforschen, um universelle Erkenntnisse zu gewinnen und das Verhalten von Molekülen und Reaktionen in Lösung vorhersagen zu können. Dazu bedienen sie sich experimenteller und spektroskopischer Methoden ebenso wie modernster Computersimulationen.


Materials Research Department MRD

Eine lange Lebensdauer unter extremen Bedingungen – das ist eine wesentliche Anforderung an Höchstleistungswerkstoffe. Hohe Temperaturen und Drücke oder aggressive Umgebungen sind die Herausforderung, ob in Turbinen für die Luftfahrt, in Batteriezellen, in Auto-Antrieben oder Brennstoffzellen und der Katalyse. Höchstleistungswerkstoffe sind außerdem multifunktional. Ihre Ober- und Grenzflächen verbessern ihre mechanischen Eigenschaften und erschließen neue chemische oder elektronische Funktionalitäten.
Im Materials Research Department geht es darum, Grenzflächen auf atomarer Ebene grundlegend zu verstehen und gezielt zu beeinflussen. Die Forscherinnen und Forscher wollen neuartige Werkstoffe mit bisher ungenutzten Eigenschaftsprofilen designen. Das erfordert eine intensive fachübergreifende Zusammenarbeit von Arbeitsgruppen der Werkstoffkonzeption, -modellierung, -synthese, -prozessierung und -charakterisierung.


IT-Sicherheit

Informationstechnik ist aus unserem Alltagsleben nicht mehr wegzudenken. Durch die vielen neuen Möglichkeiten entstehen aber auch große Gefahren, die vom Internetbetrug über Angriffe auf intelligente Fabriken bis hin zum Hacken in fahrende Autos reichen. Cyberkriminellen immer einen Schritt voraus zu sein, ist eines der Ziele des Horst Görtz Instituts für IT-Sicherheit (HGI). Aufgrund seiner großen interdisziplinären Bandbreite gilt es als eine der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der IT-Sicherheit in Europa. Über 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Informationstechnik, der Mathematik, den Geistes- und Gesellschaftswissenschaft sowie den Rechtswissenschaften arbeiten hier zusammen. Unter ihnen sind weltweit führende Experten aus den Bereichen Sicherheit von Software und Netzen, Kryptographie, Sicherheit eingebetteter Systeme, benutzbare Sicherheit sowie soziale und juristische Aspekte der digitalen Sicherheit. Das HGI hat auch die ältesten und umfangreichsten Studiengänge auf dem Gebiet der IT-Sicherheit in Europa. In vier Bachelor- und Masterprogrammen werden über 800 Studierende für einen Arbeitsmarkt mit großem Bedarf an Fachkräften ausgebildet.


Plasmas with Complex Interactions

Plasmen – leuchtende, energetisch angeregte Gase – sind überall und in der Industrie wahre Alleskönner: Mit ihnen lassen sich medizinische Geräte sterilisieren, Oberflächen beschichten, Licht erzeugen und vieles mehr. Sie werden angewandt in der Halbleitertechnologie, der Mikrosystemtechnik, der Veredelung technischer Oberflächen oder zum Schalten hoher Ströme. Die Plasmatechnologie ist somit eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts mit großem Innovationspotenzial.
Die Mitglieder des Research Departments „Plasmas with Complex Interactions” erforschen bislang praktisch unbekannte Bereiche, die sich durch die komplexe Wechselwirkung von Plasmen mit ihrer Umgebung auszeichnen. Die Arbeit reicht weit über die traditionellen Grenzen der Plasmaforschung hinaus, indem es Plasmatechniken und -methoden auf Festkörperphysik, Materialwissenschaften, Chemie, Biologie und Astronomie überträgt. Ein Schwerpunkt liegt im Bereich der technisch bedeutsamen Nichtgleichgewichtsplasmen.


Centrum für religionswissenschaftliche Studien CERES

Das Research Department Ceres bündelt fächerübergreifend Forschung aus 20 geistes- und sozialwissenschaftlichen Disziplinen. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf der Erforschung der Eigendynamik von Religion sowie in ihren Wechselwirkungen mit anderen gesellschaftlichen Bereichen.
Aus der Beschäftigung mit Religion hat sich ein Interesse an Prozessen der Traditionsbildung auch über den religiösen Bereich hinaus entwickelt. Entsprechend bündelt das Research Department nun auch Forschungen zum Themenkomplex „Tradition“. Dabei stehen etwa die Fragen im Vordergrund, wie Traditionen entstehen, was ihre Funktionen sind, wann und warum sie eine Revitalisierung erfahren und unter welchen Bedingungen sie als Blockade oder aber als Katalysator für die Entwicklung von Zivilgesellschaften fungieren.


Protein Research Department

Proteine sind in Zellen verantwortlich für die verschiedensten Funktionen wie Bewegung, Transporte, Katalyse und die Erkennung und Weiterleitung von Signalen. Funktioniert ein Protein nicht richtig, kann es zu folgenschweren Erkrankungen kommen. Um die Funktion der Proteine zu verstehen, untersuchen die Forscherinnen und Forscher des Research Departments ihre Struktur im Detail und ihre Interaktionen in Netzwerken innerhalb von Zellen. Besonderes Augenmerk liegt auf Prozessen, an denen Biomembranen wie die Zellwand beteiligt sind. Eine Vielzahl von Studien widmet sich der Übermittlung von äußeren Signalen in eine Zelle, zum Beispiel durch so genannte G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Da Störungen in solchen Interaktionen für viele ernsthafte Erkrankungen verantwortlich gemacht werden, erhoffen sich die Forschenden von einem detaillierten Verständnis auch Ansätze für maßgeschneiderte Medikamente in der Molekulartherapie oder die Entwicklung von Biomarkern, mit denen man bestimmte Erkrankungen frühzeitig erkennen kann.


Neuroscience

Wie werden Seheindrücke im Gehirn verarbeitet? Lernen wir schlechter unter Stress? Was passiert im Gehirn, wenn wir altern? Wie lernen Kinder? Diese und viele andere Fragen bearbeiten die Mitglieder des Research Departments „Neuroscience“, das die fachübergreifende und breit gefächerte neurowissenschaftliche Forschung an der Ruhr-Universität bündelt.
Rund 500 Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler aus Biologie und Biotechnologie, Chemie und Biochemie, Medizin, Psychologie und Neuroinformatik arbeiten gemeinsam auf dem Campus und in den angeschlossenen Kliniken an neurowissenschaftlichen Fragestellungen. Das Research Department bietet eine integrative Forschungsplattform, die die molekularen, zellulären, systemischen, kognitiven und klinischen Neurowissenschaften bis hin zur Neuroinformatik umfasst, und damit eine multidisziplinäre Strategie zur Erforschung von Hirnfunktionen etabliert hat.
Forschungsschwerpunkte sind sensorische Systeme, Lernen und Gedächtnis, Hirnpathologie und die angewandten Neurowissenschaften.


Subsurface Modeling and Engineering

Tief unter unseren Kellern schlummern ungeahnte Möglichkeiten: Die Energie der Erdwärme, staufreie Wege für den Warentransport und Speicherkapazitäten für Klimagase und Schadstoffe sind nur einige Beispiele. Dieses Potenzial intelligent zu nutzen ist Ziel des Research Departments „Subsurface Modeling and Engineering“.
So wollen die Forscherinnen und Forscher mit numerischen Modellen, Laborversuchen und Tiefbohrungen Konzepte für eine umweltschonendere Nutzung der Erdwärme entwickeln. Um Verkehrschaos und Umweltprobleme in Ballungsräumen zu mildern, forschen sie an zuverlässigen Prognosemodellen, die den Tunnelbau sicherer, effizienter und wirtschaftlicher machen. Simulationsmodelle sollen auch helfen, CO2 und andere Schadstoffe umweltschonend über lange Zeiträume im Untergrund zu speichern und für die Atmosphäre unschädlich zu machen. Das Research Department ist eine interdisziplinäre Forschungsplattform für Spezialisten aus den Bereichen Computersimulation, Bauingenieurwesen, Geowissenschaften, Maschinenbau, Informatik, Mathematik, Wirtschaftswissenschaften und Archäologie.


Closed Carbon Cycle Economy CCCE

Kohlendioxid (CO2) ist das Klimagas, das entscheidend zur Erderwärmung beiträgt. Um zu vermeiden, dass es ungebremst in riesigen Mengen in die Atmosphäre gelangt, sucht das interdisziplinäre Team des Research Departments Wege zu geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen. Weitreichende Veränderungen sind dafür nötig, die zum Beispiel die Art und Weise betreffen, wie wir Strom oder Heizwärme erzeugen, Prozesswärme für die Industrie und Energie für die Mobilität bereitstellen. Neben diesen naturwissenschaftlich / technischen Herausforderungen widmen sich die Forscher auch den damit verbundenen gesellschaftlichen Fragen. Um zum Beispiel Methoden zur Energiegewinnung weiterzuentwickeln oder CO2 langfristig zu speichern, müssen neue Technologien auch politisch durchsetzbar und in der Bevölkerung akzeptiert sein. Letztlich müssen Geschäftsmodelle entwickelt werden. Ökonomische und juristische Rahmenbedingungen, Moralvorstellungen, unser Freizeitverhalten – all das und vieles mehr beeinflusst eine so weitreichende Entwicklung und wird gleichzeitig auch von den sich anbahnenden Veränderungen beeinflusst werden.


Interfacial Systems Chemistry

Die Vision der Mitglieder des Research Departments ist es, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Molekülen oder Atomen detailliert zu verstehen und aufbauend darauf ein mikroskopisches Verständnis chemischer Komplexität zu erreichen. Die Gegenstände ihrer Arbeit reichen von den Grenzflächen kondensierter Materie wie zum Beispiel die Wechselwirkungen zwischen einem Metall und einem Substrat, bis hin zu komplexen molekularen Architekturen wie zum Beispiel die Grenzflächen von Wasser- und Biomolekülen. Die Forscherinnen und Forscher nutzen und verbessern dafür ein breites Arsenal modernster synthetischer, spektroskopischer, analytischer, theoretischer und ingenieurwissenschaftlicher Methoden. Fortschritte in der Grundlagenforschung übertragen sie direkt auf die angewandte Forschung und industrielle Prozesse. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem Thema Materialien.