Landesförderung

Projekttitel: Arealight - Lichtquellen auf Basis funktionaler Glasfasern und Glasfaserhybridgeweben für
energieeffiziente UVC-Desinfektionsprozesse, Teilprojekt: Herstellung, mechanische und optische Charakterisierung von UVCbeständigen und seitlich lichtabstrahlenden Glasfasern für innovative Desinfektionsanwendungen
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2025-31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024VFE0053
Projektleitung: Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Einrichtung: PRO Glaschemie II
Abstract: "Arealight" entwickelt innovative Lösungen für die UVC-Desinfektion von Luft und Lüftungsanlagen mit Hilfe von flexiblen lichtabstrahlenden Glasfasern und Glasfaserhybridgeweben. Ziel ist die nachhaltige Entkeimung von Raumluft durch langlebige UVCTechnologie. Die Lösung umfasst die kontinuierliche Selbst-Desinfektion von Filtern, Kanälen und Schläuchen durch Glasfasern. Hauptziel ist daher die Entwicklung und anwendungsnahe Verifizierung von lichtabstrahlenden Glasfasern und Glasfaserhybridgeweben als effektiven UVC-Desinfektionslösung für Luftreinigungsanlagen.

Projekttitel: Anpassbare Faserstrecker und -vorverstärker für kompakte Hochenergiekurzpulslaser bei 2 μm
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2025-31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024VFE0032
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Nolte
Einrichtung: PRO Experimentalphysik/Laserphysik
Abstract: Elementare Komponenten für Hochenergiekurzpulsfaserlasersysteme im 2 μm Wellenlängenbereich sind faserintegriert nicht verfügbar. Stattdessen werden Freistrahlkomponenten mit hohem Platzbedarf eingesetzt. In Grate2Lase werden zwei Schlüsselbestandteile entwickelt: effiziente und anpassbare, rauscharme, faserbasierte Pulsstrecker, sowie abgestimmte Faservorverstärker. Damit reduzieren sich Komplexität, Grundfläche und Kosten, während Robustheit und Stabilität enorm gesteigert werden. Dies bildet die Grundlage, zuverlässige industrielle Hochenergiekurzpulsfaserlasersysteme für 2 μm zu etablieren.

Projekttitel: FluNQyLab - Charakterisierungslabor für Fluoreszente Nano- und Quantensysteme
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2025 - 31.12.2026
Förderkennzeichen: 2024FGI0006
Projektleitung: Prof. Dr. Isabelle Staude
Einrichtung: Institut für Angewandte Physik
Abstract: Mit der vorliegenden Vorhabensbeschreibung wird ein zeitauflösendes konfokales Fluoreszenzmikroskop mit gekoppeltem Spektrographen als eine dringend benötigte Geräteinvestition eines für die Einrichtung eines Charakterisierungslabors für fluoreszente Nano- und Quantensysteme (FluQLab) beantragt. In Kombination mit existierender Ausstattung soll so die Möglichkeit geschaffen werden, eine große Bandbreite von fluoreszenten Nano- und Quantenstrukturen hinsichtlich ihrer quantenoptischen Eigenschaften zu charakterisieren. Das FluQLab soll von zahlreichen Wissenschaftlern synergetisch genutzt werden

Projekttitel: Multi-lnteract - Biointeraktionstechnologie basierend auf 2D-Sensormaterialien für die zeitaufgelöste Multiparameteranalyse im Pharma- und Diagnostikbereich
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2025 - 31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024FGR0069
Projektleitung: Prof. Dr. Andrey Turchanin
Einrichtung: Institut für Physikalische Chemie
Abstract: Die Parallelisierung von Analysen ist seit vielen Jahren ein wichtiges Ziel in der Gesundheitsforschung. Projektziel ist die Erforschung einer Plattformtechnologie für eine zeitaufgelöste, skalierbare Biointeraktionsanalytik, die durch Nutzung von 2D-Sensortechnologien eine preiswerte, sensitive und ressourcenschonende Multiparameteranalyse im Pharma- und Diagnostikbereich ermöglicht. Für die komplette, interdisziplinäre Entwicklungskette hat sich ein Netzwerk aus Forschungseinrichtungen gebildet, welches die Machbarkeit von Sensorelektronik und Einsatzmöalichkeiten demonstrieren wird.

Projekttitel: InQuoSens FTI INVEST - Innovationszentrums für Quantenoptik und Sensorik (InQuoSens) - Teilstandort Jena
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.07.2024 - 31.12.2028
Förderkennzeichen: 2024IZN0001
Projektleitung: Prof. Dr. Andreas Tünnermann
Einrichtung: Institut für Angewandte Physik
Abstract: Ausgehend von sehr guten Erfolgen des Thüringer Innovationszentrums InQuoSens (2017-2022) sowie des Thüringer Quantum Hub (2021-2023) wurde in einem zwischen Wissenschaft und Wirtschaft abgestimmten Strategieprozess ein Konzept zur inhaltlichen und strukturellen Weiterentwicklung von InQuoSens für den Zeitraum 2024 - 2029 erarbeitet. Dabei wird mit dem neuen Innovationsfokus zu Quanten-Photonischen Integrierten Schaltkreisen (Q-PICs) einerseits das wissenschaftliche Profil deutlich weiterentwickelt als auch die wirtschaftliche Verwertungsrelevanz der InQuoSens noch stärker priorisiert.

Projekttitel: PyreH2O - Pyrokatalytische Wasserreinigung
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2025 - 31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024FGR0049
Projektleitung: Dr. Marcus Franke
Einrichtung: Institut für Technische Chemie
Abstract: Die Pyrokatalyse ist eine völlig neue Methode, um mit Hilfe von Wärme bzw. Temperaturänderungen Mikroschadstoffe in Wasser abzubauen. Als Wärmequellen sollen hierfür explizit Restwärme oder die solarthermische Anregung, also Energie, die nicht zusätzlich erzeugt werden muss, genutzt werden. In der AG Bräutigam wurden in den letzten Jahren Pionierarbeiten zur Pyrokatalyse durchgeführt, die wesentlich zum Verständnis und einem realen Einsatz der Pyrokatalyse beigetragen haben. So konnte u.a. weltweit erstmals ein Mikroschadstoff mit Hilfe der Pvrokatalvse aus Wasser entfernt werden.

Projekttitel: KI-SupER - KI-gestützte Super-Resolution-Strategien zur Untersuchung des endoplasmatischen Retikulums in neurodegenerativen Erkrankungen
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2025 - 31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024FGR0060
Projektleitung: Jun.Prof. Dr. Christian Franke
Einrichtung: Institut für Angewandte Optik
Abstract: Viele axonale Erkrankungen sind auf Mutationen in Proteinen des endoplasmatischen Retikulums (ER) zurückzuführen, was darauf hindeutet, dass das ER für das Langzeitüberleben von Axonen wichtig ist. Da seine komplexe Struktur bisher nicht hinreichend beurteilt werden kann, soll nun Super-Resolution-Mikroskopie mit künstlicher Intelligenz basierter Bildanalyse kombiniert werden, um ER-Veränderungen für ausgewählte vorhandene Krankheitsmodelle zu quantifizieren. Anschließend werden diese neuen Methoden genutzt, um zu prüfen, ob ausgewählte Substanzen die ER-Struktur normalisieren können.

Projekttitel: zeoSkin - Zeolith-basierte Latentwärmespeicher für adaptive Gebäudehüllen
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2025 - 31.12.2027
Förderkennzeichen: 2024FGR0020
Projektleitung: Prof. Dr. Lothar Wondraczek 
Einrichtung: Otto-Schott-Institut für Materialforschung - Standort Fraunhoferstr. 6
Abstract: Gegenstand der Vorhabens sind Zeolithe und zeolithische Kompositwerkstoffe als integrationsfähige Latentwärmespeicher zur Wärmeregulierung in adaptiven Gebäudehüllen. Dafür sollen neuartige Materiallösungen mit maßgeschneiderten Sorptionseigenschaften gefunden und auf Demonstratorebene beforscht werden. Synthetisch-experimentelles Arbeiten sollen anhand atomistischer Simulatitionstechniken entworfen und mit Hilfe kombinatorischer Hochdurchsatzmelhoden hinsichtlich der Thermokinetik wasserbasierter Adsorptionsspeicherprozesse der Materialstabilität sowie der Skalierbarkeit optimiert werden.

Projekttitel: Vom Gesetzestext zur digitalisierten Leistung
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 05.08.2024 bis 31.10.2024
Förderkennzeichen: 2024 IIP 002
Projektleitung: Marianne Mauch
Einrichtung: Institut für Informatik
Abstract: Ziel dieses Projektes ist es, mit Hilfe von KI und Standards eine auf Handlungsgrundlagen basierenden Verwaltungsleistung an Hand einer weiteren Leistung so semantisch zu beschreiben, dass sie automatisiert durch No - Code Plattformen digitalisiert werden kann.

Projekttitel: OptiCool - Ressourcenschonende additive Fertigung von Hochleistungsoptiken mit effizienter Kühlung
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.07.2024  - 30.06.2027
Förderkennzeichen: 2024VFE0031
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Nolte
Einrichtung: Institut für Angewandte Physik
Abstract: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Prozesses zur additiven Fertigung von Hochleistungsoptiksubstraten mit integrierten Kühlstrukturen. Zu diesem Zweck werden Untersuchungen zum pulverbettbaslerten lasergestützten Druck von Kupferbauteilen durchgeführt. Zur Unterstützung der Prozessentwicklung werden Simulationsmodelle entwickelt und gerechnet. Die realisierten Proben werden detailliert charakterisiert und bei den Verbundpartnern weiter funktionalisiert. Messungen der Leistungsbeständigkeit werden an zu fertigenden Demonstratoren durchgeführt.

Projekttitel: Multi-XUV - Multimodale Nanoskalige XUV-Bildgebung
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2024 - 31.12.2026
Förderkennzeichen: 2023FGR0054
Projektleitung: Dr. Stephanie Lippmann
Einrichtung: Otto-Schott-Institut für Materialforschung - Standort Löbdergraben 32
Abstract: Der XUV-Spektralbereich hat aufgrund seiner kurzen Wellenlängen eine stetig wachsende Bedeutung sowohl für die Herstellung als auch für die Bildgebung von kleinsten Strukturen im Nanometerbereich erlangt. Auf Basis einer Reihe von in den vergangenen Jahren am Standort Jena erzielten Durchbrüchen bei der Erzeugung und Anwendung räumlich kohärenter XUV-Strahlung, soll die Forschungsgruppe zusätzliche Bildgebungsmodalitäten insb. für Anwendungen der Biologie und Materialwissenschaft entwickeln und realisieren und dabei auch den Spektralbereich weicher Röntgenstrahlung erschließen.

Projekttitel: nature4HEALTH - Modulation der organspezifischen Inflammation durch zielgerichtete, naturstoffbasierte und nährstoffergänzte Therapieansätze
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2024 - 31.12.2026
Förderkennzeichen: 2023FGR0077
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Lorkowski
Einrichtung: Institut für Ernährungswissenschaften
Abstract: Chronische Entzündungen verursachen viele Volkskrankheiten, wie Diabetes mellitus Typ 2, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettleber und Darmerkrankungen, und erhöhen das Risiko für maligne Entartungen. Diese Erkrankungen verursachen eine hohe Krankheitslast und sind ein globales Problem. Ursache für die chronische und oftmals klinisch inapparent („still“) verlaufende Inflammation ist das Unvermögen des Organismus, Entzündungsprozesse aktiv aufzulösen. Während der Inflammation werden zunächst Lipidmediatoren (Prostaglandine, Leukotriene) und Zytokine/Chemokine freigesetzt, die die Entzündung auslösen und aufrechterhalten. Für das Beenden der Entzündung (Resolution) sind neben anti-inflammatorischen Zytokinen auch spezielle Lipidmediatoren (Specialized Pro-resolving Mediators, SPM: Lipoxine, Resolvine, Maresine und Protektine) erforderlich. Arbeiten der PIs zeigen, dass diverse Naturstoffe, Naturstoffextrakte und Nährstoffe potente entzündungshemmende und resolutionsfördernde Eigenschaften besitzen, indem sie die Bildung anti-inflammatorischer Botenstoffe hemmen und resolutionsfördernde Lipidmediatoren fördern (Modulatoren des „Lipidmediatorklassenwechsels“) und damit den Entzündungsprozess aktiv auflösen (Resolution).

Projekttitel: ThüNaBsE - Thüringer Natrium-Ionenbatterie für die skalierbare Energiespeicherung
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2024 - 31.12.2026
Förderkennzeichen: 2023FGR0066
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Oschatz
Einrichtung: Institut für Technische Chemie
Abstract: Getragen wird das Vorhaben durch das wissenschaftliche und technische Ziel der beabsichtigten Entwicklung und Evaluierung einer Natriumlonen-Batterie (NIB) von der Materialsynthese bis hin zur Vollzelle. Dazu gehört die Berücksichtigung von Materialien der positiven sowie negativen Elektrode, den Komponenten flüssiger Elektrolyte und das Design eines Zellkonzepts mit einer Zielkapazität von mindestens 1 Ah. Wo möglich werden Ressourcen aus Thüringen herangezogen und das ergänzende Know-how ansässiger Industrie eingebunden. Das Vorhaben wird mit dem Fraunhofer IKTS durchgeführt.

Projekttitel: DigiLab - Das digitale Labor - Entwicklung eines Steuerungselement zur Vernetzung von Laborgeräten
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.12.2023 - 30.11.2026
Förderkennzeichen: 2023VFE0032
Projektleitung: Prof. Dr. Ulrich Schubert
Einrichtung: Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Abstract: Die digitale Vernetzung von Laborgeräten birgt ein enormes Potential für die Entwicklung eines intelligenten Forschungsraums. Durch das Vernetzen und kontinuierliche Überwachen etablierter Geräte lassen sich detaillierte Informationen über Prozesse erhalten, die bisher nicht zugänglich und nutzbar waren. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Steuereinheit zur digitale Vernetzung eines Labors. Hierdurch soll ein Orchestrierung von Laborgeräte ermöglicht und über Automatisierung Daten generiert und gesammelt werden. Diese werden schließlich durch Kl-basierte Methoden verwertbar gemacht.

Projekttitel: Charakterisierung pathologischer Proteine - Charakterisierung von krankheitsassoziierten amyloiden Proteinen und deren Konformationen durch molekulare Chaperone
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.11.2024 - 31.10.2026
Förderkennzeichen: 2024FGI0004
Projektleitung: Prof. Dr. Janine Kirstein
Einrichtung: Institut für Biochemie und Biophysik
Abstract: Proteinfaltungsdefekte können zu Pathologien wie z.B. den neurodegenerativen Erkrankungen der Alzheimer Erkrankung und Chorea Huntington führen. Die Chorea Huntington Erkrankung ist eine vererbbare Krankheit, deren molekulare Ursache recht gut verstanden ist. Eine Mutation im Huntingtin Gen, die zu einer CAG-Codon-Triplett Expansion führt, resultiert in einem Huntingtin Protein (HTT) mit einem Poly-Glutamin (PolyQ) Bereich, der die Faltung des Proteins so beeinflusst, dass es zu amyloiden Fibrillen assemblieren kann. Deutlich weniger gut verstanden ist das Potential der zelleigenen Kontrollsysteme wie z.B. molekulare Chaperone, die als Proteinfaltungshelfer die Konformation des mutierten HTT regulieren können. Wir konnten in Vorarbeiten zeigen, dass ein trimerer Chaperonkomplex die Aggregation des mutierten HTT-Proteins unterdrücken kann und auch amyloide HTT-Fibrillen resolubilisieren kann. Viele Fragen sind jedoch noch offen, um den Mechanismus zu verstehen. Wie verändert sich die Konformation und die Assemblierung von mutiertem HTT während der Aggregation zu amyloiden Fibrillen? Die Aggregationskinetik ist von vielen Faktoren abhängig (Proteinkonzentration, Temperatur, Pufferbedingungen) aber vor allem von Modulatoren wie den molekularen Chaperonen. Das hier beantragte Gerätepaket bestehend aus einem Gerät zur Messung der Differentialen Fluorimetrie, der statischen und dynamischen Lichtstreuung und Turbidität und einem zweiten Gerät für Spektrale Shift Messungen und der Analyse der Microscale Thermophorese wird es mir erlauben, die Proteinfaltungslandschaft des mutierten HTT-Proteins vom löslichen Monomer, zu oligomeren Assemblierungen, zu Kondensaten bis hin zu amyloiden Fibrillen zu analysieren. Darauf aufbauend können wir untersuchen, wie die Faltung, Misfaltung und Aggregation von HTT durch molekulare Chaperone beeinflusst wird. Wir werden diese Analysen mit den uns bekannten Chaperonen Hsc70, DNAJB1 und Apg2 beginnen und dann auf weitere Chaperone ausweiten. Die J-Domänen-Proteine nehmen hier eine prominente Rolle ein, da sie die Substratinteraktion initiieren und sie nachfolgend an Hsc70 übertragen oder auch autark die Faltung des Substratproteins regulieren können. Das beantragte Gerätepaket komplementiert unsere bestehende Laborausstattung und erlaubt uns, biochemische Charakterisierungen und Interaktionsstudien vorzunehmen, um mechanistische Einblicke in die Proteinfaltungslandschaft amyloider Proteine, die mit humanen Pathologien assoziiert sind, zu gewinnen. Die beantragten Geräte bilden eine funktionale Einheit und komplementieren sich. Die Geräte werden anderen Arbeitsgruppen der Friedrich-Schiller-Universität (FSU) Jena und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Jena zugänglich gemacht. Neue Nutzer werden methodisch eingewiesen und bei den ersten Versuchen betreut. Der Aufbau neuer Kooperationen und Forschungsschwerpunkte am Standort werden somit ermöglicht. Die Ausbildung und Qualifizierung von Studierenden, Promovierenden und Postdocs wird gestärkt.

Projekttitel: NeuroPercept - Determination of Neural Mechanisms of Human Perception and lnteraction
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.11.2024 - 31.10.2026
Förderkennzeichen: 2024FGI0010
Projektleitung: Prof. Dr. Ilona Croy
Einrichtung: Institut für Psychologie
Abstract: Die 2'32 Optoden funktionale Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) ermöglicht die Charakterisierung der neuronalen Mechanismen bei der Wahrnehmung sozialer Reize und der Interaktion. Im Gegensatz zum 2'8er System erlaubt das 2'32er System eine deutlich breitere Signalabdeckung, eine Stand-Alone Messung von Peripherphysiologie, eine bessere Bewegungskorrektur und damit ein besseres SignalRauschverhältnis und ist für den Einsatz in Hyperscanningstudien optimiert. Dieses System erlaubt es, dass Thüringen an die weltweite Spitzenforschung im Bereich Hyperscanning aufschließt.

Projekttitel: MetaInfoLab - Laserlabor für photonische Informationsverarbeitung mit Metaoberflächen
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.11.2024 - 31.10.2026
Förderkennzeichen: 2024FGI0019
Projektleitung: Dr. Frank Setzpfandt
Einrichtung: Institut für Angewandte Physik
Abstract: Mit MetalnfoLab wird eine Geräteinvestition zur Einrichtung einer Laserinfrastruktur zur Erforschung von Grundlagen und Anwendungen nanostrukturierter Metaoberflächen in der Informationsverarbeitung beantragt. Diese soll im interdiszipliären Forschungsgebäude „Abbe Center of Photonics" (ACP) in Jena in Betrieb genommen werden und besteht im Kern aus je einem weit durchstimmbaren Kurzpulssowie Dauerstrich-Lasersystem. Das Labor soll durch mehrere Arbeitsgruppen des ACP gemeinsam genutzt werden und ist die Basis strategischer Forschungsanstrengungen in der Informationsverarbeitung mit Licht.

Projekttitel: Algorithmen zur Annotierung von AS-MS Daten aus synthetischen Molekülbibliotheken
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.07.2023 - 30.06.2026
Förderkennzeichen: 2023VFE0003
Projektleitung: Prof. Dr. Sebastian Böcker
Einrichtung: Institut für Informatik
Abstract: Bis heute existieren für viele Krankheiten keine Medikamente. Um neue Medikamente entwickeln zu können, ist die Identifikation neuartiger bioaktiver Moleküle von entscheidender Bedeutung. Die Entdeckung eines neuen Wirkstoffs erfordert üblicherweise das Screening von Millionen verschiedener Moleküle. Herkömmliche Screening-Workflows untersuchen potentielle Wirkstoff-Moleküle einzeln auf ihre funktionelle Aktivität, insbesondere die Bindung zu einem Rezeptor. Die Herstellung und Lagerung der Wirkstoff-Moleküle sowie das Testen der funktionellen Aktivität erfordern enorme finanzielle, zeitliche und logistische Ressourcen. Im Gegensatz dazu werden bei auf Affinitätsselektion basierenden Strategien ganze Molekülbibliotheken in einem einzigen Experiment untersucht. Die Herausforderung bei solchen Strategien ist die Identifikation der gebundenen Wirkstoff-Moleküle. DNA-kodierte Bibliotheken versehen jedes Molekül mit einem DNA-Barcode, der zur Identifikation eines Moleküls sequenziert wird. Diese bereits in der pharmazeutischen Industrie angewandte Technologie weist jedoch zahlreiche Nachteile auf, wie z.B. ungewollte Inferenz mit dem Rezeptor. Die Affinitätsselektions-Massenspektrometrie (AS-MS) ist eine Barcode-freie Alternative für das Screening von Wirkstoff-Molekülen. AS-MS nutzt die Bindungswechselwirkung zwischen einem potentiellen Wirkstoff-Molekül und dem makromolekularen Rezeptor, um pharmakologisch aktive Verbindungen aus einer Mischung kleiner Moleküle zu isolieren. Lediglich die gebundenen Moleküle werden schließlich mittels Massenspektrometrie analysiert; ihre Identifikation ist allerdings äußerst herausfordernd. Im Rahmen dieses Verbundvorhabens werden wir robuste informatische Methoden entwickeln, um die Identifikation der bioaktiven Moleküle zu ermöglichen. Projektziel ist ein nahtloser Workflow zur Identifikation neuer bioaktiver kleiner Moleküle aus riesigen synthetischen Molekülbibliotheken. Entwickelte Methoden werden in einer nutzerfreundlichen Software zusammengeführt. Auf diesem Weg soll die Suche nach an therapierelevante Rezeptoren bindenden Molekülen von Jahren auf Tage beschleunigt werden.

Projekttitel: Verbundlabor DyNanoXRD - Röntgenpulverdiffraktometrie zur Untersuchung dynamischer Prozesse in Funktionsmaterialien
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2022FGI0007
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Oschatz
Einrichtung: Institut für Technische Chemie
Abstract: Die Röntgenpulverdiffraktometrie (engl. Powder X-ray Diffraction; PXRD, Abbildung 1a) ist eine auf Röntgenstrahlen basierende analytische Methode zur Untersuchung der Struktur und Zusammensetzung kristalliner Stoffe. PXRD Messungen werden mit standardisierten Verfahren meist unter konstanten Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse erlauben aber oft nur einen eingeschränkten Einblick in die Entwicklung der Materialstrukturen während der Herstellung oder auch in die Veränderungen im Laufe einer spezifischen Anwendung bzw. allgemein bei sich verändernden oder ungewöhnlichen Umgebungsbedingungen. Die Kenntnis über derartige dynamische Prozesse ist allerdings für die gezielte Weiterentwicklung von z.B. responsiven Materialien oder elektrochemischen Energiespeichermaterialien sehr wichtig, da sich nur auf dieser Grundlage die Eigenschaften solcher Funktionsmaterialien gezielt verbessern lassen. Mit der Geräteinfrastrukturmaßnahme DyNanoXRD soll dieser zentralen Bedeutung der dynamischen Prozesse und Strukturveränderungen nanoskaliger Funktionsmaterialien für ihre Arbeitsmechanismen und ihrer grundlegenden Synthesemechanismen Rechnung getragen werden. Mit dem Aufbau des Verbundlabors wird das Ziel verfolgt, durch eine neue und flexible Charakterisierungsplattform die an der FSU Jena vorhandenen Forschungsaktivitäten im Bereich der Materialchemie und der Anwendung in der Energie- und Umweltforschung noch stärker zu bündeln und um neue, interdisziplinäre Forschungsfragen zu erweitern. Das DyNanoXRD wird eine Plattform bieten, mit der Strukturveränderungen kohlenstoffbasierter Materialien, die Oberflächen von Batterieelektroden, Phasenübergänge von Gläsern und die Bildung teilkristalliner Bereiche in Polymeren unter sich verändernden Bedingungen untersucht werden können. Derartige Fragestellungen werden durch die am Verbundlabor beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit komplementärer Expertise bearbeitet (Abbildung 1b) und sind ein zentraler Bestandteil von Forschungsschwerpunkten der FSU Jena, wie z.B. selbstheilende Polymere und Devices, schaltbare Oberflächen, funktionale Gläser oder Energiespeicherung und -umwandlung. Das DyNanoXRD soll dazu beitragen, Materialien zukünftig ohne aufwendige Optimierung von Syntheserouten von vornherein so maßzuschneidern, dass im Anwendungsbereich Batterien sicherer und langlebiger, Polymere flexibler und stabiler und Glasmaterialien variabler in ihren Eigenschaften werden. Strategisches Ziel ist es, Fortschritte in der Materialentwicklung aus der Verbund- und Programmforschung der FSU Jena und ihrer Partner in die Materialfabrikation zu übertragen und so zukünftige Forschungsfelder zu erschließen.

Projekttitel: RoboThür - Robotik-gestützte Identifizierung und Entwicklung neuer Antiinfektiva
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2022FGR0016
Projektleitung: Prof. Dr. Pierre Stallforth
Einrichtung: Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Abstract: Wir nutzen eine Robotik-gestützte Plattform, um neue mikrobielle Naturstoffe zu identifizieren, ihre Bioaktivität zu profilieren und Target Candidate Profiles zu erstellen. Standardisierte, personenunabhängige Methoden und ein hoher Durchsatz schließen die Lücke zwischen Hochschulforschung und Pharmaindustrie. Ziel ist, (1) neue Antiinfektiva-Leitstrukturen Priorität gegen pathogene Pilze, Sepsiskeime und Erreger vernachlässigter Tropenkrankeiten bereitzustellen. Zudem werden wir (2) die Robotik-Infrastruktur weiterentwickeln und (3) als Open Lab strukturbildend in der Region wirken. 

Projekttitel: Mixed-Matrix- und Kompositmembranen für energieeffiziente Trennungen in der Chemie-, Energie- und Umweltverfahrenstechnik
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2022FGR0040
Projektleitung: Prof. Dr. Felix Schacher
Einrichtung: Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Abstract: Ziel im vorliegenden Projekt ist die Entwicklung neuartiger Membranen durch Kombination von Polymermembranen und nanoporösen anorganischen Adsorbenzien in sogenannten Mixed-Matrix-Membranen oder Kompositmembranen. Als Adsorbenzien sollen Zeolithpulver und Meta! Oraanic Frameworks (MOFs) verwendet werden.

Projekttitel: DeKarbon - Selektive Abscheidung und chemische Umwandlung von Kohlenstoffdioxid an nanostrukturierten Polymermaterialien
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2022FGR0001
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Oschatz
Einrichtung: Institut für Technische Chemie
Abstract: Die Implementierung von Verfahren zur Abtrennung, zum Transport und zur Veredelung von CO2 mit Energie aus erneuerbaren Ressourcen ist für die zukünftige Verringerung der CO2 Emissionen und im Hinblick auf negative Emissionen von zentraler Bedeutung. Die zentrale Zielstellung der Forschergruppe DeKarbon ist die Entwicklung nachhaltiger Polymermaterialien mit chemischen Strukturmotiven, die eine selektive adsorptive Abtrennung von CO2 aus Gemischen (z.B. aus Kraftwerksabgasen oder Luft) sowie die gekoppelte katalytische elektrochemische Reduktion ermöglichen.

Projekttitel: DYNAMORE - Dynamische Strahlformung ultrakurzgepulster Mehrkern-Faserlaser
Förderprogramm: ESF +
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2022FGR0002
Projektleitung: Prof. Dr. Jens Limpert
Einrichtung: Institut für Angwandte Physik
Abstract: Ziel von DYNAMORE ist die Realisierung eines dynamisch anpassbaren, „digitalen“ Ultrakurzpulslasers, mit dem eine maßgeschneiderte pulsgenaue Kontrolle aller relevanten Laserparameter (Leistung, zeitliche und insbesondere räumliche Charakteristik, Polarisation, Strahlrichtung) möglich ist. Durch kohärente Überlagerung der Einzelsignale einer verstärkenden Multikernfaser ergibt sich damit die Möglichkeit einer synthetischen Strahlzusammensetzung höchster Flexibilität bei höchsten Ausgangsleistungen. Applikationsuntersuchungen im Bereich der hochpräzisen Mikromaterialbearbeitung sind vorgesehen.

Projekttitel: nano-TERS - Nanoskalige Strukturaufklärung durch Spitzenverstärkte-Stimulierte-Raman-Streuung
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2024 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2023FGI0014
Projektleitung: Prof. Dr. Volker Deckert
Einrichtung: Institut für Physikalische Chemie
Abstract: Im Rahmen des Projekts nano-TESRS soll ein Messplatz für nichtlineare Raman-Spektroskopie auf der Nanometerskala realisiert, charakterisiert und für die spektroskopische Untersuchung von nanostrukturierten 2D Materialien und auch kleinster biologischer Strukturen (Fibrillen, Viren) optimiert werden.Nano-TESRS wird neue experimentelle Möglichkeiten schaffen, da durch die Implementierung von nichtlinear-optischen Verfahren eine Steigerung der Empfindlichkeit erreicht werden kann (100–1000x), die die Untersuchung völlig neuer Struktureigenschaften bei einer Ortsauflösung <10 nm ermöglicht.

Projekttitel: NanoQLab - Einrichtung eines Multi-UserNanofabrikationslabors für Quanten-Nanooptik
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2024 - 31.12.2025
Förderkennzeichen: 2023FGI0009
Projektleitung: Prof. Dr. Isabelle Staude
Einrichtung: Institut für Festkörperphysik
Abstract: Mit der vorliegenden Projektbeschreibung wird eine dringend benötigte Geräteinvestition zur Einrichtung eines Nano¬fabrikationslabors für die Quanten-Nanooptik (NanoQLab) beantragt. In Kombination mit existierender Anlagentechnik soll die Möglichkeit geschaffen werden, eine große Bandbreite von Nano- und Quantenstrukturen flexibel, kleinskalig und mit höchster räumlicher Auflösung herzustellen. Das NanoQLab soll im Multi-User-Modus betriebenen und so über die Arbeitsgruppen der Antragsteller hinaus einer großen Zahl von (Nachwuchs)Wissenschaftlern am Standort direkt zugänglich gemacht werden.

Projekttitel: 2DMat-Lith-Lab - Mikrofabrikation von elektronischen und optoelektronischen Bauelementen aus 2D-Materialien
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.01.2023 - 31.10.2025
Förderkennzeichen: 2023FGI0010
Projektleitung: Prof. Dr. Andrey Turchanin
Einrichtung: Institut für Physikalische Chemie
Abstract: Ziel des Projektes ist die Einrichtung eines modernen Lithographie-Labors für die Herstellung Bauelemente aus 2D-Materialien. Das Labor, bestehend aus einem maskenlosen Laserlithographiesystem, einer Anlage zur Abscheidung von dünnen Schichten und einem Drahtbonder, soll in Kombination mit bereits vorhandener Infrastruktur die Mikroherstellung dieser Bauelemente im 4-Zoll-Wafer-Maßstab etablieren. Damit wird es möglich sein, neue Anwendungen in der Elektronik, Optoelektronik, Photonik, Sensorik zu erforschen und einen wichtigen Beitrag zur Spitzenforschung in Thüringen zu leisten.

Projekttitel: Lipidmediatoranalytik mittels UPLC-MS/MS - Lipidmediatoranalytik mittels Flüssigchromatographie Tandem Massenspektrometrie
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.11.2023 - 31.10.2025
Förderkennzeichen: 2023FGI0012
Projektleitung: Prof. Dr. Oliver Werz
Einrichtung: Institut für Pharmazie
Abstract: Für die Bioanalytik von bis zu ca. 100 entzündungsrelevanten Lipidmediatoren in biologischen Systemen (Zellen, Blut, Geweben etc.) soll ein Massenspektrometer „SCIEX Triple Quad 7500“ als Detektionssystem einer Ultra-PerformanceFlüssigchromatographie-gekoppelten Tandem Massenspektrometrie-Anlage angeschafft werden. Ziel ist die Erforschung der Biosynthese und Rolle von Lipidmediatoren bei Infektionen und entzündlichen Erkrankungen auf molekularer und zellulärer Ebene, sowie die Entwicklung neuer pharmakologischer Strategien zur Entzündungstherapie durch Manipulation der Lipidmediatorbildung.

Projekttitel: Watergy - Teilprojekt Jena: Desintegrations- und Wasseraufbereitungstechnologien im Labor & begleitende Analytik
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 04.10.2023 - 03.10.2025
Förderkennzeichen: 2023VFE0016
Projektleitung: Dr. Patrick Bräutigam
Einrichtung: Institut für Technische Chemie
Abstract: Im Rahmen des Projekts "WATERGY" sollen Prozesscontainer erforscht und entwickelt werden, die insbesondere für industrielle Gewächshäuser und ähnliche Anwendungen als technologische Ergänzung geplant sind. Hier fallen regelmäßig bisher weitgehend ungenutzte biogene Abfallstoffe an, und es besteht ein Bedarf an Wärme, Energie, Dünger und Wasser. Das Teilprojekt der Friedrich-Schiller-Universität zielt auf Laboruntersuchungen zur Ableitung geeigneter Verfahrenskombinationen in den Containern sowie die Entwicklung der begleitenden Analytik.

Projekttitel: SEM@CEEC - Rasterelektronenmikroskopie zur Untersuchung anorganischer und organisch-anorganischer Hybridmaterialien für die Energie- und Umwelttechnik
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 01.11.2023 - 31.12.2024
Förderkennzeichen: 2023 FGI 0008
Projektleitung: Prof. Dr. Lothar Wondraczek
Einrichtung: Otto-Schott-Institut für Materialforschung - Standort Fraunhoferstr. 6
Abstract: Gegenstand des Vorhabens ist der Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops zur Untersuchung anorganischer und organischanorganischer Hybridmaterialien für die Energie- und Umwelttechnik. Mit der Maßnahme wird am Thüringer Innovationszentrum für Energie- und Umweltchemie (CEEC Jena) der Friedrich-Schiller-Universität ein integriertes elektronenmikroskopisches Zentrum etabliert, welches wesentliche Beiträge zur Beforschung neuer Materialien für die Energiewende liefern wird.

Projekttitel: KI learns Tasks
Förderprogramm: EFRE Programm 2021-2027
Förderzeitraum: 15.09.2024 - 31.12.2024 
Förderkennzeichen: 2024IIP0010
Projektleitung: Prof. Dr. Nils Boysen
Einrichtung: Lehrstuhl für ABWL/Operations Management
Abstract: Zielstellung des Vorhabens ist die Kl-gestützte Entwicklung von Methoden im Bereich der Arbeitsgestaltung vor allem mit Analyse des Einflusses auf die zugehörigen Kostenpositionen. Dabei stehen die Schritte des Produktdesigns zur fertigungsgerechten Produktgestaltung ebenso im Fokus wie der Prozessdesign von Bewegungsfolgen bei der Ausführung einzelner Arbeitsgänge. Ein wesentlicher Fokus des Vorhabens umfasst die Analyse von Bestandsdaten aus unterschiedlichen Industriebereichen. Vor diesem Hintergrund werden Anwendungen in der Automobilproduktion sowie d. Produktion v. Flugzeugen angestrebt.