Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme

Ein neues Katalysatorkonzept schafft die Grundlage für eine großtechnische Methanisierung von Kohlendioxid

Nach pandemiebedingter Pause konnte das Nobelpreisträger-Symposium in Lindau in diesem Jahr wieder vor Ort stattfinden

Langfristig können Kontaktbeschränkungen schneller aufgehoben werden, wenn jüngere Menschen zuerst immunisiert werden

ContiVir, ein Max-Planck-Spin-off, stellt den Kandidaten eines Impfstoffs gegen das Coronavirus vor, der sich schnell in großen Mengen herstellen ließe

Forschende bringen Protonenpumpe der Atmungskette in künstlicher Polymer-Membran zum Laufen

Recycling ist bislang vor allem bei Papier und Plastik ein Thema, wiederverwerten lässt sich aber auch CO₂ – zum Beispiel als Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas. Ein Team des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg hat einen Prozess entwickelt, der die CO₂-Methanisierung auch großtechnisch ermöglicht. Das Verfahren könnte dazu beitragen, den Einsatz fossiler Rohstoffe zu reduzieren.

Wenn eine weltumspannende Pandemie durch Grippeviren droht, könnte die Impfstoffproduktion an ihre Grenzen kommen. Denn der Grippe-Impfstoff wird heute größtenteils noch in bebrüteten Hühnereiern erzeugt. Udo Reichl, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, und seine Mitarbeiter erforschen daher eine vollautomatische Produktion in Zellkulturen, die im Krisenfall Impfstoff in großer Menge liefern soll.

Normalerweise arbeiten Peter Benner und seine Kollegen vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg an komplizierten numerischen Methoden, um die Regelung und Steuerung technischer Systeme und Anlagen zu optimieren. Doch jüngst kam ihre Forschung in einem politischen Konflikt zum Einsatz. Es ging um Drogenanbau, Pestizide und Grenzverletzungen in Südamerika.

Holzabfälle und Stroh bergen wertvolle Substanzen für die chemische Industrie, die Chemiker des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr und des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg gewinnen wollen. Die Forscher suchen nach Mitteln, Biomasse in nützliche chemische Verbindungen zu verwandeln und diese als Energieträger oder Rohstoffe zu nutzen.

Selbst Menschen mit einer Querschnittlähmung können heute Rad fahren – dank der funktionellen Elektrostimulation, die Nervensignale des Gehirns ersetzt. Thomas Schauer entwickelt für die Technik am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg eine ausgefeilte Regelung, die auch Schlaganfallpatienten hilft, schnell wieder auf die Beine zu kommen.

Enantiomere sind Paare chemischer Verbindungen, die zueinander spiegelbildlich aufgebaut sind. Aufgrund der Tatsache, dass die lebende Materie lediglich aus der L-Form von Aminosäuren aufgebaut ist, rufen Enantiomere in biologischen Systemen unterschiedliche Wirkungen hervor. Deshalb besteht ein Bedarf an effizienten Methoden zur Bereitstellung von reinen Enantiomeren. Wir berichten über die Entwicklung neuartiger Prozesse.

Deubiquitinasen sind Enzyme, die wichtige Signaltransduktionswege und Proteinabbau im menschlichen Organismus regulieren. Mutationen und Dysregulation führen zu einem unkontrollierten Zellwachstum. Pathogene aus Bakterien und Viren sind in der Lage, die Abwehr durch das menschliche Immunsystem zu umgehen, indem sie die Deubquitinasen des Wirts imitieren und ausschalten. Computersimulationen sind in der Lage, mechanistische Details dieser Prozesse aufzuklären und Einsicht in die strukturelle Dynamik der Aktivierung und der Funktion der Deubiquitinasen in Pathogenen und im Menschen zu geben. 

Wir diskutieren die Identifizierung nichtlinearer dynamischer Systeme aus Daten. Unser Ansatz beruht auf der Symbiose von Operatorinferenz und Deep Learning. Anwendungen finden sich z.B. beim Entwurf digitaler Zwillinge in Industrie und Technik. 

Mittels modellgestützter Optimierung der Strukturen von Lösungsmitteln und Materialien können chemische Prozesse signifikant verbessert werden. Mit systematischen Screeningmethoden können toxische durch umweltfreundliche Hilfsstoffe ersetzt werden.

Im Zeitalter der Elektromobilität spielen elektrochemische Energiewandler wie Brennstoffzellen eine wesentliche Rolle im Alltag. Daher werden Diagnosewerkzeuge, welche die verschiedenen Fehlerzustände (Flutung, Austrocknung, Katalysatorabbau, Vergiftung etc.) dieser Geräte exakt feststellen können, zunehmend erforderlich. Wir berichten über ein neues experimentelles Verfahren zur Brennstoffzellendiagnostik, das auf der Frequenzganganalyse von Konzentrationseingang und elektrischem Ausgang (Strom- oder Zellpotenzial) basiert und selektiv zwischen verschiedenen Fehlerzuständen unterscheidet.