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Internationale Spitzenforschung an der Uni Siegen wird fortgesetzt

Der 2019 gestartete Transregio-Sonderforschungsbereich „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ wird um vier weitere Jahre verlängert. Das hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mitgeteilt.

Auch in den kommenden Jahren wird es an der Universität Siegen Forschung zur Teilchenphysik auf internationalem Spitzenniveau geben. Der Transregio-Sonderforschungsbereich 257 „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ geht in die Verlängerung. Das hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) offiziell bekanntgegeben. 2019 haben die WissenschaftlerInnen in Siegen sowie an den Partner-Universitäten RWTH Aachen und Karlsruher Institut für Technologie als Sprecher-Hochschule die gemeinsame Arbeit aufgenommen. Mit der Bewilligung für eine weitere Förderperiode kann die sehr erfolgreiche Kooperation im TRR 257 für mindestens vier weitere Jahre fortgeführt werden.

„Nachdem wir zwei Sonderforschungsbereiche in den Medienwissenschaften etablieren konnten, zeigt die Verlängerung des Physik-Sonderforschungsbereich, dass die Forschungsstärke der Universität Siegen in mehreren Bereichen auf höchstem Niveau angesiedelt und international sichtbar ist. Das spricht für das Siegener Forschungsprofil insgesamt. Ich danke den Kolleginnen und Kollegen für ihr Engagement, es hat sich gelohnt“, erklärt Uni-Rektor Prof. Dr. Holger Burckhart. „Ich freue mich sehr, dass die Gutachter unsere Arbeit in der ersten Förderperiode sehr gewürdigt haben und uns die DFG nun weiterhin fördert“, sagte Prof. Dr. Thomas Mannel, Co-Sprecher des Transregio-Sonderforschungsbereichs.

Im TRR „Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung“ gehen die WissenschaftlerInnen der Frage nach, woraus das Universum im Innersten besteht. Mit der Entdeckung des „Higgs-Bosons“ am CERN im Jahr 2012 wurde das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik vervollständigt. Das Standardmodell beschreibt alle uns bekannten Phänomene des Mikrokosmos wie Materieteilchen, Kraftteilchen – und eben Higgs-Teilchen. Es gibt aber auch kosmologische Phänomene, die das Standardmodell nicht erklären kann. Dazu zählt die Dunkle Materie, die rund ein Viertel der Materie des Universums ausmacht. Genau an dieser Stelle setzt der TRR 257 an. Die ForscherInnen wollen ein umfassendes Bild einer möglichen Physik jenseits des Standardmodells erhalten.

Elementarer Bestandteil ist deshalb auch die Verknüpfung mit dem Large Hadron Collider (LHC), dem leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger der Welt am CERN. Mit modernsten theoretischen Methoden wollen die WissenschaftlerInnen in Siegen, Karlsruhe und Aachen theoretische Vorhersagen für zukünftige Datenanalysen am LHC schaffen – um am Ende mehr Licht in die dunkle Materie zu bringen.

Der Grundstein für den Transregio-Sonderforschungsbereich wurde bereits vor fast zehn Jahren gelegt. Von 2013 bis 2019 untersuchten ForscherInnen in Siegen und an der TU Dortmund unter dem Titel „Quark Flavour Physics and Effective Field Theories“ die Eigenschaften der fundamentalen Bausteine der Materie. Auf dieser erfolgreichen Vorarbeit baut der TRR 257 auf – der nun um weitere vier Jahre verlängert wird.

Aktualisiert um 9:47 am 30. November 2022 von Thomas Reppel

Roboter in der Weihnachtsbaumkultur: Weihnachtsbäume nachhaltiger anbauen

Die Universität Siegen entwickelt einen smarten Roboter, der eine umwelt- und ressourcenschonendere Aufzucht von Weihnachtsbäumen ermöglichen soll.

Etwa 23 bis 25 Millionen Weihnachtsbäume schmücken jedes Jahr die deutschen Wohnzimmer. Während die Liebe zum Baum meist nur wenige Tage oder Wochen anhält, vergehen im Schnitt acht bis zehn Jahre, bis ein Weihnachtsbaum bereit für den Verkauf ist. Künftig soll ein Roboter bei der Aufzucht der Bäume unterstützen. Die Forscherinnen und Forscher im Projekt „Weihnachtsbaumroboter“ (WeBaRo) der Universität Siegen entwickeln ihn mit den Unternehmen Innok Robotics und Weihnachtsbaumkulturen Solbach im Sauerland. Das Forschungsprojekt wird im Rahmen der Förderung „Gartenbau 4.0“ des Bundeslandwirtschaftsministeriums gefördert.

Weihnachtsbäume sind empfindlich: Schon wenn Unkräuter oder Gräser die unteren Astreihen überwachsen, werden sie in ihrer Entwicklung gestört. Die meisten Betriebe schützen die empfindlichen Gewächse deshalb mit Pflanzenschutzmitteln und entfernen das Unkraut um die Stämme. Zudem werden die Pflanzen gedüngt, um ein schnelles Wachstum und ein sattes Grün zu erzielen. „Besonders ressourcenschonend ist der konventionelle Weihnachtsbaumanbau damit bislang nicht. Außerdem ist der Prozess sehr arbeitsintensiv“, erklärt Dr. Klaus Müller. Er ist Projektkoordinator am Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS).

Doch es geht auch anders. Im Projekt WeBaRo mäht der Weihnachtsbaumroboter das Unkraut vollkommen selbstständig. Ähnlich funktioniert auch die zielgenaue Düngung einzelner Pflanzen, die einen reduzierten Dünger-Einsatz verspricht. Eine standortbezogene Karte sagt dem Roboter genau, wo er die Bäume eingepflanzt hat. Über Satellitendaten und ein Sensorsystem können sie immer wieder vom Roboter angesteuert und bearbeitet werden. „Autonome Robotersysteme können dabei helfen Pflanzenschutzmittel, Dünger und besonders auch die Arbeitslast der Erzeuger zu verringern und damit den Weihnachtsbaumanbau in Deutschland zukunftsfähig zu machen“, sagt Müller.

WeBaRo ist eines von zwölf Forschungsprojekten im Förderschwerpunkt „Gartenbau 4.0“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Über das Innovationsprogramm will das BMEL die Entwicklung von digitalen und automatisierten Lösungen im Gartenbau vorantreiben. Denn Themen wie Klimawandel und Umweltschutz stellen vielfältige Anforderungen an nachhaltige Produktions- und Wertschöpfungsketten im Gartenbau der Zukunft.

Mehr Infos
www.hortico40.de
https://www.hortico40.de/project/webaro/

Kontakt
Dr. Klaus Müller, Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS), Universität Siegen
Email: klaus.mueller@uni-siegen.de
Telefon: 0271 740-2864

Aktualisiert um 15:17 am 29. November 2022 von Thomas Reppel

Öffentliche Weihnachtsvorlesung mit chemischen Experimenten

Weihnachten ist auch ein Fest der Farben und des Lichts, die wesentlich zum wohligen Ambiente der Adventszeit beitragen. Und diese weihnachtliche Farbenwelt wird maßgeblich von chemischen Eigenschaften und Prozessen bestimmt, die den besonderen Zauber der Weihnachtszeit überhaupt erst ermöglichen. Daher widmet sich die diesjährige Weihnachtsvorlesung an der Universität Siegen, moderiert von Prof. Dr. Michael Schmittel und Prof. Dr. Heiko Ihmels aus der Organischen Chemie, einmal mehr kuriosen Experimenten mit beeindruckenden Feuer- und Lichteffekten. Dem Publikum wird ein farbenprächtiges Weihnachtslabor vorgestellt, und die zugrunde liegenden chemischen Prinzipien werden anschaulich erklärt.

Die öffentliche Vorlesung findet am 09. Dezember 2022 ab 16:00 Uhr im Audimax (AR-E 8101) statt. Das Ankündigungsplakat zur Vorlesung finden sie hier.

Aktualisiert um 15:38 am 18. November 2022 von Thomas Reppel

Neue Achse schafft mehr Reichweite für E-Autos

Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen haben eine neue Hinterachse für Elektro-Kleinwagen entwickelt. Die Achse schafft in der Karosserie mehr Platz für die Batterie – die Reichweite der E-Autos lässt sich so um ca. 115 Kilometer steigern.

Die begrenzte Reichweite ist ein wesentlicher Kritikpunkt speziell bei kleineren Elektro-Autos. Eine Innovation des Lehrstuhls für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen ermöglicht hier eine deutliche Verbesserung: Professor Dr.-Ing. Xiangfan Fang und sein Team haben eine neue Hinterachse für batteriebetriebene Kleinwagen entwickelt, die in der Karosserie mehr Raum für die Batterie lässt. So können größere Antriebsbatterien eingebaut werden, wodurch sich die Reichweite der Autos um 35 Prozent steigern lässt – das entspricht rund 115 Kilometern. Die neue Hinterachse wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „E-MLTA“ (Entwicklung und Erprobung einer bauraumsparenden Mehrlenker-Torsionsachse) zusammen mit Ford, VW und weiteren Projektpartnern entwickelt. Das Projekt wurde aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) NRW mit insgesamt 1,6 Mio. Euro gefördert.

„Unsere Idee war eigentlich ganz einfach: Wir haben die Hinterachse ‚umgedreht‘ und den Querträger der Achse so nach hinten, in Richtung Kofferraum verlagert“, sagt Prof. Fang. „Damit vergrößert sich nach vorne die Fläche, die unter dem Auto für die Batterie zur Verfügung steht.“ Um die gewohnten Fahreigenschaften des Autos zu erhalten, mussten die Siegener Fahrzeugbauer an der Achse jedoch noch weitere Anpassungen vornehmen: Mehrere Lenker und Gelenke sorgen unter anderem dafür, dass sich das Auto beim Bremsen normal verhält und nicht mit dem Heck nach oben geht. „Wir haben die neue Achse zunächst am Computer konstruiert und virtuell in die Karosserie integriert, um die Eigenschaften genau berechnen und simulieren zu können“, erklärt Projekt-Mitarbeiter Jens Olschewski. Basierend auf diesen Daten sei im Anschluss der Prototyp der Stahlachse entstanden.

Im nächsten Schritt wurde die Achse mit den Projektpartnern aus der Industrie in Hardware umgesetzt und in einen Fiesta eingebaut, den Projektpartner Ford den Wissenschaftlern als Testwagen zur Verfügung gestellt hatte. Um das Gewicht der Batterie zu simulieren, wurden unter dem Boden des Benziners schwere Metallplatten angebracht. Anschließend wurde das Auto mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet und im Prüfstand sowie auf einer Teststrecke der Firma Ford in Belgien von Experten ausführlich getestet. Zusätzlich führte das Siegener Forscherteam Testfahrten mit allen Mitarbeitern des Projektkonsortiums auf dem Verkehrsübungsplatz in Olpe durch. Bei den Tests zeigte sich, dass Komfort und Sicherheit des Fahrzeugs erhalten bleiben. Bei der Fahrdynamik schnitt der Testwagen in einigen Punkten leicht schlechter ab als Autos mit herkömmlicher Hinterachse. „Die Differenz ist aber so gering, dass wir sie durch weitere Abstimmungen sicherlich kompensieren können“, ist Prof. Fang überzeugt. Vertreter der beiden Projektpartner Ford und VW hätten sich von den Ergebnissen insgesamt beeindruckt gezeigt, beide Unternehmen seien an der neuen Hinterachse „sehr interessiert“.

Aktuell arbeiten Prof. Fang und sein Team daran, das neue Achs-Konzept noch weiter zu verbessern. Parallel laufen Gespräche mit mehreren Autoherstellern mit dem Ziel, die Hinterachse serienmäßig in Elektro-Kleinwagen einzubauen. „Wir wären sehr stolz darauf, wenn in einigen Jahren E-Autos mit unserer Achse durch die Gegend fahren“, sagt Prof. Fang.

Hintergrund:
An dem Projekt E-MLTA waren neben VW und Ford auch die Firmen Mubea, Vorwerk Autotec, Schmedthenke Werkzeugbau und CP Autosport GmbH beteiligt. Als weiterer Projektpartner war die Technische Hochschule Köln mit im Boot. Zum Team des Lehrstuhls für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen (FLB) gehörten neben Prof. Dr.-Ing. Xiangfan Fang und Jens Olschewski auch Dr. Timo Schlichting und Tobias Nießing. Von den 1,6 Mio. Euro Fördermitteln gingen 530.000 Euro an die Universität Siegen.

Kontakt:
Prof. Dr. Xiangfan Fang (Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen)
E-Mail: Xiangfan.fang@uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 4670

Jens Olschewski und Prof. Dr.-Ing. Xiangfan Fang vom Lehrstuhl für Fahrzeugleichtbau der Universität Siegen mit dem Prototyp der neuen Hinterachse und dem Testfahrzeug. (Foto: Andreas Göbel)

Aktualisiert um 18:35 am 7. November 2022 von Thomas Reppel

Universität Siegen freut sich auf Zusammenarbeit mit erster Digitalen Universität Indiens

Die Universität Siegen und die Digital University Kerala (Indien) starten eine intensive Zusammenarbeit im Bereich der Elektrotechnik.

Am 11. Oktober 2022 unterzeichneten die University of Digital Sciences, Innovation and Technology Kerala (Digital University Kerala, Indien) und die Universität Siegen ein Memorandum of Understanding hinsichtlich einer Zusammenarbeit in der Elektrotechnik, insbesondere im Bereich der Schaltkreise und Nanosysteme für künstliche Intelligenz.

Ziel der Erklärung ist es, durch die Einrichtung von Exzellenzzentren praktische Forschungsaktivitäten zu fördern und die Messlatte für den Hochschulsektor höher zu legen“, sagte der Ministerpräsident von Kerala Pinarayi Vijayan, der neben Industrieminister P. Rajeeve bei der Unterzeichnung anwesend war.

Für die Universität Siegen bedeutet die Umsetzung der Absichtserklärung konkret eine gemeinsame Forschungs- und Entwicklungszusammenarbeit im auf dem Gebiet der elektronischen Schaltungen und der Mikro-/Nanotechnologie sowie den Austausch von Studierenden, Nachwuchswissen-schaftlern und Fakultätsmitgliedern zu Studien-, Forschungs-, Ausbildungs- und Diskussionszwecken.

Im Rahmen der Veranstaltung wurden ebenfalls Absichtserklärungen zwischen der Digital University und den britischen Universitäten Manchester, Oxford und Edinburgh zu gemeinsamen Forschungszwecken unterzeichnet. „Wir freuen uns sehr über die Möglichkeit, die Digital University Kerala zusammen mit diesen drei renommierten Universitäten unterstützen zu dürfen. So können wir nicht nur die Forschung in den Bereichen Künstliche Intelligenz, Sensoren und Graphen mit voranbringen, sondern profitieren auch von einer gemeinsamen Qualitätssicherung und Benchmarking“, so Prof. Bhaskar Choubey, Departmentsprecher der Abteilung Elektrotechnik und Informatik der Universität Siegen.

Derzeit richten sowohl die Universität in Siegen als auch die Digital University Reinräume für die Nanofabrikation und Nanoanalytik ein. In Siegen entsteht das INCYTE (Interdisziplinäres Forschungszentrum für Nanoanalytik, Nanochemie und cyber-physische Sensortechnologien), die Digital University plant die nationale Einrichtung für Graphen in Indien.

Zusätzlich waren auch Prof. Andre Geim (Universität Manchester, Nobelpreisträger 2010 für die Entdeckung von Graphen), der Chefsekretär von Kerala – Dr. VP Joy, Prof. Harish Bhaskaran (Universität Oxford), Prof. Sethu Vijayakumar (Universität Edinburgh), Prof. Saji Gopinath, Vizekanzler der Digitalen Universität und Prof. Alex James von der Digitalen Universität von Kerala anwesend.

Aktualisiert um 18:31 am 7. November 2022 von Thomas Reppel

Verleihung der Alumni-Preise des Departments Chemie und Biologie

Das Department Chemie und Biologie hat im Rahmen des ersten Kolloquiums der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) e.V. in diesem Wintersemester am 11. Oktober 2022 die besten Bachelor- und Masterabschlüsse der Chemiestudiengänge an der Universität Siegen geehrt. Der Departmentsprecher Prof. Carsten Engelhard übergab die Urkunden und lobte die hervorragenden Leistungen der Preisträgerinnen und Preisträger.

Folgende Personen wurden mit einer Urkunde und einem Preisgeld von jeweils 250 EUR ausgezeichnet:

  • Jens Wilbert, B. Sc. Chemie 2020, Bachelorarbeit: „Studien und Untersuchung von 9-phenoxyethersubstituierten Benzo[b]chinolizinium-Adenosin-Konjugaten“, Betreuer: Prof. Dr. Heiko Ihmels
  • Fiona Diehl, M. Sc. Chemistry 2020, Masterarbeit: „Development of Surface-Attached Hydrogel Coatings on Greenhouse Films for Durable Antifogging Properties“, Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Jonas
  • Philipp Groß, M. Sc. Chemistry 2020, Masterarbeit: „Synthesis of N,N’-diarylphthalazin-1,4-dione Derivatives“, Betreuer: Prof. Dr. Heiko Ihmels
  • Charles Ogolla, M. Sc. Chemistry 2020 (International), Masterarbeit: „Synthesis and Spectroscopy of Palladium-Based Perovskite-Inspired Systems“, Betreuer: Prof. Dr. Thomas Lenzer
  • Domenic Gust, B. Sc. Chemie 2021, Masterarbeit: „Synthese und Untersuchung von N-Aroylharnstoffderivaten“, Betreuer: Prof. Dr. Heiko Ihmels
  • Natalie Raupach, M. Sc. Chemistry 2021, Masterarbeit: „Thermal Analysis of Lanthanide-Doped LiAlB Glasses“, Betreuerin: Prof.in Dr. Claudia Wickleder
  • Alexander Merker, M. Sc. Chemistry 2021, Masterarbeit: „Synthesis and Time-Resolved Spectroscopy of Copper(I)-Containing Light-Emitting Thin-Film Materials“, Betreuerin: Prof.in Dr. Kawon Oum
  • Cristian Escobar-Carranza, M. Sc. Chemistry 2021 (International, geteilt), Masterarbeit: „Detection of Microplastic Particles by Ambient Desorption/Ionization Mass Spectrometry: A Feasibility Study“, Betreuer: Prof. Dr. Carsten Engelhard
  • Aliia Ibragimova, M. Sc. Chemistry 2021 (International, geteilt), Masterarbeit: „Synthesis of Hydrogel Systems for Wound Healing Applications“, Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Jonas
  • Svea Marie Stepping, B. Sc. Chemie 2022, Bachelorarbeit: „Zeitaufgelöste spektroskopische Untersuchungen des p-Typ-Solarzellenfarbstoffs P1“, Betreuer: Prof. Dr. Thomas Lenzer
  • Jens Wilbert, M. Sc. Chemistry 2022, Masterarbeit: „Computation of Binding Kinetics of Protein-Ligand Systems Using Multiscale Simulation Approaches“, Betreuer: PD Dr. Stephan Bäurle
  • Mathilda Blachnik, M. Ed. Chemie 2022 (Lehramt), Masterarbeit: „Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern zur Elektrochemie in der Diskussion und Evaluation“, Betreuer: Dr. Volker Hofheinz
  • Gabriel Onyenso, M. Sc. Chemistry 2022 (International), Masterarbeit: „Surface Modification of Anodized Zirconia for Bio-Sensor Application“, Betreuerin: Prof.in Dr. Manuela Sonja Killian

Alumni-Preis

Das Department Chemie und Biologie verleiht den Alumni-Preis an hervorragende Absolventinnen und Absolventen in den Chemie-Studiengängen. In einem anonymen Auswahlverfahren wählten die Professorinnen und Professoren im Department anhand der Abschlussnoten und der Studiendauer die Besten aus. Aufgrund der Corona-Pandemie konnte die Verleihung in den Jahren 2020 und 2021 nicht stattfinden. Im Rahmen des Kolloquiums wurden daher die Preise für die Jahre 2020, 2021 und 2022 vergeben.

Der Alumni-Preis geht zurück auf den Verein Alumni Chemie Siegen (ACS) e.V., der über viele Jahre besonders talentierte Chemikerinnen und Chemiker ausgezeichnet hat. Seit der Auflösung des Vereins setzt das Department nun diese Tradition fort. Das Department ist allen Vorständen und Mitgliedern des Vereins zu tiefem Dank verpflichtet.

v.l.n.r.: Jens Wilbert, Philipp Groß, Aliia Ibragimova, Natalie Raupach, Charles Ogolla, Mathilda Blachnik, Gabriel Onyenso, Cristian Escobar-Carranza. Es fehlen Fiona Diehl, Svea Marie Stepping, Domenic Gust und Alexander Merker. (Foto: Carsten Schmale)

Aktualisiert um 14:14 am 27. Oktober 2022 von Thomas Reppel

INCYTE-Zeitreise beginnt

Die neue Wissenschaftsministerin des Landes Nordrhein-Westfalen, Ina Brandes, hat die Uni Siegen besucht. Im Beisein der Ministerin wurde der Grundstein zum neuen Forschungsgebäude INCYTE auf dem Adolf-Reichwein-Campus gelegt.

Im Rahmen des Antrittsbesuchs der neuen nordrhein-westfälischen Wissenschaftsministerin Ina Brandes (CDU) an der Universität Siegen ist der Grundstein für das neue Forschungszentrum INCYTE gelegt worden. Das vom Land Nordrhein-Westfalen finanzierte Forschungsgebäude auf dem Adolf-Reichwein-Campus soll neue Maßstäbe für naturwissenschaftliche Forschung an der Universität Siegen setzen, der Bau- und Liegenschaftsbetrieb Nordrhein-Westfalen (BLB NRW) errichtet es. Vor der Grundsteinlegung wurde die Wissenschaftsministerin von Uni-Rektor Prof. Dr. Holger Burckhart und Kanzler Ulf Richter auf dem Campus Unteres Schloss in Siegen empfangen. Nach einem Rundgang durch das neue Hörsaalzentrum auf dem Karstadt-Gebäude tauschte sie sich mit der Hochschulleitung, WissenschaftlerInnen unterschiedlicher Forschungsbereiche sowie VertreterInnen von AStA und Studierendenwerk aus. Thema war neben aktuellen Forschungsprojekten und Entwicklungen in Lehre, Lehrerbildung, Transfer und Internationalisierung auch die Zwei-Standort-Strategie der Universität – also der geplante Ausbau des Innenstadt-Campus mit dem Projekt „Siegen. Wissen verbindet“ und die Modernisierung des Adolf-Reichwein-Campus.

„Hier entsteht ein hochmodernes Forschungszentrum, an dem Expertinnen und Experten verschiedenster Fachrichtungen eng zusammenarbeiten werden. Gemeinsam nutzbare Labore ermöglichen Forschung etwa in der Nano- und Sensortechnologie auf höchstem Niveau. INCYTE wird damit nicht nur die Universität Siegen, sondern auch Nordrhein-Westfalen als Standort für Spitzenforschung weiter voranbringen“, sagte Ministerin Brandes bei der Grundsteinlegung.  „Die Universität Siegen ist auf einem guten Weg. Mit dem Projekt ‚Siegen. Wissen verbindet‘ schafft die Universität einen großen Mehrwert für Studierende, Lehrende, die Stadt und die gesamte Region.“

Uni-Rektor Prof. Dr. Holger Burckhart freute sich über den Besuch: „Die Universität hat ihre erfolgreiche Entwicklung in den Bereichen Forschung, Lehre und Transfer unter Beweis gestellt. Gleichzeitig konnte sich Frau Brandes auf dem Campus Unteres Schloss und auf dem Adolf-Reichwein-Campus davon überzeugen, wie die Universität an beiden Standorten ihre Infrastruktur für die Zukunft aufstellt. Der Bau des INCYTE-Gebäudes ist dabei ein bedeutender Meilenstein. Dass die Ministerin zur Grundsteinlegung nach Siegen gekommen ist, ist ein Zeichen der Wertschätzung, über das ich mich sehr freue.“

Das Forschungsgebäude INCYTE errichtet der BLB NRW für die Universität auf einer Fläche von knapp 11.000 Quadratmetern am nördlichen Ende des Adolf-Reichwein-Campus. Es handelt sich um ein interdisziplinäres High-Tech-Zentrum für Nanoanalytik, Nanochemie und cyber-physische Sensortechnologien. Das einzigartige Gebäude beherbergt auf 5.200 Quadratmetern Nutzfläche hochmoderne und dynamisch nutzbare Labore – darunter biochemische Forschungsbereiche auf S2-Niveau, Reinräume für die Herstellung integrierter Bauelemente im Nanometerbereich und modernste Elektronenmikroskopie-Systeme. Das Besondere an INCYTE: WissenschaftlerInnen unterschiedlicher Disziplinen und Fakultäten können die Großgeräte und Labore kooperativ nutzen. Das Gebäude ist damit auch Modell für die gemeinschaftliche Entwicklung und effektive Nutzung von Forschungsinfrastrukturen an Universitäten.

„Intelligente Sensorik und nanotechnologische Forschung und Entwicklungen gelingen nur, wenn verschiedene Disziplinen Hand in Hand arbeiten. In INCYTE werden die physikalische und chemische Grundlagenforschung, die mikroelektronische Sensorentwicklung und die informationstechnische Datenverarbeitung unter einem Dach vereint. Das Gebäude und die damit verbundenen Möglichkeiten werden unsere Forschung deutlich voranbringen und dazu beitragen, das internationale Renommee sowie die Attraktivität der Universität in diesen Bereichen zu steigern“, sagte Prof. Dr. Peter Haring Bolívar, der die Planungen zum INCYTE-Gebäude von Beginn an vorangetrieben und wissenschaftlich begleitet hat.

Dass das INCYTE-Gebäude auch bautechnisch eine besondere Herausforderung darstellt, wurde bei einem Besuch auf der Baustelle deutlich. Das Forschungszentrum wird teilweise in den Felsen hineingebaut und unterliegt höchsten baulichen Anforderungen: So müssen die Laborräume elektromagnetisch abgeschirmt und absolut schwingungsfrei sein, um die Messergebnisse der hochsensiblen Großgeräte nicht zu beeinflussen. „Dafür braucht es spezielle technische Lösungen, beispielsweise besondere Einzelfundamente für Teilbereiche des Gebäudes.“, erklärte BLB NRW-Geschäftsführerin Gabriele Willems. „Dass uns das von Beginn an gut gelingt, verdanken wir vor allem der guten Zusammenarbeit des Planungsteams unserer Dortmunder Niederlassung und der Universität.“ Um das Gebäude im anschließenden Betrieb möglichst nachhaltig mit Energie zu versorgen, ist auch eine Photovoltaikanlage geplant. Rund 130 Solarmodule werden das INCYTE mit jährlich bis zu 32.000 Kilowattstunden grünem Strom versorgen. Eine umfangreiche Dachbegrünung wird das Gebäude zudem auf natürlichem Weg zusätzlich gegen Hitze und Kälte isolieren, einen Lebensraum für Pflanzen und Kleinlebewesen bieten und sich positiv auf das Mikroklima vor Ort auswirken.

Als offizieller Akt zur Grundsteinlegung wurde eine Zeitkapsel in eine Wand des INCYTE-Gebäudes eingelassen. Die Kapsel beinhaltet Datenträger und Dokumente mit Informationen zur Universität Siegen im Jubiläumsjahr 2022, zum INCYTE-Bauprojekt sowie zu aktuellen und zukünftigen Forschungsfragen im Bereich der Nano- und Sensortechnologien.

Wissenschaftsministerin Ina Brandes hält die Zeitkapsel, die im Gebäude eingelassen wird. Im Senatsaal der Universität stellten Gabriele Willems (Geschäftsführerin BLB NRW), Uni-Kanzler Ulf Richter, Rektor Prof. Dr. Holger Burckhart, Prof. Dr. Benjamin Butz und Prof. Dr. Peter Haring Bolívar das INCYTE-Forschungsgebäude vor.

Aktualisiert um 1:24 am 24. Oktober 2022 von Thomas Reppel

Von der Masterarbeit zur Buchveröffentlichung

Absolventin Jenny Knöppel von der Uni Siegen hat sich in ihrer Masterarbeit im Bereich Mathematikdidaktik mit dem Thema Dyskalkulie und Rechenschwierigkeiten beschäftigt. Die Arbeit wurde vom Springer Verlag für die Veröffentlichung in der Reihe „BestMasters“ ausgewählt, in der Region ist im bc:Olpe ein Hilfsangebot für SchülerInnen entstanden.

Wie geht ein Grundschulkind, bei dem eine Dyskalkulie diagnostiziert wurde, mit einfachen Rechenaufgaben um? Welche Gedankengänge lassen sich bei den Lösungsversuchen beobachten? Und wie kann das Kind individuell unterstützt werden, um die Rechenfähigkeit zu verbessern? Mit solchen Fragen hat sich die Absolventin Jenny Knöppel in ihrer Masterarbeit am Department Mathematikdidaktik der Uni Siegen beschäftigt. Mit Erfolg: Die Arbeit wurde nicht nur mit der Bestnote 1,0 bewertet, sondern auch vom Springer Verlag für die Veröffentlichung in der Reihe „BestMasters“ ausgewählt. Der Verlag zeichnet mit der Serie die besten Masterarbeiten an Hochschulen in Deutschland, Österreich und der Schweiz aus. Die Arbeiten werden zuvor durch Gutachter zur Veröffentlichung empfohlen.

„Ich freue mich sehr über diese Anerkennung und insbesondere darüber, dass meine Forschungsergebnisse so einem breiteren Publikum zugänglich gemacht werden“, sagt Jenny Knöppel, die inzwischen als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Department Mathematikdidaktik arbeitet. Bei ihrer Masterarbeit, die von Prof. Dr. Ingo Witzke betreut wurde, handelt es sich um eine Fallstudie: Drei Monate lang begleitete Knöppel intensiv ein Grundschulkind mit diagnostizierter Dyskalkulie, führte Interviews mit den Eltern und der Lehrkraft und entwickelte schließlich gezielte Fördereinheiten, die sie mit dem Kind durchführte. Ein Schwerpunkt lag dabei auf den Grundrechenarten der Addition und Subtraktion, aber auch auf so genannten Sachaufgaben bzw. Rechengeschichten, bei denen Kinder Mathematik in alltagsnahen Situationen anwenden. 

„Aus der detaillierten Analyse eines solchen Einzelfalls lässt sich viel über den Fall selbst sowie das Phänomen der Dyskalkulie in der Grundschule lernen. Mir ging es insbesondere darum, konkrete Forschungsfragen zu entwickeln, die dabei helfen, Rechenschwierigkeiten zu erkennen, strukturiert zu erfassen und diesen anschließend individuell zu begegnen“, erklärt die 25 Jahre alte Mathematikdidaktikerin.

Neben der Buchveröffentlichung ist aus der Masterarbeit auch ein konkretes Hilfsangebot für SchülerInnen mit Rechenschwierigkeiten in der Region im Forschungs- und Entwicklungsverbund des bildungsconnectors:Olpe entstanden: In der ehemaligen Pestalozzi-Schule in Olpe bieten Jenny Knöppel und Dr. Felicitas Pielsticker vom Department Mathematikdidaktik eine wöchentliche Diagnose-Sprechstunde zu Rechenschwierigkeiten an. Zielgruppe sind betroffene Kinder und Jugendliche sowie deren Erziehungsberechtigte und Lehrkräfte. Die Sprechstunde soll dazu dienen, den Rechenschwierigkeiten mit speziellen Diagnoseeinheiten auf den Grund zu gehen. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, individuelle Fördereinheiten zu entwickeln und alle Beteiligten bei der eigenständigen Weiterarbeit zu unterstützen.  

„Bei Bedarf arbeiten wir auch über einen längeren Zeitraum mit den Kindern und Jugendlichen zusammen. Dabei ist es uns wichtig, gezielt auf die jeweiligen Bedürfnisse einzugehen und uns zum Beispiel auch mit den LehrerInnen abzustimmen, damit unsere Förderung zu deren Unterricht passt. Als Mathematikdidaktikerinnen bringen wir gleichzeitig eine wissenschaftliche Perspektive ein, von der die Betroffenen profitieren können“, sagt Jenny Knöppel. Neben ihrer Arbeit im Rahmen der Diagnose-Sprechstunde und als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Department Mathematikdidaktik plant sie aktuell ihre Doktorarbeit. Auch darin möchte sie sich mit dem Thema Rechenschwierigkeiten sowie empirisch-orientierten Fördersettings beschäftigen.

Weitere Informationen und die Anmeldung zur Diagnose-Sprechstunde finden Sie hier.

Im Springer Verlag ist die Masterarbeit unter dem Titel „Dyskalkulie als Phänomen in der Grundschule aus mathematikdidaktischer Perspektive – Eine Fallstudie zu Diagnose und Intervention“ veröffentlicht worden.

Aktualisiert um 11:26 am 12. Oktober 2022 von g040107

Siegener Sensorik-Forschung in den USA

Nachwuchswissenschaftler des Zentrums für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen präsentieren wissenschaftliche Projekte bei renommierter Experten-Konferenz in Dallas (Texas).

Von Smartphones über mobile Roboter bis hin zum autonomen Fahren: Sensoren sind, wenn auch oft unbemerkt, zu einem Eckpfeiler der jüngsten technologischen Fortschritte geworden. In den vergangenen beiden Jahrzehnten hat das Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen dabei eine wichtige Rolle gespielt und zur Entwicklung neuartiger Sensorprinzipien, Signalverarbeitungstechniken und hochwirksamer Anwendungen beigetragen.

Nun kann das ZESS mit Stolz verkünden, dass eine neue Generation junger Forscher ihre Arbeit bei der IEEE SENSORS 2022 präsentieren. Die Flaggschiff-Konferenz des IEEE SENSORS Council, die rund tausend Experten auf dem Gebiet der Sensorik zusammenbringt, findet vom 30. Oktober bis 2. November 2022 in Dallas (USA) statt. In Vorträgen und Workshops stellen die Siegener Wissenschaftler verschiedene Projekte vor, die sich mit der ToF-3D-Bildgebung beschäftigten. Gemeint sind 3D-Kamerasysteme, die mit dem Laufzeitverfahren (englisch: time of flight, ToF) Distanzen messen.

Unter anderem geht es um 3D-Sensorik ohne Lichtemission. Die Erfassung der 3D-Geometrie der Umgebung ist von großer Bedeutung, z. B. für die Roboternavigation, das autonome Fahren oder die Rekonstruktion von Szenen. Vorhandene 3D-Sensoren wie „Time-of-Flight“-Kameras (ToF) oder Lidar (Messungen mit Hilfe von Laserstrahlen) erfordern Lichtemission mit hohem Stromverbrauch. Faisal Ahmed, ein Nachwuchswissenschaftler des Marie-Skłodowska-Curie-Netzes für innovative Ausbildung (ITN) MENELAOSNT, schlägt einen Paradigmenwechsel vom Wettbewerb zur Zusammenarbeit vor, der darauf abzielt, vorhandene Quellen modulierten Lichts wie LiFi-Lampen (Light Fidelity, Datenübertragung durch Licht) zu nutzen, um passive ToF-3D-Bildgebung zu ermöglichen.

Vorbild Fledermaus

Die Natur ist für die Sensorforschung ein wichtiger Ideengeber. Wenn Fledermäuse nicht blind wären, könnten sie die Sterne oder jede andere stationäre Lichtquelle sehen, die als zusätzliche Referenz für die Lokalisierung verwendet werden könnte. Fledermäuse nutzen aber die „Flugzeit“ von Schallimpulsen, um Entfernungen abzuschätzen. „Dieses Prinzip findet sich in Sonar, Radar, Lidar und ToF-Kameras, die Entfernungen mit Licht „sehen“ können“, erklärt Zhibin Liu, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ZESS, der ToF-Kameras für die optische Lokalisierung von mobilen Robotern in Industrieumgebungen und Lagerhäusern einsetzt. „ToF-Kameras können beides: Sie können Lichtquellen zur Lokalisierung und die Entfernungsmessung der Fledermäuse zur Schätzung relativer Entfernungen nutzen“, fügt er hinzu.

Mit Licht klingt es besser

Materialien absorbieren und verzögern Schallwellen verschiedener Frequenzen unterschiedlich. Niemand würde Metallplatten zur akustischen Isolierung verwenden. Ähnliche Effekte lassen sich bei moduliertem Licht beobachten. „Verschiedene Materialien reagieren unterschiedlich auf moduliertes Licht, und mit ToF-Kameras können wir diesen Effekt pro Pixel, also einem Bildpunkt, messen“, erklärt Rajababu U. Singh, Student des Masterstudiengangs Mechatronik. Das Ergebnis sind Materialbilder, die mehr Informationen vermitteln als herkömmliche Bilder.

Mit Relevanz für die Industrie

„Die meisten Forschungszweige der Gruppe beziehen sich auf die ToF-3D-Bildgebung und viele unserer Forschungsergebnisse sind das Ergebnis einer langjährigen Zusammenarbeit mit dem Top-Tech-Unternehmen pmdtechnologies ag„, erklärt der Leiter der Gruppe, Dr. Miguel Heredia Conde. „Die substanzielle Unterstützung, die wir im Laufe der Jahre erhalten haben, ermöglicht es uns nicht nur, die Forscherinnen und Forscher von morgen auszubilden, sondern zeugt auch von der Relevanz unserer Forschung für die Industrie“, fährt er fort. „Unsere Präsenz bei dieser Veranstaltung beschränkt sich jedoch nicht nur auf unsere Forscher, sondern umfasst auch Arbeiten von Gastforschern wie Adolphe Ndagijimana, der an der UPNA in Pamplona (Spanien) promoviert und sechs Monate lang am ZESS an der Anwendung einer neuartigen Abtasttheorie in der Hochfrequenzbildgebung gearbeitet hat.“

Siegener Sensorik

Die jungen Wissenschaftler im Labor des Zentrums für Sensorsysteme (von links): Faisal Ahmed, Rajababu U. Singh, Zhibin Liu und Adolphe Ndagijimana.

Aktualisiert um 11:22 am 12. Oktober 2022 von g040107

Der Bildung von Chitin auf der Spur

Der Molekularbiologe Prof. Dr. Hans Merzendorfer von der Uni Siegen hat zusammen mit einem internationalen Team an WissenschaftlerInnen neue Einblicke in den Prozess der Chitin-Bildung gewonnen. Die Erkenntnisse könnten zu einem besseren Schutz vor Krankheiten beitragen, die durch Insekten übertragen oder von Pilzen ausgelöst werden.

Chitin ist eines der am häufigsten vorkommenden Biopolymere in der Natur. Es findet sich unter anderem in Panzern von Insekten und in Zellwänden von Pilzen. Chitin ist ein nachwachsender Rohstoff mit besonderen Eigenschaften, die ihn unter anderem für medizinische Anwendungen interessant machen. WissenschaftlerInnen beschäftigen sich aus diesem Grund weltweit intensiv mit der Frage, wie Chitin entsteht und wie es für unterschiedliche Zwecke nutzbar gemacht werden kann. Einem internationalen Team von MolekularbiologInnen unter Mitwirkung des Siegener Biologie-Professors Dr. Hans Merzendorfer ist dabei jetzt ein Durchbruch in der Grundlagenforschung gelungen: Die WissenschaftlerInnen verwendeten eine Methode, die es erlaubt, dem Schlüsselenzym zur Herstellung von Chitin bei der Arbeit zuzusehen. Sie gewannen dadurch wichtige Einblicke in den Prozess der Chitin-Bildung. Ihre Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsmagazins „Nature“ veröffentlicht.

„Ich freue mich sehr über diese Veröffentlichung, vor allem aber über die neuen Erkenntnisse unserer Forschung, die dazu beitragen könnten, Menschen in Zukunft besser vor bestimmten Krankheiten zu schützen“, sagt Prof. Merzendorfer. Die Rede ist von Erkrankungen wie Malaria oder Gelbfieber, die durch Mücken übertragen werden, aber auch von systemischen Pilzerkrankungen, die Organe des Menschen befallen und tödlich enden können. Die Tatsache, dass Insekten und Pilze gleichermaßen Chitin produzieren, könnte der entscheidende Hebel zur Bekämpfung solcher Krankheiten sein: Gelingt es, die Chitin-Bildung gezielt zu unterbinden, ließe sich die massive Verbreitung der gefährlichen Insekten und Pilze verhindern.

„Schon heute funktionieren einige Insektizide oder Fungizide darüber, dass sie die Chitin-Bildung hemmen. Dieser Ansatz lässt sich durch unsere Erkenntnisse zur Struktur und Arbeitsweise des Schlüsselenzyms ‚Chitinsynthase‘ allerdings deutlich verbessern: Je besser wir den Prozess der Chitin-Biosynthese durch dieses Enzym verstehen, desto gezielter können wir ihn lahmlegen, indem wir das Enzym in seiner Aktivität blockieren“, erklärt Prof. Merzendorfer. Er hofft, dass sich auf dieser Grundlage zukünftig neue und wirkungsvolle Medikamente gegen Pilzerkrankungen bei Menschen entwickeln lassen. „Da Menschen selbst kein Chitin produzieren, gehen wir davon aus, dass Medikamente, die auf eine Blockade der Chitin-Biosynthese abzielen, weniger Nebenwirkungen haben dürften“, erläutert der Molekularbiologe.

Im Rahmen ihrer Studien nahmen die WissenschaftlerInnen einen speziellen Soja-Fäulepilz im wahrsten Sinne des Wortes unter die Lupe. Mit einem hochauflösenden Elektronenmikroskop, das bei extremer Kälte arbeitet, gelang es ihnen die atomare Struktur der Chitinsynthase sichtbar zu machen – und das zu verschiedenen Zeitpunkten während des Chitin-Bildungsprozesses. Das Team betrachtete dazu zunächst hunderttausende Einzelpartikel mit unterschiedlichen Raumorientierungen. Anhand dieser Aufnahmen berechneten Bioinformatiker anschließend ein 3D-Modell des Enzyms mit atomarer Auflösung.

„Wir konnten auf diese Weise verschiedene Bereiche des Enzyms sichtbar machen – darunter das katalytische Zentrum, indem einzelne Zuckermoleküle zunächst zu einer Kette verknüpft werden. Außerdem war der Kanal erkennbar, durch den die wachsende Chitin-Kette über die Zellmembran nach außen transportiert wird. Und wir haben ein Schleusentor am Eingang des Kanals entdeckt, das zudem hilft, die Kette in den Kanal zu dirigieren“, sagt Merzendorfer. Eine weitere Erkenntnis: An der Bildung von Chitin sind immer zwei Moleküle des Schlüsselenzyms beteiligt. Diese sind eng miteinander verschränkt und produzieren parallel zwei Chitinketten, was die Bildung so genannter Chitinfibrillen – also Bündeln aus mehreren Chitinketten – erleichtern dürfte.

Im nächsten Schritt möchte das Team daran arbeiten, die gewonnen Erkenntnisse noch zu erweitern und herauszufinden, wie sie für die Herstellung von verbesserten Hemmstoffen der Chitinsynthase verwendet werden können. Solche Hemmstoffe könnten zukünftig neben der Medizin auch in der Landwirtschaft zu Einsatz kommen, um Nutzpflanzen vor Insekten- oder Pilzbefall zu schützen.

Die aktuelle Nature-Veröffentlichung zum Thema finden Sie hier

Kontakt:
Prof. Dr. Hans Merzendorfer
(Department Chemie-Biologie, Universität Siegen)
E-Mail: hans.merzendorfer@uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 3917

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3D-Strukturmodell des Schlüsselenzyms für die Chitin-Bildung. Das Enzym liegt als eng verschränkter Komplex aus zwei Molekülen vor, die jeweils eine kurze Chitinkette am Kanaleingang gebunden haben. 

Aktualisiert um 15:20 am 5. Oktober 2022 von g040107