Gleich vier Ideen aus der Grundlagenforschung des KIT haben den Europäischen Forschungsrat ERC überzeugt. Die federführenden Forscher erhalten nun zusätzlich jeweils fast 150.000 Euro, um das innovative Potenzial ihrer Ergebnisse ausschöpfen zu können. Die sogenannten „Proof of Concept Grants“ dienen dazu, anwendungsrelevante Forschungsarbeiten für den Markt weiterzuentwickeln. Die vier Projekte beschäftigen sich mit der Analyse von biologischen Proben beziehungsweise mit Datenübertragung und nutzen die Mikrostrukturierung von Materialien aus.
Projekt „HYPHEN”: Schnelle Datenübertragung durch optische Bauteile auf Mikrochips
Der digitale Datenverkehr nimmt stetig zu, und das führt zu Engpässen in großen Datenzentren, in denen die Anfragen von Millionen von Nutzern zusammenlaufen. Neue Technologien für das optische Wellenlängenmultiplexverfahren (Wavelength-division multiplexing, WDM) in Glasfasern könnten die Datengeschwindigkeit in und zwischen Datenzentren um eine Größenordnung steigern, sind aber heute noch technisch aufwendig und daher nicht wirtschaftlich. Das Projekt „HYPHEN – Hybrid Photonic Engines for Massive Cloud Connectivity“ unter Leitung von Christian Koos zielt auf ein neues Konzept ab, das auf der Integration von optischen Komponenten auf Mikrochips beruht und dadurch kompakte Sender- und Empfänger-einheiten für WDM ermöglicht. Von diesem Konzept werden große Marktchancen erwartet, die im Rahmen des Projektes weiter ausgearbeitet und zur Gründung eines Start-Up-Unternehmens genutzt werden sollen.
Presseinformation zum ERC-Grant für Prof. Christian Koos (2011):
http://www.kit.edu/kit/pi_2011_7455.php
Projekt „LiVoX”: Sensoren für die detaillierte Analyse von Molekülen
Mit Methoden der Kernspinresonanz-Spektroskopie, auch NMR genannt (engl. nuclear magnetic resonance), lassen sich Moleküle im Detail analysieren beziehungsweise in Proben nachweisen. Neben der Grundlagenforschung liegen mögliche Anwendungen in der Prüfung von Nahrungsmitteln und Arzneimitteln oder in der Untersuchung von Gewebeproben etwa bei der Krebstherapie. Das Projekt „LiVoX – Magic angle coil spinning NMR on living voxels“ unter Leitung von Jan Korvink wird den Produktionsprozess von chip-basierten NMR-Sensoren, die bislang als Prototypen in Laboren eingesetzt werden, für die industrielle Massenfertigung ausbauen. Die Fertigungsschritte werden in Zusammenarbeit mit der bereits ausgegründeten Voxalytic GmbH auf die Skalierbarkeit geprüft und Qualitätskontrollen definiert.
Nähere Informationen zur Forschung von Prof. Jan Korvink:
https://simulation.uni-freiburg.de/
Projekt „PreScreenArrays”: Superhochdichte Arrays zur raschen Analyse von Peptiden
Peptide sind wichtige Reaktionspartner in biologischen Prozessen, können aber mit Modifikationen auch in der Technik eingesetzt werden. Die organischen Moleküle bestehen aus sehr langen Ketten unterschiedlicher Aminosäuren, deren genaue Abfolge die Eigenschaften des Peptids bestimmt. Um unter den unendlichen Kombinationsmöglichkeiten, das richtige Peptid zu finden, entwickelt das Projekt „PreScreenArrays – Peptide arrays as pre-screening tool“ unter Leitung von Alexander Nesterov-Müller neuartige superhochdichte Peptidarrays. Eingebettet in mikroskopische Partikel werden die molekularen Peptid-Bausteine in diskrete Punkte auf eine Oberfläche transferiert, sodass bis zu 25 Millionen Punkte in einem Quadratzentimeter liegen. Dadurch kann die kombinatorische Synthese in einem bis jetzt nicht erreichbaren superhochdichten Format durchgeführt und die zu synthetisierende Peptide schneller auf ihre Eigenschaften getestet werden.
Presseinformation zum ERC-Grant für Prof. Alexander Nesterov-Müller (2011):
http://www.kit.edu/kit/pi_2011_7455.php
Projekt „CellScreenChip”: Wassertropfen als „All-in-One”-Chip für die Untersuchung von Zellkulturen
Unter dem Schlagwort Personalisierte Medizin sollen Therapien auf den einzelnen Patienten zugeschnitten werden, etwa um die Medikamentenkombination mit der höchsten Wirkung und den wenigsten Nebenwirkungen für Krebspatienten zu finden. Dazu müssen viele Zellkulturen parallel mit verschiedenen Wirkstoffen behandelt werden. Das Projekt CellScreenChip – All-in-one Cell Screening Chip unter Leitung von Pavel Levkin will dazu die “Schalen” für Zellkulturen miniaturisieren, indem sie diese durch einzelne Wassertropfen ersetzt. Die Tropfen werden durch sehr starke wasseranziehende beziehungsweise -abweisende Oberflächen an Ort und Stelle sowie voneinander getrennt gehalten.
Presseinformation zum ERC-Grant für Dr. Pavel Levkin (2013):
http://www.kit.edu/kit/pi_2013_13560.php
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.