Head of Program, – FrontiersForYoungMinds

How to live longer: the Nobel Prize-winning discovery of telomeres
Wann: Samstag 17:00 – 17:45
Wo: CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

What if you could easily share with your class the groundbreaking discoveries which won Nobel Prizes in recent years, using an open educational resource? Join me to learn about Elizabeth Blackburn’s game-changing work on telomeres, for which she won the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2009, and how psychological, environmental and even social factors can work on these to change our DNA and have a measurable effect on our life expectancy and health. With our Frontiers for Young Minds journal, you can then help your students understand and implement the breakthrough learning of Nobel-level scientists in their own lives.

Zur Person
Laura has 17+ years’ experience in academic publishing, with 7 years as a manager at Frontiers, first leading core academic journal programs and now strategically directing the unique open-access, kids’ science-engagement project, Frontiers for Young Minds.
Passionate about Open Access and publishing innovation, her 10 years’ experience prior to Frontiers included commissioning and project managing STM books for Cambridge University Press and working as Editor-in-Chief of a digital content company. She has spoken at many academic conferences, both local, international and virtual, and recently pitched at the Falling Walls Science Summit as a Science Engagement Winner.

SHS – Stahl-Holding-Saar

Technische Herausforderungen der Transformation: Von dem LD-Verfahren zur Elektrostahlroute
Wann: Sonntag 13:30 – 14:15
Wo: CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

Dillinger und Saarstahl wollen Stahl klimaneutral produzieren. Der Zeitplan dafür ist ambitioniert, denn schon ab 2027 soll im Saarland „grüner“ Stahl produziert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, stehen die saarländischen Stahlunternehmen vor einer Jahrhundertaufgabe: Umstellung voem sogenannten LD-Verfahren (Linz-Donawitz-Verfahren) auf die Elektrostahlroute. Der Vortrag gibt einen spannenden Überblick, welche Voraussetzungen für die Transformation notwendig sind und welche technologischen Herausforderungen gelöst werden müssen.

Zur Person
Dr. Daniel Rupp studierte an der Universität Saarbrücken Werkstoffwissenschaften. Promoviert hat er am Karlsruher Institut für Technologie, KIT 2010. Nach seiner Promotion war er wissenschaftlicher Angestellter am KIT, Institut für Materialforschung II. Seit 2011 arbeitet er in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der AG Dillinger Hüttenwerke. Seit 2022 ist er Koordinator der Transformationstechnologie.

Universität des Saarlandes – Lehrstuhl für Messtechnik

Klein, aber oho: Wie Mikrogassensoren bei großen Herausforderungen helfen

In allen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fächern gehört das Messen und die Auswertung der dabei erhobenen Daten zu den zentralen Bestandteilen im wissenschaftlichen Erkenntnisweg. In den Bildungsstandards für den Mittleren Bildungsabschluss und für die Allgemeine Hochschulreife wurden diese mit zahlreichen Kompetenzen ausführlich be schrieben und werden somit auch in jedem naturwissenschaftlichen Unterricht explizit eingefordert.

Ganz allgemein versteht man unter Messtechnik und Prozessautomation das Messen und Steuern von Produktionsprozessen. Damit einher gehen auch intensive Werkstoffprüfung und Qualitätssicherung. Die Messtechnik hilft zahlreichen Branchen, z. B. dem produzierenden Gewerbe, der Chemie-, Pharmazie-, Öl- und Nahrungsmittelindustrie sowie der Energie- und Wasserwirtschaft effizient, sauber und sicher zu arbeiten.

Grundsätzlich stellt sich in der Messtechnik auch die Frage, wie Daten überhaupt gewonnenwerden können. Soll die Messung analog oder digital, direkt oder indirekt erfolgen, welcheMessmethode ist wofür geeignet und welches Messgerät kann für die Messung überhaupt verwendet werden. Um eine Messung durchzuführen, gibt es Sensoren, die als häufig winzige „Messwert-Aufnehmer“ Daten sammeln und diese für die Auswertung an die Datenverarbeitung weiterleiten. So können Mikrogassensoren unterschiedliche Arten von Gasen detektieren, sie werden heute für die Erkennung von Gefahren oder die effiziente Steuerung von Prozessen eingesetzt. Gase entstehen aber beispielsweise auch bei allen Gärungsprozessen. Mit Hilfe von Gasmesssystemen soll zukünftig frühzeitig darauf hingewiesen werden, dass Lebensmittel im Kühlschrank zu verderben drohen. Dabei stößt die Messtechnik heute an Grenzen, da es für die Wahrnehmung von „Geruch“ bisher keine objektive Skala, also z.B. keine SI-Einheit gibt. Die Bewertung von Geruch erfolgt durch Versuchspersonen, und deren Bewertung wird bereits dadurch beeinflusst, dass man ihnen mitteilt, dass sie sich bewusst auf einen Geruch konzentrieren sollen.

Dieser Vortrag stößt naturwissenschaftlichen Lehrkräften die Tür zur Messtechnik weiter auf und lässt sie nochmals selbst über das Messen und die Auswertung von erhobenen Daten intensiv nachdenken.

Zur Person
Andreas Schütze studierte Physik und Mathematik an der RWTH Aachen und promovierte 1994 in angewandter Physik an der Justus-Liebig-Universität Gießen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dieter Kohl. Der Titel seiner Promotion lautet: „Präparation und Charakterisierung von Phthalocyanin-Schichten zum Nachweis oxidierender und reduzierender Gase“. Anschließend war er bei der VDI/VDE-IT GmbH, Teltow, insbesondere in der Projektförderung tätig. Von 1998 bis 2000 war er Professor für Sensorik und Mikrosystemtechnik an der Fachhochschule Niederrhein in Krefeld. Seit 2000 leitet Prof. Dr. Andreas Schütze den Lehrstuhl für Messtechnik an der Universität des Saarlandes in der Fachrichtung Systems Engineering. Neben seiner Hochschultätigkeit ist Prof. Schütze Gründungsmitglied des ZeMA Zentrums für Mechatronik und Automatisierungstechnik GmbH und Mitgründer der 3S GmbH – Sensors, Signal Processing, Systems, Saarbrücken. Prof. Schütze übt zahlreiche ehrenamtliche Tätigkeiten aus. Er ist u.a. seit 2015 Vorsitzender des VDE Saar, seit 2009 Vorstandsmitglied im Wissenschaftsrat der AMA, Verband für Sensorik und Messtechnik, und seit 2010 Vorsitzender des Fachgebiets Mess- und Sensortechnik der Dechema.
Für Prof. Dr. Andreas Schütze ist die Förderung des naturwissenschaftlichen Nachwuchses ein Herzensangelegenheit. Er hat 2006 das Schülerlabor SinnTec gegründet und ist Gründungsmitglied des saarländischen Schülerlaborverbunds SaarLab sowie von LernortLabor, dem Bundesverband der Schülerlabore. Mit dem Landkreis Saarlouis hat er 2015 das Schülerforschungszentrum Saarlouis gegründet und leitet seitdem den dortigen Förderverein. Zudem wurde durch sein Engagement der „Tag der Technik“ im Saarland fortgeführt, bei dem Schülerinnen und Schüler modernste Technik in Workshops sowie einer interaktiven Ausstellung hands-on erleben können.

The University of Rhode Island – Fachbereich Ozeanologie

On Ice: An exploration of solid water and its planetary role in ecosystems, in the water cycle, and in climate
Wann: Samstag 15:45 – 16:30
Wo: Europäische Akademie Otzenhausen

Auf der Erde können wir seit vielen Jahren eine globale Erwärmung feststellen. Der Klimawandel wurde in den letzten Jahrzenten durch zahlreiche Studien und Beobachtungen weltweit nachgewiesen. Noch nie hat sich die Erde so schnell erwärmt wie in der Zeit seit der industriellen Revolution. Für das Leben auf der Erde stellt der Klimawandel eine ernste Bedrohung dar. Dabei ist er vorwiegend menschengemacht, und zwar durch die Verbrennung fossiler Energien wie Braunkohle, Steinkohle und Erdöl. Wenn wir über Klimawandel sprechen, stehen selten die Ozeane im Fokus. Dabei machen sie mehr als 70 Prozent der Oberfläche unseres Planeten aus und stellen einen der wichtigsten Faktoren für die Klimaregulierung dar. Die immensen Wassermassen dienen als Speicher von Treibhausgasen, die durch den Menschen in die Atmosphäre abgegeben werden. Die Funktionsweise der Ozeane hat sich durch den Klimawandel verändert. Das Wasser wird sauer, das Wasser erwärmt sich und der Meeresspiegel steigt an. Die Biodiversität der Meere wird dadurch massiv gestört und beeinträchtigt auch den Menschen. Der Anstieg des Meeresspiegels betrifft allein 60% der weltweiten Bevölkerung, die in Küstengebieten lebt. Im Vortrag erhalten wir zahlreiche Einblicke in das hochaktuelle Thema des menschengemachten Klimawandels und dessen Auswirkungen auf unsere Ozeane.

Zur Person
Prof. Dr. Brice Loose lehrt und forscht an der Universität of Rhode Island. Seine Hauptforschungsgebiete sind der Klimawandel und die Ozeanzirkulation, der Luft-Meer-Austausch sowie der Wärmetransport, die Küsten- und Mündungsgesundheit und die Küstenwasserzirkulation. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Weiterentwicklung der Ozeaninstrumentierung und der Unterwasser-Massenspektrometrie, um flüchtige Stoffe in Wasser zu messen. Im Moment ist Loose Stipendiat des Fulbright Programms mit einem Forschungsaufenthalt in Bergen (Norwegen). Dort untersucht er Treibhausgase unter dem Meereis in der sich veränderten Arktis. Dabei arbeitet er mit Experten der Universität Bergen und Tromsø zusammen (jeweils weltweit führend in der Meeresforschung). Zuvor hat er an der MOSAiC-Arktisdriftprogramm als Wissenschaftler teilgenommen. Prof. Dr. Brice Loose hat seine Promotion an der Colombia Universität 2009 abgeschlossen. Zuvor hatte 1999 er seinen Bachelor an der BS-Universität von Kalifornien und 2003 seinen Master an der katholischen Universität von Chile beendet.

Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland

Target-basierte Entdeckung neuer Antiinfektiva für den Kampf gegen böse Krankheitserreger
Wann: Samstag 13:45 – 14:30
Wo: CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

Die Entwicklung neuer Antibiotika ist ein wichtiges Ziel der pharmazeutischen Forschung, um die immer größer werdende Zahl resistenter Krankheitserreger bekämpfen zu können. Daher entwickelt und optimiert die Forschungsgruppe um Professorin Dr. Anna Hirsch Wirkstoffe, die gezielt lebensnotwendige Vorgänge in Bakterien angreifen, um so die Krankheitserreger abzutöten oder abzuschwächen. Die erste Gruppe umfasst Targets, die wichtige Mechanismen innerhalb des Bakteriums beeinträchtigen und diese dadurch effektiv abtöten. Ein Beispiel ist das Enzym DXS, das eine entscheidende Rolle im Methylerythritol-Phosphatweg spielt, der für die Biosynthese universeller isoprenoider Vorläufer in vielen Gram-negativen Krankheitserregern unerlässlich ist, aber beim Menschen fehlt. Die zweite Gruppe umfasst Targets, die die Pathogenität und Virulenz der Bakterien beeinträchtigen, ohne aber deren Lebensfähigkeit herabzusetzen. Es wird angenommen, dass diese sogenannten Pathoblocker mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit die Entwicklung von Resistenzen verursachen, während die Darmflora weitgehend unberührt bleibt.

Zur Person
Anna Hirsch studierte Naturwissenschaften mit Schwerpunkt Chemie an der University of Cambridge. Ihr drittes Jahr verbrachte sie am Massachusetts Institute of Technology, wo sie unter anderem ein Forschungsprojekt in der Gruppe von Prof. Timothy Jamison durchführte. Im Rahmen ihrer Masterarbeit forschte sie in der Gruppe von Prof. Steven V. Ley an der University of Cambridge.
Sie promovierte 2008 an der ETH Zürich. Hierbei beschäftigte sie sich in der Gruppe von Prof. François Diederich mit dem Struktur-basierten de novo Design und der Synthese von Anti-Infektiva. Anschließend trat sie als Postdoc in die Gruppe von Prof. Jean-Marie Lehn am Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaires (ISIS) in Straßburg ein, bevor sie 2010 eine Stelle als Assistenzprofessorin am Stratingh Institute for Chemistry an der Universität Groningen antrat, wo sie 2015 zur außerordentlichen Professorin ernannt wurde.
Im Jahr 2017 wechselte sie an das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), wo sie die Abteilung für Wirkstoffdesign und -optimierung leitet. Ihre Arbeit konzentriert sich auf das Design und die Synthese antiinfektiöser Wirkstoffe. Hierbei kommen rationale Ansätze wie das Struktur- und Fragment-basierte Wirkstoffdesign zum Einsatz, aber auch innovative Methoden wie die dynamische kombinatorische Chemie und kinetische zielgerichtete Synthese.
Anna Hirsch wurde 2014 mit dem Gratama Science Prize, 2015 mit dem SCT-Servier Prize for Medicinal Chemistry, 2017 mit dem Innovation Prize for Medicinal Chemistry des GdCh/DPhG und 2019 mit dem EFMC Young Medicinal Chemist in Academia Prize (zweitplatzierte) ausgezeichnet.

Universität des Saarlandes – Fachbereich Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Über Nachhaltigkeit und kreislauffähige Werkstoffe – und warum wir diese auch in den Weltraum schicken
Wann: Samstag 11:45 –12:30
Wo: CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

Über Jahrmilliarden hat sich unser einzigartiges Ökosystem auf der Erde entwickelt. Die Menschheit muss mit den begrenzten Ressourcen haushalten. Auch die derzeit stark ansteigenden Energie- und Rohstoffpreise drängen auf einen effizienteren Umgang mit Energie und Ressourcen. Zahlreiche Potenziale zur Reduzierung des Energie- und Ressourceneinsatzes bietet für Prof. Dr. Frank Mücklich die Materialwissenschaft. Diese gehört neben Informatik und Biotechnologie zu den drei Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts.
In Fragen von Stoffkreisläufen lernt die Materialwissenschaft in besonderer Art und Weise von der Natur. Prof. Dr. Mücklich hat seine Forschungsarbeit darauf ausgerichtet, Materialien von der Mikro- bis zur atomaren Ebene zu betrachten. Aus der Betrachtung des Materialinneren ergeben sich zahlreiche Aussagen über erfolgte Be- und Verarbeitungsprozesse. Daraus können weitreichende Ansätze für eine Optimierung der Werkstoffeigenschaften gezogen werden. Zum anderen führt die Betrachtung und Bewertung von Oberflächen und deren Veränderungen zu zahlreichen wichtigen technischen Verhaltensweisen. Hochleistungswerkstoffe werden dann zahlreichen Tests auf der Internationalen Raumstation ISS unterzogen. Der Vortrag bietet Einblicke auch in diese Forschungsarbeit.

Zur Person
Von 1980 bis 1985 studierte Frank Mücklich physikalische Materialkunde und Werkstoffwissenschaft an der TU Bergakademie Freiberg. Anschließend promovierte er am Institut von Heinrich Oettel zum Thema „Röntgendiffraktometrische Analyse von Punktdefekten in hochperfekten Galliumarsenid-Einkristallen“. Anschließend ging er 1990 als Stipendiat an das Max-Plank-Institut für Metallforschung in Stuttgart zu Günter Petzwo und leitete dort eine Gruppe für Metallische Funktionswerkstoffe. 1995 folgte er dem Ruf an die Universität des Saarlandes und baute den neu gegründeten Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe auf. 2008 gründete er die Europäische Schule für Materialforschung und 2009 das Material Engineering Center Saarland als Forschungszentrum der Steinbeis-Stiftung. Zudem ist er Herausgeber der Zeitschrift „Praktische Metallographie“. Mücklich arbeitet auf den Gebieten der Oberflächenstrukturierung und der Werkstoffcharakterisierung. Er gehört weltweit zu den renommiertesten Materialwissenschaftlern mit 610 Publikationen und einem h-Index von 53. Einer breiten Öffentlichkeit bekannt wurde er durch die Raumfahrtmission „Cosmic Kiss“ seines ehemaligen Studenten Dr. Alexander Maurer. Der führte auf der ISS zahlreiche Versuche zum Thema Biofilme durch (in Kooperation mit anderen Instituten).
Mücklichs Arbeiten wurden bereits mehrmals national und international durch zahlreiche Preise ausgezeichnet (u.a. Berthold Leibinger Innovationspreis, Henry Clifton Sorby Award der ASM International, Werner-Köster-Preis der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde). Prof. Dr. Frank Mücklich übt zudem zahlreiche ehrenamtliche Tätigkeiten aus. Er ist u.a. Geschäftsführender Vorstand der Universitätsgesellschaft des Saarlandes und stellvertretender Sprecher Themennetzwerk Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Die Förderung des naturwissenschaftlichen Nachwuchses ist für ihn ein Herzensprojekt. So gehört er zusammen mit Prof. Dr. Andreas Schütze zu den Initiatoren des Juniorstudiums an der Universität des Saarlandes.

CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

Was Maschinen von uns lernen können
Wann: Samstag 10:45-11:30
Wo: CISPA – Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

Computer sind schon lange unglaublich gut darin, große Zahlen zu multiplizieren oder Schach zu spielen. Der Grund ist, dass Menschen Algorithmen entwerfen und Maschinen so programmieren konnten, dass sie diese Aufgaben sogar besser und schneller erledigen können als (die meisten) Menschen. Doch es gibt auch viele Aufgaben, die Menschen bisher besser lösen können, da wir keine zufrieden stellenden Programme entwickeln konnten, zum Beispiel, um Sinn aus Bildern zu machen oder kreativ mit anderen zu kommunizieren. In den letzten Jahren wurden große Durchbrüche in diesen Bereichen erzielt, indem wir Maschinen beibringen, selbst herauszufinden, wie sie gestellte Probleme effektiv lösen können. Ähnlich wie Menschen lernen Maschinen mithilfe von Beispielen und viel Übung. Unsere Aufgabe als Forscher und Programmierer ist herauszufinden, wie wir sie dabei am besten unterstützen können. In diesem Vortrag werden wir gemeinsam die Chancen und Risiken diskutieren, die diese neue Form, Technologie zu entwickeln, für unsere Zukunft, unsere Gesellschaft und große Herausforderungen unserer Zeit bereithält.

Zur Person
Rebekka Burkholz ist seit September 2021 als tenure-track Fakultätsmitglied am Helmholtzzentrum CISPA für Informationssicherheit in Saarbrücken tätig, wo sie die Gruppe für netzwerkbasiertes maschinelles Lernen leitet. Das Ziel ihrer Gruppe ist, unser theoretisches Verständnis tiefer neuronaler Netze zu vertiefen und Algorithmen in diesem Bereich auf Grundlage der gewonnenen Einsichten zu verbessern und robuster und zu gestalten. Die Methoden, die ihre Gruppe entwickelt, sind oftmals inspiriert von biologischen Anwendungen, insbesondere in der Molekularbiologie und Genetik. Von 2019 – 2021 hat Rebekka Burkholz als PostDoc am Department für Biostatistik an der Harvard T.H. Chan School of Public Health in der Gruppe von John Quackenbush geforscht. Zuvor war sie als PostDoc und Doktorandin an der ETH Zürich. Von 2017 – 2018 war sie am Institut für Maschinelles Lernen in der Gruppe von Joachim Buhmann und von 2013 – 2017 am Lehrstuhl für Systemdesign von Frank Schweitzer. 2016 hat sie am ETH Risk Center promoviert und mit ihrer Arbeit über systemisches Risiko den Zürich Dissertationspreis gewonnen. Zudem hat sie CSF Best Contribution Award für ihre Arbeit bezüglich systemischen Risikos im internationalen Nahrungsmittelhandel erhalten. Zuvor studierte sie Mathematik und Physik an der TU Darmstadt und für ein Jahr an der Lund Universität in Schweden.