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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2022-07-01 - 2029-06-30

Die Molekularinformatik hat sich in den letzten Jahren von einer Nischendisziplin zu einer treibenden Kraft der Erforschung und Entwicklung funktioneller kleiner Moleküle wie Medikamente und Agrochemikalien entwickelt. Fortschrittliche Algorithmen sowie leistungsstarke Computerhardware eröffnen beispiellose Möglichkeiten für das gezielte Design sicherer und wirksamer kleiner Moleküle. Das volle Potenzial computergestützter Methoden in den Biowissenschaften ist jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Einer der Hauptgründe für diese Situation ist die Tatsache, dass die leistungsstärksten Technologien in der Molekularinformatik, insbesondere im maschinellen Lernen und in der Simulation, auf die Verfügbarkeit erheblicher Mengen qualitativ hochwertiger Daten für Entwicklung und Validierung angewiesen sind. Trotz kürzlich gestarteter Initiativen zur Förderung der gemeinsamen Forschung und des Lernens bleibt die überwiegende Mehrheit hochwertiger chemischer, biologischer und struktureller Daten hinter Unternehmens-Firewalls und unzugänglich für die Forschung durch Experten in der Wissenschaft. Diese Initiative für das Christian-Doppler-Labor für Molekularinformatik in den Biowissenschaften zielt darauf ab, die Grenzen des maschinellen Lernens und der Molekulardynamik-Simulationstechnologien für die Vorhersage der Bioaktivität kleiner Moleküle zu erweitern, indem sie drei akademische Experten-Forschungsgruppen der unterstützt mit Big Data zu den chemischen und biologischen Eigenschaften kleiner Moleküle und mit erheblichen Kapazitäten für experimentelle Tests und Methodenvalidierung. Die einzigartige Synergie, die durch dieses Konsortium generiert wird, ergibt sich aus zwei wichtigen Faktoren: Erstens haben die beiden Industriepartner dieses Konsortiums ein starkes Interesse an der Cheminformatik, aber ihre Geschäftsbereiche stehen nicht in Konkurrenz zueinander. Zweitens, und aus wissenschaftlicher Sicht sehr wichtig, konzentrieren sich diese Industriepartner auf unterschiedliche Bereiche der Chemie, was Wissenschaftlern eine einzigartige Gelegenheit eröffnet, die Kapazität und Anwendbarkeit von In-Silico-Methoden mit einzigartig vielfältigen, hochwertigen Daten zu verbessern.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2023-01-01 - 2024-11-30

Das Ziel des Vorhabens besteht darin, die Ermüdungsfestigkeit im Bereich sehr hoher Belastungszyklen für aufgekohlten und pseudo-aufgekohlten Getriebestahl unter Verwendung bruchmechanischer Modelle zu evaluieren. Dazu werden Versuche mit dem Ultraschall-Ermüdungsverfahren bei unterschiedlichen Mittelspannungen durchgeführt, um die Dauerfestigkeiten und die Schwellwerte des Spannungsintensitätsfaktor für lange Risse zu bestimmen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2023-10-01 - 2026-09-30

Holz ist eines der wichtigsten Materialien für kohlenstoffneutrale Bauprodukte, aber ein Nachteil besteht: es ist brennbar. Die Entzündung von Holz unterliegt komplexen Mechanismen, die noch nicht vollständig geklärt sind. Allgemein wird mit der Entzündung meist eine Flammbildung gleichgesetzt, jedoch kommt es vor jeder Entzündung von Gasen zur Bildung einer reaktiven Kohleschicht an der Oberfläche. Solche Schichten können sich bereits bei Temperaturen, die deutlich unter den allgemein anerkannten Zündtemperaturen von Holz (z.B. Fichte: 280 °C) liegen, bilden. Bekannt ist, dass bei ausreichend langer Einwirkdauer bereits Temperaturen unter 200 °C für die Bildung dieser Kohleschicht ausreichen. Wie lange genau, ist bisher nicht wissenschaftlich fundiert nachgewiesen. Bekannt sind Fälle, bei denen sich Holz nach Langzeit Niedrigtemperatureinwirkung weit unterhalb des Zündpunktes von selbst entzündet haben soll. Es wird vermutet, dass dabei Chemiesorptionsprozesse stattfinden, welche die Holzkohle Oberfläche mit Sauerstoffatomen anreichern und die für eine Entzündung notwendige Aktivierungsenergie maßgeblich senken können und es so zu einer Selbstentzündung bei niedrigeren Temperaturen kommt. In welchem Ausmaß die vermuteten Einflussgrößen von Pyrolysegrad der Holzkohle und Dauer von Temperatureinwirkung sich auf eine Oberflächenanreicherung mit Sauerstoff auswirken und diese zu einer Entzündung bei Temperaturen unter 200 °C führen sind Forschungsinhalt des vorliegenden rundlagenprojektes. Um den hierarchischen Aufbau von Holz möglichst holistisch betrachten zu können, werden Untersuchungen sowohl an Kleinstproben im Mikrobereich als auch an makroskopischen Proben im Zentimeterbereich durchgeführt. Die Ergebnisse sollen Klarheit über die Prozesse, die bei der Selbstentzündung von Holz bei niedrigen Temperaturen eine Rolle spielen, bringen und damit die Grundlage für einen noch sichereren und effizienteren Umgang mit dem natürlichen Baumaterial Holz liefern.

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