Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Mathematik komplexer Systeme
Ein zentrales Thema in der Forschung von Jörn Dunkel ist die Entwicklung mathematischer Modelle zur Beschreibung und Vorhersage komplexer Strukturbildungsvorgänge in weichen Materialien und multizellulären Organismen. Von besonderem Interesse ist dabei die Entwicklung vielseitig einsetzbarer analytischer und numerischer Methoden, die es erlauben, sehr verschieden erscheinende Phänomene mittels ähnlicher mathematischer Gleichungen zu beschreiben. In seinem Vortrag wird Jörn Dunkel die zugrundeliegenden allgemeinen physikalischen und biologischen Prinzipien und Konzepte anhand einiger konkreter Beispiele aus der derzeitigen Forschungsarbeit veranschaulichen: Wie lassen sich Molekülbewegungen in Flüssigkeiten, Aktienkurse und bakterielle Dynamik in Biofilmen durch mathematisch verwandte Gleichungen modellieren? Wie kann uns Mathematik helfen, Strukturbildungsprozesse in der Embryonalentwicklung besser zu verstehen?

Zur Person
Prof. Dr. Jörn Dunkel ist Professor für Physikalisch-Angewandte Mathematik am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Nach seinem Studium der Physik und Mathematik an der Humboldt-Universität zu Berlin promovierte er am Institut für Physik der Universität Augsburg. Als Postdoc forschte Dunkel am Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics der Universität Oxford und am Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics der Universität Cambridge. Er wurde 2013 ans MIT in Cambridge berufen. Dunkel wurde mit verschiedenen Preisen ausgezeichnet, etwa mit dem Humboldt-Preis und dem Lise-Meitner-Preis der Humboldt-Universität zu Berlin, dem Erich-Krautz-Preis der Universität Augsburg, dem Gustav-Hertz-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, dem Edmund F. Kelly Research Award des MIT und einem Complex Systems Scholar Award der James S. McDonnell Foundation.

HafenCity Universität Hamburg

Hamburg als Labor: Urbane Landschaften erforschen, entwickeln, gestalten
Das Fachgebiet Architektur und Landschaft der HafenCity Universität Hamburg beschäftigt sich mit landschafts-, natur- und wasserbezogenen Strategien des Bauens und der Metropolenentwicklung. Hamburg stellt ein perfektes Lehr- und Forschungslabor für die Entwicklung von landschaftsbezogenen Strategien des Bauens und der Metropolenentwicklung im Spannungsfeld von Klimawandel, Urbanisierungsdruck und Freiraumentwicklung dar: Wie sieht eine Stadtlandschaft aus, die Biodiversität fördert anstatt sie zu zerstören, die Hochwasser aufnimmt anstatt sich vor ihm abzuschotten, die Regenwasser versickert anstatt es abzuleiten, die Abkühlung schafft anstatt aufzuheizen? Anhand exemplarischer Lehr- und Forschungsprojekte vor Ort in Hamburg, aber auch international zeigt Antje Stokman die Anforderungen einer nachhaltigen Stadt- und Landschaftsgestaltung für die Zukunft auf.

Zur Person
Prof. Dipl.-Ing. Antje Stokman ist Professorin für Architektur und Landschaft an der HafenCity Universität Hamburg und Mitglied im STUDIO URBANE LANDSCHAFTEN – Plattform für Forschung, Praxis und Lehre. Sie lehrt und forscht an den Schnittstellen zwischen Landschaftsarchitektur, Ökologie, Umwelttechnik, Architektur und Stadtplanung mit dem Ziel, ökologische, infrastrukturelle, soziale und ästhetische Anforderungen bei der Gestaltung von Lebenswelten zu integrieren. In diesem Sinne gründete und leitete sie den Studiengang „Integrated Urbanism and sustainable Design“ sowie die interdisziplinären Forschungsinitiativen „Future City Lab_Stuttgart: Reallabor für nachhaltige Mobilitätskultur“ und die Plattform „1zu1 – Architektur als Social Design“ an der Universität Stuttgart, wo sie von 2010-2017 das Institut für Landschaftsplanung und Ökologie leitete. Für ihre Leistungen als Grenzgängerin zwischen Disziplinen, Institutionen und Ländern im Rahmen der Juniorprofessor an der Leibniz Universität (2005-2010) erhielt sie im Jahr 2009 den Wissenschaftspreis des Landes Niedersachsen und den Topos Landscape Award 2010.

Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin

Es werde Licht – und zwar schnell
Licht entsteht in modernen Lampen nicht mehr durch das Glühen eines Drahtes. In LEDs (lichtemittierende Dioden) finden sich negative (Elektronen) und positive Ladungsträger (sogenannte „Löcher“) zusammen. Sobald das Elektron das Loch auffüllt, wird die Energie, die es dabei verliert, in Licht umgewandelt. Die wichtigen Zwischenschritte bei diesem Prozess finden auf sogenannten Ultrakurzzeitskalen statt: Elektronen bewegen sich innerhalb weniger Femtosekunden (1 fs = 〖10〗^(-15) s) von einem Ort zum anderen. Um zu verstehen, wie sich die Elektronen genau verhalten, ist es nötig, diese sehr schnellen Prozesse zu verfolgen. Dies ist mit Hilfe moderner Lasersysteme möglich, die uns erlauben, Echtzeit-Filme von Elektronen aufzunehmen. In dem Vortrag stellt Julia Stähler alle relevanten Elementarprozesse anhand eines Modellsystems vor – von der Elektronenbewegung bis hin zur Lichtemission – und gibt einen Einblick in die moderne Laserspektroskopie.

Zur Person
Dr. Julia Stähler studierte von 1998 bis 2004 Physik an der Freien Universität Berlin, wo sie 2007 ihre Promotion abschloss. Mit einem Feodor-Lynen-Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung forschte sie danach an der University of Oxford und erhielt 2008 den Klaus-Tschira-Preis für Verständliche Wissenschaft. 2009 wurde Julia Stähler Gruppenleiterin in der Abteilung Physikalische Chemie am Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin. Darüber hinaus forschte sie als Gastwissenschaftlerin an der University of Pittsburgh und an der Columbia University in New York. 2015 erhielt Stähler eine unabhängige Max-Planck-Forschungsgruppe am FHI. Ein Jahr später wurden ihr der Gaede-Preis der Deutschen Vakuumgesellschaft sowie der Edith-Flanigen-Award verliehen. Julia Stähler ist Mutter zweier Kinder (*2012 & 2017).

Biokatalyse an der Grenze von Chemie, Biologie und Verfahrenstechnik
Um für unsere Zukunft nachhaltige Produktionsverfahren für Alltagschemikalien zu entwickeln, bedarf es nachwachsender Rohstoffe und energiesparender Prozesse. Hier stellt die Biokatalyse eine Synthesetechnologie mit großem Potential dar. Die Natur nutzt andere Synthesestrategien als die klassische Chemie. Nur durch die Integration der verschiedenen Disziplinen und effizienter interdisziplinärer Zusammenarbeit bei der Prozessentwicklung lassen sich erfolgreich neue nachhaltige, in die Industrie skalierbare, Verfahren entwickeln. Und bei all dem muss die Ökonomie stimmen, d. h. besser als bei bereits etablierten Prozessen sein, um bestehende Verfahren ablösen zu können. Andreas Liese zeigt in dem Vortrag an Beispielen Herausforderungen sowie Lösungswege auf und stellt erfolgreiche Skalierungen in die Industrie vor.

Zur Person
Prof. Dr. Andreas Liese studierte Chemie an der Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn und promovierte am Forschungszentrum Jülich, in enger Zusammenarbeit mit der Firma DSM, Niederlande. Nach der Promotion 1998 leitete Liese für fünf Jahre die Enzymgruppe am Institut für Biotechnologie II, Forschungszentrum Jülich. Während eines Forschungsaufenthaltes in 2000 bei Pfizer Global Research & Development, San Diego, USA, gründete er dort die R&D-Gruppe Biotransformationen. Nach einem Ruf als Professor für Biotechnologie an die Universität Münster ging er 2005 an die Technische Universität Hamburg, wo er das Institut für Technische Biokatalyse leitet. 2003 erhielt Andreas Liese den Hochschullehrer-Nachwuchspreis für Biotechnologie der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie (DECHEMA e. V.). Er war von 2009 bis 2013 Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Katalyse (GeCatS) und ist seit 2014 Vorstandsmitglied der DECHEMA e.V. Seit 2016 ist Prof. Liese gewählter Fachkollegiat für Bioverfahrenstechnik bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).