Innovationsfonds „Forschung, Wissenschaft und Gesellschaft

Geförderte Projekte 2017


In-situ-Untersuchung von funktionalen, oxidbasierenden Nanomaterialien mit atomarer Auflösung

Projektleitung: Dr. Zaoli Zhang (Erich-Schmid-Institut für Materialwissenschaft, ESI)

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Methodologie für die atomare Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Oxid basierenden Nanomaschinen bei deren Betriebsbedingungen durch fortschrittliche, aberrationskorrigierte Transmissionselektronenmikroskopie. Eine solche Forschung ist essentiell für ein weites Feld an Anwendungen in den Bereichen transparenter Elektronik, Optoelektronik, Magnetoelektronik, Photonik, Spintronik, Thermoelektrik, Piezoelektrik, Energiegewinnung, Wasserstoffspeicherung und umweltfreundliches Abfallmanagements. Im Speziellen wird der entwickelte Ansatz auf die Untersuchung des Metall-Isolator-Übergangs in Vanadiumdioxid bei atomarer Auflösung angewandt werden. Vanadiumdioxid (VO2) ist ein typisches Material mit korrelierten Elektronen und hat großes Interesse aufgrund seines abrupten diskontinuierlichen Metall-Isolator-Überganges knapp oberhalb der Raumtemperatur erfahren. Das Verständnis der Natur eines solchen Übergangs in korrelierten Materialien ist unvollständig und bleibt eine Herausforderung, durch die fehlende Verbindung zwischen atomarer und elektronischer Kinetik, sowie durch die fehlende In-situ-Beobachtung in Echtzeit und atomarer Auflösung während des Übergangsprozesses. Die vorgeschlagene neue Methodologie der atomar auflösenden In-situ-Untersuchung vom kinetischen Prozess des, von monoklin zu tetragonal gehenden, Phasenüberganges würde das Zusammenwirken zwischen atomarer und elektronischer Strukturänderung des gesamten VO2 Metall-Isolator-Übergangsprozesses klären und diese lang bestehende wissenschaftliche Frage lösen.


Das Asiatische Monsun-Archiv

Projektleitung: Prof. Christoph Spötl (wirkliches Mitglied, Universität Innsbruck, Kommission für Geowissenschaften)

Der Asiatische Monsun ist eines der größten atmosphärischen Strömungsmuster der Erde und beeinflusst das Leben von Hunderten Millionen Menschen. Intensive Forschungsarbeiten haben aufgezeigt, dass die Intensität des Monsuns in der jüngsten Erdgeschichte großen und vielfach abrupten Änderungen unterworfen war. Diese bahnbrechenden Beobachtungen wurden im Wesentlichen an Höhlensinterablagerungen gemacht, die eine hochgenaue zeitliche Einstufung erlauben. Dieses steinerne Monsun-Archiv reicht mittlerweile lückenlos 640.000 Jahre zurück in die Vergangenheit; allerdings gibt es nach wie vor große Unsicherheiten, wie der wesentliche Indikator, die Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung des Kalzits, klimatisch interpretiert werden soll. In diesem Forschungsvorhaben wird mit einem laborintensiven Ansatz versucht, in dieser ungelösten Frage einen entscheidenden Schritt weiter zu kommen. Dazu wird die stabile Isotopenzusammensetzung von Fluideinschlüssen und ihre Mikrothermometrie analysiert, sowie mit dem so-genannten 17Oexcess ein neuer Parameter am Kalzit hochgenau gemessen. Diese Forschung ist nicht ohne Risiko; sie birgt jedoch das Potential in sich, die Steuerungsfaktoren des Niederschlages und der Lufttemperatur erstmalig voneinander trennen und so in weiterer Folge die Änderungen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit während großer Klimaumschwünge in der Vergangenheit verfolgen zu können. Die neuen Daten werden wichtige Vergleichsgrößen für die kommende Generation der numerischen Klimamodelle dieses umfassenden Monsunsystems, das von Nordindien bis Südostchina reicht, bereitstellen.


Towards extra-terrestrial habitats (TETH)

Projektleitung: Dr. Luca Fossati (Institut für Weltraumforschung, IWF)

Die Entdeckung und Charakterisierung von extrasolaren Planeten (Exoplaneten) bringt uns immer näher zur Beantwortung der Frage, ob wir alleine im Universum sind. Bis heute konnten nur ein paar Planeten mit geringen Massen (wie unsere Erde) in der sogenannten „habitablen Zone“ um sonnenähnliche Sterne gefunden werden. In den nächsten Jahren werden wir jedoch den Start von vielen Beobachtungseinrichtungen mitverfolgen können, deren Ziel es ist, systematisch nach erdähnlichen Planeten um Sterne wie unsere Sonne zu suchen. Manche dieser entdeckten Planeten werden uns erlauben, deren Atomsphären zu studieren. Dies bedeutet auch, dass wir in der Lage sein werden mögliche Biosignaturen (Bestandteile/Moleküle in der Atmosphäre welche auf die Existenz von Leben am Planeten hinweisen) zu messen. Studien über die Entstehung und Entwicklung der Erdatmosphäre haben gezeigt, dass Stickstoff ein Indikator für einen erdähnlichen Lebensraum ist. So eine Atmosphäre kann, im Prinzip, durch das Messen von Stickstoff-, Sauerstoff-, Kohlenstoff-, und Wasserstoff-Häufigkeiten bestimmt werden. Obwohl Stickstoff das Hauptindiz für einen erdähnlichen Lebensraum ist, kann es leider nur schwer gemessen werden. Es wäre aber denkbar, dass Stickstoff im UV-Bereich nachgewiesen werden kann. Dieser spezielle Wellenlängenbereich wurde jedoch kaum untersucht. Unser Ziel ist es nun, simulierte Spektren von möglichen lebensfreundlichen Planeten zu erzeugen, welche bestimmten Bedingungen ausgesetzt werden. Dadurch können wir herausfinden, wie wahrscheinlich es ist erdähnliche Planeten in der Zukunft zu entdecken.


Development of a compact sub-Kelvin detector system for nuclear forensics and nuclear accountancy applications

Projektleitung: Dr. Ken Suzuki (Stefan-Meyer-Institut für subatomare Physik, SMI)

The Stefan Meyer Institute has successfully built1 a compact, easily portable, cost-effective, dry sub-Kelvin cryostat as a platform for cryogenic superconducting detectors. The detectors have an unprecedented energy resolution of a few eV resolution for 10 keV x-rays. For comparison, this is ten-times better than other state-of-art detectors. The superconducting detectors also have a much lower noise floor and do not generate false positives allowing the analysis of very dilute emitting material. The goal is now to combine the novel superconducting detectors with the recently developed cryogenic infrastructure at SMI to build a high-resolution x- and γ- ray spectrometer.
The project at the SMI will develop the spectrometer to address nuclear safety issues including forensics and accountability for international nuclear non-proliferation treaties. For example, a quantitative assessment of a uranium enrichment is usually done either chemically or with Germanium-based γ-spectroscopy, both suffer from major disadvantages. The SMI system has significant potential for use in the field of verification of nuclear non-proliferation and disarmament.

The system at the SMI was originally intended to be used for the spectroscopy of exotic atoms2 by measuring the energies of x-rays emitted from kaonic atoms. During the development it became apparent that the remarkable properties of the cryogenic detectors in question could be put to effective use outside the original physics use-case.

1 EUREKA Eurostars2 CoD 1: 8882
2 Exotic atom is comprised of at least one unusual constituent (π–, K–, p̅) than a normal atom (e– and nucleus)


Antikes Erbe in der Musik des Frühen Islam

Projektleitung: Priv.-Doz. Stefan Hagel (korrespondierendes Mitglied, Institut für Kulturgeschichte der Antike, IKAnt)

Dass die Musik Europas und der arabischen Welt sich grundlegend unterscheiden, ist allgemein bekannt. Nichtsdestoweniger versuchten die Gelehrten beider Kulturkreise seit dem frühen Mittelalter ihre jeweils eigene Musik mit Mitteln zu begreifen und zu beschreiben, die sie von der Antike ererbt hatten und die größtenteils schon lange zuvor im fünften und vierten vorchristlichen Jahrhundert entwickelt worden waren. Nun passten die alten Konzepte nicht immer recht auf die zeitgenössische Praxis und mussten daher, bewusst oder unbewusst, angepasst werden. Arabische Autoren etwa erhoben die Laute (‘ud) zum Modellinstrument ihrer Betrachtungen; ihr mit Stegen versehenes Griffbrett impliziert aber im Vergleich mit den offenen Saiten der antiken Leier eine völlig andere Kombination von Möglichkeiten und Einschränkungen.

Auf derartige konzeptuelle Verschiebungen konzentriert sich das neue Projekt des Instituts für Kulturgeschichte der Antike. Im Zentrum steht der Vergleich der bis heute nur wenig erschlossenen frühen arabischen Texte mit den griechischen Quellen, auf denen viele ihrer Vorstellungen beruhen. So soll es möglich werden, Rückschlüsse auf die praktische Musikausübung der frühen islamischen Welt zu ziehen, auch mit dem Ziel, diese besser in einen großen musikgeschichtlichen Zusammenhang einzuordnen, zwischen der langvergangenen Superkultur der Spätbronzezeit, der noch rezenten hellenistischen mit ihrer direkten Nachfolge vor allem im byzantinischen Reich und lokalen Elementen sowohl aus der arabischen Halbinsel als auch aus benachbarten, während der ersten Expansionsphase unterworfenen Kulturräumen.


Railway vibrations from tunnels

Projektleitung: Prof. Holger Waubke (Institut für Schallforschung, ISF)

Bahnverkehr in Tunneln unterbindet jegliche Störung durch direkte akustische Emissionen in der Umgebung. Jedoch treten Vibrationen auf, die durch den Boden weitergeleitet werden und entweder direkt oder indirekt als Sekundärluftschall in Gebäuden wahrgenommen werden. Es wurden in der Vergangenheit zahlreiche Maßnahmen zur Reduktion der Schwingungen entwickelt, deren Wirksamkeit mit den Kosten ansteigt. Das zentrale Problem ist, dass insbesondere die wirksamste Maßnahme, das Masse-Feder-System, bereits bei der Planung des Tunnels berücksichtigt werden muss, da es Form und Dimension des Tunnels beeinflusst. Daher wird ein genaues Prognosemodell benötigt, das den gezielten Einsatz dieser Maßnahme erlaubt. Bislang werden einfache Prognoseverfahren verwendet, die zu großen Abweichungen von bis zu 10 dB gegenüber gemessenen Werten führen. Das Ziel dieses Projektes ist die Verbesserung dieser Situation durch die Verwendung detaillierterer mechanischer Modelle. Der Boden wird als horizontal geschichtetes Medium mittels der Randelemente-Methode modelliert. Der Tunnel und der Oberbau werden mittels der Finiten-Elemente-Methode hinzugefügt. Um den numerischen Aufwand beschränkt zu halten, wird angenommen, dass der Tunnel gerade ist und eine konstante Form hat. Dies erlaubt die Anwendung der 2.5D-Methode, die auch die Berücksichtigung des Einflusses der Geschwindigkeit der Züge im Modell ermöglicht.


All Watched Over by Machines of Loving Grace: Computermodellierungen für die Politikberatung

Projektleitung: Dr. Anja Bauer (Institut für Technikfolgen-Abschätzung, ITA)

Computermodellierungen gewinnen zunehmend an Bedeutung als Unterstützung für politische und gesellschaftliche Entscheidungsfindungen bei einer Reihe komplexer und gesellschaftlich kontroverser Fragen. In Debatten über wissenschaftliche Politikberatung wird die Rolle von Computermodellen jedoch kaum tiefgehend reflektiert. Das Projekt zielt darauf ab, die "Black Box" der Modellierung in der Politikberatung zu öffnen und empirische Erkenntnisse über Computermodellierung und Simulationen als epistemische und politische Instrumente und Praktiken zu liefern.

Das Projekt liefert einen systematischen Überblick über die epistemischen Eigenschaften von Computermodellen und -simulationen in verschiedenen Politikbereichen. Die wichtigsten Modellierungsansätze werden anhand ihres methodischen Ansatzes, ihrer Größenordnung, ihres Umfangs, ihrer disziplinären und institutionellen Ausgestaltung sowie ihrer Verknüpfung mit spezifischen politischen Fragestellungen identifiziert und klassifiziert.

Neben dem systematischen Überblick strebt das Projekt ein vertieftes Verständnis dafür an, wie Computermodelle und -simulationen in Beratungskontexten in verschiedenen Politikbereichen eingesetzt werden. Vor dem Hintergrund der jüngsten Angriffe auf die Autorität der Wissenschaft fragen wir insbesondere, wie Glaubwürdigkeits- und Legitimationsansprüche in der Interaktion und Kommunikation zwischen WissenschaftlerInnen und politischen und gesellschaftlichen Akteuren sichergestellt werden.


Linked Cat+. Explore half a century of knowledge production at the Academy

Projektleitung: Dr. Sibylle Wentker (BAS:IS Bibliothek, Archiv, Sammlungen - Information & Service)

Die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) wurde 1847 als Gelehrtengesellschaft gegründet. Als solche ist die ÖAW seit über 150 Jahren ein wichtiges Forum für die Produktion und Kommunikation von Wissen. Die Sitzungen der beiden Klassen der Akademie, der philosophisch- historischen und der mathematisch-naturwissenschaftlichen, finden ihre gedruckte Manifestation in den Sitzungsberichten, die bis ins Jahr 1848 zurückreichen. Das Projekt will das erste halbe Jahrhundert dieses einzigartigen Wissensforums zu neuem digitalen Leben erwecken, indem das Material auf Artikelebene zugänglich, suchbar und weiterverwendbar gemacht wird. Open, Linked und Visual sind die drei Veröffentlichungsprinzipien bei diesem Projekt. Hierbei wird das Projekt nicht nur die Katalogdaten als Linked Open Data bereitstellen, sondern auch eine vielfältige visuelle Erkundung des Datenpools ermöglichen- „Linked Cat+“ verwendet zwei Projekte der ÖAW komplementär, die beiden prosopographisch-biographischen Datenbanken „APIS“ und „PAAS“, deren Verbindung zu den Katalogdaten ein komplexes Wissensnetzwerk abbilden wird. Ziel des Projekts ist die Bereitstellung der Sitzungsberichte der ÖAW zusammen mit bibliographischer Information und zusätzlichen semantischen Anreicherungen als eine komplexe open-access Ressource für Wissenschaft, Studium und die interessierte Öffentlichkeit.


Unfolding the Woldan Collection -A data model and prototype for dissemination and visualization of cultural heritage in a spatial-temporal way

Projektleitung: Andreas Krexhammer (BAS:IS Bibliothek, Archiv, Sammlungen - Information & Service)

GIS (Geoinformationssysteme) bzw. „GIScience“, deren Instrumente und Methoden zur Erforschung von Datenstrukturen und rechnergestützten Verfahren zur Erfassung, Präsentation und Analyse von geographischen Daten sind in den Raumwissenschaften seit Jahrzehnten fest verankert. Aber auch Geisteswissenschaften erkennen immer mehr die Vorzüge dieses „spatial approach“. Die Vorteile liegen klar auf der Hand - GIS ermöglicht die Verortung und Visualisierung verschiedenster Inhalte. Dabei lassen sich durch die visuelle Erfassung räumlicher Muster, Relationen einer komplexen Welt erkennen die in einzelnen Texten und Tabellen verborgen bleiben würden.

Neue Methoden und Technologien der Geoverarbeitung und Lokalisierung erlauben die Abbildung historischer Quellen als Geodaten. Insbesondere geographiehistorische Sammlungen – wie die Sammlung Woldan – lassen sich dabei in ein GIS integrieren. Dies ermöglicht eine detaillierte und sehr spezifische Recherche in einem raum-zeitlichen Kontext. Auf den Punkt gebracht, werden dadurch Informationen verfügbar, die bisher nur schwer zugänglich bzw. gar nicht sichtbar waren. Das Ziel des Projektes ist die Erstellung eines umfangreichen Datenmodells sowie die Evaluierung von Werkzeugen und Methoden für die Transformation von historischen Quellen in Geodaten und deren Bereitstellung in einem Geodaten Portal. Der Erfolg des Projekts manifestiert sich in einem Prototyp der in der Lage ist, aus den generierten Daten, zwei verschiedene „mapstories“ zu erzählen. Dabei handelt es sich zum einen um die Geschichte bzw. Entwicklung der Eisenbahn in der Habsburgermonachie (1824-1918) und zum anderen wird die erste niederländische Expedition nach Ostindien (1595-1597) durch Cournelius Houtman visualisiert – die Sammlung besitzt auch hier einige seltene und wertvolle Objekte zu dieser Expedition.


Visualisierung des unbekannten Balkans

Projektleitung: Prof. Barbara Horejs (korrespondierendes Mitglied), Dr. Mario Gavranović (Institut für Orientalische und Europäische Archäologie, OREA)

Das Ziel dieses Projektes ist, mit einem innovativen und forschenden Denkansatz an das Verständnis der Vergangenheit des Balkans heranzugehen, indem die Ergebnisse von grenzübergreifender und diachronischer archäologischer Forschung mit der Zuhilfenahme von responsiven, breitgefächerten Visualisierungswerkzeugen miteinander verknüpft werden. Mit ihrer turbulenten Geschichte, einzigartigen geographischen und ethnischen Diversität und Vermittlungsposition zwischen Zentraleuropa und dem Mittelmeerraum stellt die vielseitige Region eine echte Herausforderung für umfangreiche humanistische Untersuchungen mit dem Ziel einer extensiven und holistischen Herangehensweise dar. Die Grundlage für die Realisierbarkeit des Projektes sind die Forschungstätigkeiten und -kooperationen des OREA-Institutes, welches als eines der wenigen archäologischen Institute weltweit einen starken Fokus auf die Prähistorie der Balkanhalbinsel legt. Die digitale Rekonstruktion von Fundorten und antiken Landschaften wird mit den Ergebnissen der archäologischen Tätigkeiten kombiniert und verwendet neue Datensätze aus geophysikalischer Prospektion, Feldforschung und Kartierung (GIS) mit einer interkulturellen und diachronischen Perspektive. Die interdisziplinäre Aktivität wird große Mengen an neuen und bisher fehlenden Daten generieren und auf einzigartige Weise Archäologie, Geowissenschaften, Kartographie und digitale visuelle Medien vereinbaren. Insgesamt wurden fünf Fallbeispiele ausgewählt, die den breiten chronologischen und kulturellen Rahmen zur Erreichung unserer Ziele repräsentieren:

1.      Die ersten Bauern und Hirten in der Leskovac-Region
2.      Bubanj und der Aufstieg der kupferzeitlichen Zentralorte
3.      Bronzezeitliche Metallurgie in Ostserbien
4.      Spätbronzezeitliche Gesellschaften in Bosnien
5.      Prähistorische Hügelgräber (Tumuli)
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Migration als Thema gelehrten Denkens. Eine Untersuchung vormoderner und frühneuzeitlicher Ansätze einer Migrationstheorie

Projektleitung: Prof. Walter Pohl (wirkliches Mitglied, Institut für Mittelalterforschung, IMAFO)

Kontroversen und Debatten über mobile Lebensformen, über Migrantinnen und Migranten sind ein allgegenwärtiger Faktor in der heutigen Politik – aber sie sind keineswegs ein ausschließlich modernes Phänomen. Im Gegenteil: Wenn wir annehmen, dass der Mensch, als homo migrans, stets gewandert ist, können wir davon ausgehen, dass er seine mobile Existenz auch stets intellektuell reflektiert hat. Im Mittelpunkt des Projekts steht deshalb die Begriffs- und Ideengeschichte der Migration. Solange nur wir, als moderne Historikerinnen und Historiker, analysieren, wann, wie und weshalb Menschen in der Vergangenheit migriert sind, muss das Bild zwangsläufig unvollständig bleiben. Es ist an der Zeit, in einen Dialog mit der Vergangenheit zu treten und frühere Generationen von Gelehrten und Intellektuellen, mit ihren eigenen Ansichten zu Migration und Mobilität, zu Wort kommen zu lassen. Durch eine eingehende Untersuchung repräsentativer Genres gelehrten Schrifttums – wie Ethnographie, Theologie, Historiographie und ökonomische Theorie – sollen die Ideen, Standpunkte und Urteile zu Mobilität und Migration, die zwischen der Antike und dem 18. Jahrhundert formuliert wurden, herausgearbeitet werden. Ein derartiger Forschungsansatz verspricht aufschlussreiche Resultate, die auch für eine breite Öffentlichkeit von Interesse sind, da unsere Wahrnehmung von Migration als Phänomen und dem Migranten bzw. der Migrantin als Individuum nur aus ihrer historischen Genese verstanden – und hinterfragt – werden kann.


Provenance matters. A multi-proxy Approach for the Determination of White Marbles in the Roman East

Projektleitung: Priv.-Doz. Sabine Ladstätter (Österreichisches Archäologisches Institut, ÖAI)

Für Herkunftsanalysen von weißen Marmoren wurde in den letzten Jahrzehnten eine Reihe von Methoden entwickelt. Zu den wichtigsten zählen EPR, die Analysen von Spurenelementen sowie stabilen Isotopen (O und C) sowie die in jüngster Zeit verstärkt angewendete Analyse von Mikroeinschlüssen in Marmoren. Keine dieser Methoden hat allerdings für sich alleine zufriedenstellende Ergebnisse produziert. Für das vorliegende Projekt wurde daher eine Kombination dieser Methoden mit einer Erweiterung der Anzahl der untersuchten Spurenelemente gewählt, um die Provenienzbestimmung von Weißmarmoren auf eine neue analytische Basis zu stellen.

Erklärtes Ziel ist, durch eine exakte Herkunftsanalyse der Marmore einerseits den Umfang der Produktion, andererseits den Distributionsradius lokaler Marmorindustrien und deren Werkstätten zu bestimmen. Ferner kann durch diese naturwissenschaftlichen Untersuchungen in Kombination mit den stilistischen Charakteristika von Architektur und Skulptur der Frage nachgegangen werden, inwieweit Werkstätten bzw. Künstler im östlichen Mittelmeerraum wanderten und dabei auch auf den ihnen bekannten und bewährten Marmor aus ihrer jeweiligen Heimat zurückgriffen.

Als Materialbasis für diese Studien wurden exemplarisch Gegenden ohne eigene Marmorproduktion gewählt, wie beispielsweise Zypern und Kilikien, die auf Importe angewiesen waren, als auch marmorreiche Regionen wie Thrakien. Untersuchungen zweier Handelsmetropolen des Ostens, Ephesos und Korinth, dienen der Feststellung von Marmorhandel bzw. des Transfers von Technologie und Kunsthandwerk.


Operational Entanglement

Projektleitung: Prof. Barbara Kraus (Mitglied der Jungen Akademie, Universität Innsbruck)

Die Verschränkung, die eine ganz besondere Art der Korrelation zwischen zwei oder mehr Objekten ist, steht im Zentrum der Quantenphysik. Sie bestimmt das Verhalten von Quanten-Vielteilchensystemen und ist auch die Grundlage all ihren modernen Anwendungen, wie Quantencomputer und Quantenkommunikation. Daher ist ein vollständiges Verständnis dieser faszinierenden Eigenschaft in vielen Bereichen der Physik von höchstem Interesse. Trotz der Tatsache, dass die Verschränkung zwischen zwei Objekten inzwischen sehr gut charakterisiert ist, und trotz einer enormen Anstrengung von Theoretikern und Experimentalphysikern die Eigenschaften der Verschränkung zu erfassen, ist Vielteilchenverschränkung noch lange nicht verstanden. Um dieses relevante Problem anzugehen, müssen neue Wege eingeschlagen werden. Das Ziel dieses Forschungsprogramms ist es, der Untersuchung der Verschränkung in Vielteilchensystemen eine neue Wendung zu geben. Die Grundidee besteht darin, eine Beziehung zwischen dieser Eigenschaft und verschiedene physikalische Phänomene der Vielteilchenphysik, wie die Existenz von Phasenübergängen oder das Auftreten von Eigenschaften in verschiedenen Phasen der Materie, herzustellen. Insbesondere werden wir herausfinden, welche Aspekte der Verschränkung für diese Phänomene verantwortlich sind. Diese Untersuchungen werden es uns erleichtern die relevanten Verschränkungseigenschaften von Vielteilchensystemen zu extrahieren.


In situ Herstellung und Prüfung von metallischen Glaskompositen

Projektleitung: Prof. Jürgen Eckert (korrespondierendes Mitglied), Dr. Christoph Gammer (Erich-Schmid-Institut für Materialwissenschaft, ESI)

Die Materialwissenschaften schaffen neuartige Materialsysteme durch Veränderung von Prozessparametern. Aufgrund der Analyse der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften, wird die Eigenschafts-Struktur-Beziehung abgeleitet. Unsere Vision ist es, dieses Paradigma zu überwinden, indem wir Materialien in situ in einem Mikroskop herstellen und testen. Dies ermöglicht volle Kontrolle über die resultierende Materialstruktur und folglich die direkte Beobachtung des Einflusses der Materialstruktur auf die mechanischen Eigenschaften. Im vorliegenden Projekt werden wir uns mit der in situ Herstellung und Prüfung von metallischen Glas (MG) -Kompositen befassen. MG besitzen hervorragende mechanische Eigenschaften und können leicht geformt werden, was sie zu idealen Materialien für Hochleistungsanwendungen machen würde. Die geringe Duktilität bei Raumtemperatur hat jedoch eine Kommerzialisierung bisher verhindert. Dieses Problem kann überwunden werden, indem Verbundstoffe aus MG mit kristallinen sekundären Phasen verwendet werden. Daher ist es beabsichtigt, eine breite Palette von externen Stimuli zu verwenden, um nanoskalige Heterogenitäten in das MG einzubringen, so wie z. B. eine Wärmequelle oder einen Laser-, Ionen- oder Elektronenstrahl. Um die Verformung auf der Nanoskala zu untersuchen, werden in situ Verformungsversuche in einem Transmissionselektronenmikroskop durchgeführt. Das Konzept der in situ Herstellung und Prüfung lässt sich auf eine Vielzahl von Materialklassen anwenden und hat daher das Potential eine neue Forschungsrichtung zu eröffnen.


Immunomicrobiome - A new model for tissue repopulation of immune cells and microbes in humans

Projektleitung: Prof. Georg Stingl (wirkliches Mitglied, Medizinische Universität Wien, Universitätsklinik für Dermatologie)

Unsere Gesundheit wird durch eine Vielzahl an Mikroorganismen unseres Körpers beeinflusst, die durch ein Zusammenspiel mit dem Immunsystem zur Entstehung von Krankheiten beitragen können. Wir analysieren diese Achse des Immunsystems mit Mikroben der Haut und des Darmes in Patienten, bei denen eine allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSZT) durchgeführt wird, bei der Immunzellen und Mikroben des Empfängers nahezu beseitigt werden. Dadurch können die Interaktionen von Mikroben und Immunzellen, deren Repopulation von Organen und generelle Pathomechanismen von Komplikationen der HSZT untersucht werden.

Wir bestimmen bei dieser Patientenkohorte das kutane und intestinale Mikrobiom sowie Immunzellen der Haut und des Blutes im zeitlichen Verlauf mit neuesten Methoden. Durch das bessere Verständnis vom Zusammenspiel der Mikroben und Immunzellen werden wichtige Informationen zur Besiedelung von nicht-lymphatischen Organen gewonnen. Neben diesen fundamentalen Erkenntnissen des Wechselspiels von Mikroben und Immunzellen, weist diese Studie auch einen direkten translationalen Aspekt auf, da wir die Zusammensetzung des Mikrobioms und der Immunantwort mit klinischen Daten und Komplikationen nach HSZT verbinden. Die wichtigsten Risiko-assoziierten Parameter werden für diagnostische Testsysteme verwendet, mit deren Hilfe eine Einschätzung von Risikomerkmalen bei Patienten möglich wird, um den Erfolg der HSZT zu verbessern und Nebenwirkungen zu limitieren.


HistoGIS – Ein geographisches Informationssystem für historische Grenzverläufe

Projektleitung: Dr. Peter Andorfer (Austrian Centre for Digital Humanities, ACDH)

Informationen zu historischen, politischen bzw. administrativen Einheiten werden häufig in Form von Karten abgebildet. Diese Art der Wissensdarstellung ist für Menschen einfach und rasch verarbeitbar, Maschinen haben damit aber vielfach Probleme. Während Menschen mit einem Blick auf die Karte kognitiv erschließen können, ob ein Ort inner- oder außerhalb eines Gebietes liegt, müssen die auf Karten abgebildeten Informationen für Maschinen erst in ein verarbeitbares Format übersetzt werden. An diesem Punkt setzt das Projekt HistoGIS an. Bereits digitalisiertes historisches Kartenmaterial wird georeferenziert und darin enthaltene Informationen über frühere Grenzverläufe werden daraus abgeleitet. Diese Daten werden anschließend in einem maschinenlesbaren Format über einen Webservice (für Maschinen) sowie als Webapplikation in einer benutzendenfreundlichen Oberfläche (für Menschen) veröffentlicht. Ziel von HistoGIS ist es dabei, Anfragen wie: „In welchem Gebiet (Land/Provinz/Gemeinde…) lag der Punkt mit den Koordinaten X Y zum Zeitpunkt Z” automatisiert beantworten zu können. So wird dieses Werkzeug Menschen und Maschinen die Möglichkeit bieten, die historische politische bzw. administrative  Zugehörigkeit und Entwicklung von Orten unkompliziert und auf einen Blick zu erfassen.


Innovations in Research and Documentation of Intangible Cultural Heritage (IRDICH)

Projektleitung: Prof. Thede Kahl (korrespondierendes Mitglied, Kommission Vanishing Languages and Cultural Heritage)

Die bisherige Untersuchung immateriellen Kulturerbes ist sehr stark auf Sammlung und Dokumentation beschränkt. IRDICH untersucht die Wirkung wissenschaftlicher Auseinandersetzung auf die betroffenen Gemeinden und ermittelt das Potenzial dieser Communities, zur Forschung beizutragen, anhand von fünf Sprachgemeinschaften. Für den Dialog zwischen Forschern und Erforschten wird ein Laboratorium erstellt, in dem Redakteure, Trainer, Forscher und Vertreter der Communities gemeinsame Grundlagen für die rechtkonforme Erhebung, Veröffentlichung und Nutzung von Forschungsdaten haben. Hauptziel des Projektes ist es, den Communities dabei zu helfen, ihre Praktiken, Darstellungen, Ausdrücke, Kenntnisse und Fähigkeiten zu bewahren, die sie als Gemeinschaften, Gruppen oder Individuen als Teil ihres kulturellen Erbes bewahren wollen. Durch intensive Trainings wird den Vertretern der Gemeinschaften ermöglicht, ihre bedrohten Kulturen selbst aufzunehmen und zu dokumentieren und die Feldmaterialien anschließend in einem Laboratorium zu bearbeiten und zu präsentieren. Teile der gesammelten Daten werden an der ÖAW (Kommission VLACH) in einem gemeinsamen Web-Laboratorium für weitere Bearbeitung zur Verfügung gestellt.


Bio3DPrint :: Erforschung eines natürlichen 3D-Druck-Verfahrens

Projektleitung: Dr. Florian Raible (Mitglied der Jungen Akademie, Universität Wien), Prof. Christian Hellmich (Mitglied der Jungen Akademie, Technische Universität Wien)

Eine Implikation der Evolutionstheorie ist, dass die biologischen Materialien und Strukturen, die von Organismen erzeugt werden, aus einem Jahrmillionen dauernden Optimierungsprozess hervorgegangen sind. Natürliche Materialien haben – vor allem im Mikro- und Nano-Bereich – daher häufig Eigenschaften, von denen menschliche Ingenieurskunst entscheidend lernen kann, sei es etwa die Stabilität der Spinnenseide oder die Haftung von Geckofüßen.

Dieses Innovationsprojekt beschäftigt sich mit der Bildung spezieller Borsten durch Meereswürmer. In der Natur können solche Borsten, je nach Zweck, in den vielfältigsten Formen auftreten, etwa als winzige Haken oder Messer, fein gefiedert, oder mit flexiblen Gelenken. Gemeinsam ist diesen verschiedenen Borstentypen allerdings ein Herstellungsprinzip, das erstaunlich dem des 3D-Drucks ähnelt. Obwohl der menschliche 3D-Druck in den letzten Jahren verschiedenste Anwendungsbereiche durchdrungen hat, sind 3D-gedruckte Materialien wegen des schichtweisen Aufbaus hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften noch sehr eingeschränkt. Daher ergibt sich die Frage, wie die Natur dieses Problem gelöst hat, und ob menschliche Materialwissenschaften möglicherweise sogar daraus lernen könnten.

Um diese spannenden Fragen anzugehen, bringt das vorliegende Projekt Forscher zusammen, die sich in ihrem Know-how ideal ergänzen: Das Team um Dr. Florian Raible (Universität Wien), das Pionierarbeit in der molekularen Erforschung von Meereswürmern leistet, und die Arbeitsgruppe um Prof. Christian Hellmich (TU Wien), einen ausgewiesenen Experten in Materialwissenschaften mit einem speziellen Interesse an bio-inspirierten Materialien. Das Projekt ermöglicht es beiden Teams, gemeinsame theoretische und experimentelle Konzepte zu entwickeln, mit denen sich die mechanischen Eigenschaften der Borsten im Mikrobereich bewerten lassen. Diese Konzepte wiederum werden es den Forschern erlauben, auch die molekularen Faktoren einzugrenzen, die diesen Eigenschaften zugrunde liegen.