Materials Science & Engineering
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Green steel – and my vision of 21st century metals

In seinem Vortrag berichtet Prof. Donald Sadoway von seinen Ansätzen, wissenschaftliche Grundlagen für Technologien zu schaffen, die Energie und natürliche Ressourcen auf umweltverträgliche Weise effizient nutzen. Das übergeordnete Thema seiner Arbeit ist dabei die Elektrochemie in nichtwässrigen Medien. Dabei geht er auf seine spezifischen Themen der angewandten Forschung, das Recycling von Metallen und wiederaufladbaren Batterien ein.

Zur Person
An der Universität von Toronto absolvierte Professor Sadoway sein Bachelor- und Masterstudium und erlangte 1977 seinen Doktortitel in chemischer Metallurgie. Noch im selben Jahr ging er ans MIT, um als Postdoktorand zu forschen. Seine Vorlesungen waren immer sehr lebhaft und gespickt mit Anspielungen auf Musik, Kunst und Literatur. Er hat zweifellos zur Popularität des Fachs beigetragen. 44 Jahre war er Lehrer und Forscher am MIT und hat zahlreiche Auszeichnungen und Preise erhalten. Bill Gates lobte ihn mit dem Kompliment, dass Prof. Sadoway den besten Chemieunterricht überhaupt geben würde – „Unglaublich“. Für die Erfindung der Flüssigmetallbatterie wurde er 2012 vom Time Magazine zu einem der „100 einflussreichsten Menschen der Welt“ ernannt. Er ist Mitglied mehrerer Berufsverbände, darunter der Minerals, Metals & Materials Society (TMS) und der Electrochemical Society. Im Jahr 2021 hat TMS den Sadoway Award for Materials Innovation and Advocacy ins Leben gerufen, mit dem Wissenschaftler mit herausragenden Leistungen in den Materialwissenschaften ausgezeichnet werden.

Die Europäische Akademie Otzenhausen stellt für diesen Vortrag eine Simultanübersetzung zur Verfügung. Damit kann jede Lehrkraft, falls gewünscht, diesem Vortrag auf Deutsch folgen.

BMW’s Color-Changing Car: How Simple Ideas and Prototypes Inspire Big Innovation

BMWs Farbwechsel-Auto: Wie einfache Ideen und Prototypen zu großen Innovationen inspirieren

Stella Clark hat zusammen mit ihrem Team Automobilgeschichte geschrieben. Clarke hat Konzeptautos entwickelt, die auf Knopfdruck die Farbe wechseln. Dabei übertrug sie die von E-Readern bekannten E-Ink-Technologie, um die Farbe von Fahrzeugaußenseiten zu ändern. So gelingt erstmalig in der Geschichte der Automobilgeschichte eine Maximierung der Produktpersonalisierung.

Damit wird deutlich, dass die Arbeit der Ingenieurin Clark nicht nur Autos verändert, sondern auch das Verhältnis von Technologie, Kreativität und Kunst.

Es wird deutlich, dass Technologie von Kreativität, Kunst und Design und umgekehrt beeinflusst werden kann. Bekannte Grenzen werden abgebaut und neugestaltet.

Mithilfe dieses Vortrags erhalten wir auch einen spannenden Einblick in das Forschungsund Technologiezentrum der BMW Group in Garching. Stella Clark leitet und führt dort ein Team, das die faszinierende Aufgabe hat, eine Idee zu entwerfen, weiterzuentwickeln und zum Produkt zu bringen. Dazu verfügt das Team über mehrere kreative Räume, 3DDrucker, Messgeräte, elektronische Werkzeuge und viele Prototypen.

Zur Person
Stella Clark studierte Maschinenbau in Australien und in Pennsylvania. In München hat sie an der TUM promoviert. Seit 2007 arbeitet sie bei BMW Group als Entwicklungsingenieurin. Sie brennt für die Naturwissenschaften und steckt sofort jeden mit ihrer Neugier an.

Fachbereich Physik – Universität des Saarlandes, Saarbrücken

Adhäsion: Warum kann ein Gecko an der Decke laufen? Wie haften Bakterien? In Freihandexperimenten moderne Forschung nachvollziehen

Wie gelingt es einem Gecko, kopfüber an der Decke entlangzulaufen, ohne herunterzufallen? Und warum haftet Frischhaltefolie? Beide Phänomene beruhen auf demselben physikalischen Prinzip: der Adhäsion. Dabei handelt es sich um die Kraft, die entsteht, wenn Moleküle an den Grenzflächen zweier Materialien durch intermolekulare Wechselwirkungen wie van-der-Waals- oder Coulomb-Kräfte angezogen werden. Diese Anziehungskräfte ermöglichen es dem Gecko mit seinen Millionen feinster Härchen an den Pfoten fest an Oberflächen zu haften. Auch Bakterien, Proteine und viele andere Organismen nutzen ähnliche Mechanismen, um sich zu verankern. Im Vortrag werden wir anhand einfacher Freihandexperimente nachvollziehen, wie moderne Forschung die Adhäsion untersucht und wie dieses faszinierende Konzept im Unterricht greifbar gemacht werden kann.

Zur Person
Prof. Dr. Karin Jacobs studierte Physik an der Universität Konstanz. Nach früheren Karrierestationen als Postdoc am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Berlin/Golm, als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Ulm und Projektleiterin bei der Bayer AG in Leverkusen sowie mehreren Auslandsaufenthalten in Israel und Australien übernahm sie 2002 eine Professur für Experimentalphysik an der Universität des Saarlandes. Sie koordinierte ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit dem Schwerpunkt Mikrofluidik und ist Gremiums- und wissenschaftliches Mitglied des DFG-Sonderforschungsbereichs SFB 1027, der sich biophysikalischen Forschungsthemen widmet. Im April 2015 wurde sie zum Mitglied der Akademie der Wissenschaften und der Literatur gewählt und 2022 zum Mitglied der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen. Seit Sommer 2021 fungiert sie zudem als Vizepräsidentin der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.

Aerodynamik des Hochauftriebs – Grundlagen und aktuelle Anwendungsbeispiele

Die Tragflügelaerodynamik moderner Verkehrsflugzeuge ist im Allgemeinen auf eine möglichst hohe Effizienz im Reiseflug ausgelegt. Die damit einhergehenden hohen Fluggeschwindigkeiten gingen im Bereich von Start und Landung jedoch nicht nur mit unerwünscht großen Bahnlängen einher, sondern auch mit nicht unerheblichen Sicherheitsrisiken. Vor diesem Hintergrund wurden bereits vor den 1920er Jahren erste experimentelle und theoretische Arbeiten durchgeführt, um die minimale Fluggeschwindigkeit im Bereich von Start und Landung zu verringern. Erste große Durchbrüche wurden dabei u.a. von H. Fowler bereits 1933 erzielt. Seit den frühen 1960er Jahren sind die auch heute noch zur Anwendung kommenden Prinzipien weitestgehend entwickelt worden. Das physikalische Verständnis der Wirkungsweise solcher Hochauftriebssysteme wurde 1972 von A.M.O. Smith umfassend publiziert. Wo vor diesem Hintergrund auch heute noch die Herausforderungen der Hochauftriebs-Aerodynamik liegen und welche mathematischen, naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Fragen auch zukünftig noch zu beantworten sind, sind einige Aspekte, die der Vortrag beleuchten wird.

Zur Person
Niko Bier legte 1996 am Gymnasium am Rotenbühl in Saarbrücken sein Abitur ab. Von 1997 bis 2003 studierte er Wirtschaftsingenieurwesen in der Fachrichtung Maschinebau an der Technischen Universität Braunschweig. Nach seinem Studium arbeitet er am Institut für Fabrikbetriebslehre und Unternehmensforschung, Technische Universität Braunschweig. Seit 2006 arbeitet er für das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Seit 2018 ist er Gruppenleiter „Hochauftrieb. Zu seinen Arbeitsgebieten gehört die Auslegung und aerodynamische Analyse von Hochauftrieb- Systemen. Zudem zählt die numerische Strömungssimulation mithilfe von Windkanal- und Flugversuchen dazu.

Alexander von Humboldt-Professur für Künstliche Intelligenz
Fachbereich Informatik – Universität des Saarlandes

Societal Computing: Was Daten über die Gesellschaft verraten.

Einen großen Fundus an Daten bieten soziale Plattformen wie Facebook, Google, Yahoo, Twitter oder LinkedIn. Diese sind zum Teil öffentlich zugänglich. Prof. Dr. Ingmar Weber nutzt diese Daten aus verschiedenen Sozialen Netzwerken und führt diese mit traditionellen Quellen, beispielsweise offiziellen Statistiken, zusammen. Das Ziel ist es, mithilfe dieser beiden Daten Modelle zu entwickeln, aus denen sich verlässliche Aussagen ableiten lassen. Dafür muss er zudem gezielt nach Schwächen und Fehlern in den verschiedenen Datenquellen und Unsicherheiten suchen. Die Ergebnisse seiner „Big Social Data“- Auswertungen beinhalten bereits jetzt wegweisende Arbeiten zum Thema Migration. Mithilfe seiner Daten lassen sich nicht nur stattgefundene Migrationsbewegungen beziffern, sondern auch zukünftige Ein- und Auswanderungen vorhersagen. Viel Anerkennung und Aufmerksamkeit haben seine Methoden für die Untersuchung von politischer Polarisierung und Hassreden erhalten. Prof. Weber hat Algorithmen entworfen, die zwischen einer provokativen Äußerung und einem gefährlichen Hass unterscheiden können. Weber zählt international zu den Pionieren für eine „KI für Gemeinwohl“ oder „AI for Social Goog“. Bereits jetzt gibt er der Sozialwissenschaft neue Methodiken an die Hand, die Daten für diesen Fachbereich neue Wege eröffnen. Seine Methoden ermöglichen erstmals eine genaue Analyse von Phänomenen, die für die Forschung bisher schwer bis überhaupt nicht greifbar war.

Zur Person
Ingmar Weber wurde 2007 an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken promoviert. Er absolvierte Postdoc-Stationen an der EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) in der Schweiz und bei Yahoo Research in Barcelona, Spanien, bevor er 2012 an das Qatar Computing Research Institute wechselte. Dort ist er seit 2017 Forschungsdirektor der Social Computing Group. Ferner war der deutsche Mathematiker Visiting Researcher bei Microsoft (2016) sowie an der Singapore Management University, Singapur (2015). Weber ist „Distinguished Member“ der Association for Computing Machinery (ACM).

Prof. Dr. Ingmar Weber ist zum Humboldt- Professor für Künstliche Intelligenz ernannt worden. Ingmar Weber wechselt für die Humboldt-Professur vom „Qatar Computing Research Institute“ der „Hamad Bin Khalifa University“ in Doha, Qatar, nach Saarbrücken. Ziel der Alexander von Humboldt-Professuren ist, Spitzenwissenschaftler, die auf ihrem Gebiet führend sind, aus dem Ausland für den Forschungsstandort Deutschland zu gewinnen. Seit 2009 werden dafür jedes Jahr bis zu zehn Humboldt-Professuren vergeben. 2020 wurden zusätzlich die Alexander von Humboldt-Professuren für Künstliche Intelligenz (KI) ins Leben gerufen. Humboldt-Professuren sind für experimentell arbeitende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit 5 Millionen Euro und für theoretisch arbeitende Forscher mit 3,5 Millionen Euro dotiert, der Förderzeitraum beträgt fünf Jahre. Die KI-Professuren der Alexander von Humboldt- Stiftung sind Teil der nationalen KI-Strategie der Bundesregierung. Eine Humboldt-Professur gehört zu den höchsten Auszeichnungen, die in der Bundesrepublik vergeben werden.

Nobelpreisträger für Physik 2020
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching

Eine 40-jährige Reise

Vor etwas mehr als 100 Jahren veröffentlichte Albert Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie. Ein Jahr später löste Karl Schwarzschild die entsprechenden Gleichungen für eine nicht rotierende kompakte Masse. Ist diese Masse hinreichend groß und kompakt, kann sogar Licht nicht mehr entkommen, wenn es einen bestimmten Abstand zur Gravitationssingularität im Zentrum überschritten hat – den so genannten Ereignishorizont. Das theoretische Konzept eines ‚Schwarzen Lochs’ war geboren und wurde in späteren Dekaden von Penrose, Wheeler, Kerr, Hawking und anderen weiterentwickelt. Der erste Hinweis auf die Existenz solcher Schwarzen Löcher in unserem Universum wurde durch die Beobachtungen von Röntgen- Doppelsternen und leuchtenden Quasaren geliefert. Ich werde die 40-jährige Reise beschreiben, die meine Kollegen und ich unternommen haben, um mit lang andauernden und immer präziser werdenden Beobachtungen der Bewegungen von Gas und Sternen (als Testobjekte für Raum und Zeit) die Masse im Zentrum unserer Milchstraße nachzuweisen und ihre Kompaktheit zu bestimmen. Diese Studien belegen die Existenz eines kompakten Objektes mit einer Masse von 4 Millionen Sonnenmassen, die ohne Zweifel einem einzigen massereichen Schwarzen Loch zugeordnet werden kann.

Zur Person
Prof. Dr. Reinhard Genzel (geb. am 24.3.1952 in Bad Homburg) ist Direktor am Max- Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, Wissenschaftliches Mitglied der Max-Planck-Gesellschaft und Professor an der Graduate School for Physics and Astronomy der University of California in Berkeley. Er ist einer der weltweit führenden Forscher auf dem Gebiet der Infrarot- und Submillimeter-Astronomie. Seine Forschungsschwerpunkte sind Experimentelle Astrophysik, Schwarze Löcher, Galaxienkerne, Galaxienentwicklung, Sternenentstehung und extragalaktische Astrophysik. 2020 erhielt er den Nobelpreis für Physik, gemeinsam mit der US-amerikanischen Astronomin Andrea Ghez, für die Entdeckung eines supermassereichen kompakten Objekts im Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße.