Das strategische Forschungsfeld „Intelligente Methoden und Materialien“ verbindet die Profilbereiche „Sprache und Kultur im digitalen Zeitalter“, „Komplexe Materie“ und „Mathematische und computer-gestützte Wissenschaften“. Die Forschenden kommen aus den Geistes- und Sozialwissenschaften, der Informatik, den Lebens- und Naturwissenschaften. Gemeinsam arbeiten sie an interdisziplinären Themen und Fragstellungen.

Komplexe Materie

Symbolgrafik für den Forschungsprofilbereich "Komplexe Materie"
Foto: Daniel Janetzki / Visionauten

Einzelne Bausteine können bei Zusammensetzung völlig neue Eigenschaften entwickeln. Diese zu erforschen und zu nutzen, hat der Forschungsprofilbereich „Komplexe Materie: Zusammengesetzte Bausteine mit neuen Eigenschaften“ zum Ziel. Insgesamt 27 Professorinnen und Professoren aus den Fakultäten für Physik und Geowissenschaften, für Chemie und Mineralogie, für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie, für Mathematik und Informatik sowie aus der Medizinischen Fakultät arbeiten dafür zusammen. Aus ihren jeweiligen Blickwinkeln untersuchen sie an einzelnen Objekten – angefangen bei winzigen Ionen über Moleküle bis hin zu komplexen Nanostrukturen – deren elementare Eigenschaften. So können funktionale Einheiten aus komplexer Materie wie Sensoren, Katalysatoren oder elektronische Bauelemente entwickelt werden. Schnittmengen der Arbeit von Forschenden aus Physik und Chemie mit den Biowissenschaften liegen beispielsweise im Bereich der Zellmechanik, um Erklärungen zu finden, wie und warum sich eine Zelle krankheitsbedingt verändert.

Der Forschungsprofilbereich „Komplexe Materie“ kombiniert exzellente Grundlagenforschung mit faszinierenden Anwendungen. Die Forschenden stehen vor großen Herausforderungen, die nur durch die Kooperation bisher traditionell getrennter Fachgebiete und durch enge Zusammenarbeit von Experiment und Theorie bewältigt werden können.

Derzeit erhalten etwa 50 Promovierende erhalten in der Graduiertenschule „Building with Molecules and Nano-objects - BuildMoNa“ des Forschungsprofilbereichs eine exzellente, strukturierte Graduiertenausbildung.

TRR 102: Polymere unter Zwangsbedingungen
Der Transregio 102 „Polymere unter Zwangsbedingungen“ ist ein langfristiges Grundlagenforschungsprojekt im Verbund mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, welches seine Expertise aus den Fachrichtungen Chemie, Experimentalphysik, theoretische Physik sowie Biophysik speist. Seit 2011 untersuchen die beteiligten Forschenden Strukturbildungs- und Selbstassemblierungsprozesse in Polymersystemen, bei denen die molekulare Struktur und Dynamik – außer durch die Konnektivität – stark durch zusätzliche Zwangsbedingungen beeinflusst werden. Beispiele für solche zusätzlichen Zwangsbedingungen sind spezifische interne Wechselwirkungen, externe Kräfte, geometrische Einschränkungen, hohe Konzentrationen oder topologische Wechselwirkungen.

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SFB 1109: Molekulare Einblicke in Metalloxid-Wasser-Systeme
Der Sonderforschungsbereich 1109 „Molekulare Einblicke in Metalloxid-Wasser-Systeme“ ist eine interdisziplinäre Forschungsplattform, die vier Universitäten und drei außeruniversitäre Forschungseinrichtungen unter der Sprecherschaft der Humbold-Universität zu Berlin vereinigt. Das Verbundprojekt untersucht die unterliegenden Prozesse der Oxidbildung, -entwicklung und -auflösung. Zu diesem Zweck kooperieren Forschende aus verschiedenen Fachbereichen der Chemie und Physik. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung oxidischer Materialien mit bestimmten erwünschten Eigenschaften, wie etwa Korrosionsresistenz.

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SFB 762: Funktionalität oxidischer Grenzflächen
Beim Sonderforschungsbereich 762 „Funktionalität oxidischer Grenzflächen“ steht die Herstellung und Charakterisierung oxidischer Heterostrukturen mit verschiedenen Komponenten im Mittelpunkt. Forschende aus Physik und Chemie entwickeln gemeinsam diese neuen Materialien mit ferroelektrischen, magnetischen, halbleitenden und isolierenden Eigenschaften. Das 2008 etablierte Verbundprojekt mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg befindet sich zurzeit in der dritten Förderperiode. Professor Marius Grundmann, vom Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik, ist einer der beiden stellvertretenden Sprecher des Projektes.

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FOR 2433: Schaltbare metallorganische Gerüstverbindungen
Die Forschungsgruppe 2433 „Schaltbare metallorganische Gerüstverbindungen“ untersucht die fundamentalen Aspekte der Porositätsschaltung in porösen Koordinationspolymeren. Flexible Koordinationspolymere besitzen die einzigartige Eigenschaft, ihre Porosität schrittweise während der Adsorption eines Gases zu verändern. Dieser kooperative Prozess hat ein großes Anwendungspotential in der Katalyse, Filtration oder Sensorik. Durch den kombinierten Einsatz von Präparation, Charakterisierung und Modellierung sollen das Zusammenspiel von Struktur, Dynamik und Adsorptionsverhalten flexibler Koordinationspolymere analysiert und ein besseres Verständnis von Dynamik im porösen Festkörper erzielt werden.

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FOR 2177: Integrierte chemische Mikrolaboratorien (InCheM)
Die Forschungsgruppe „Integrierte chemische Mikrolaboratorien (InCheM)“ hat das Ziel eines synergetischen Brückenschlags zwischen chemischer Synthese und Analytik in Mikroreaktionssystemen. Auf Basis der lab-on-a-chip Technologie führen die Forschenden grundlegende Arbeiten auf den Gebieten der Mikrosynthese on-chip sowie in Durchflussreaktoren durch und integrieren analytische Konzepte zur inline Charakterisierung der chemischen Prozesse in Echtzeit. Die entwickelten Mikrolaboratorien sollen in verschiedenen Feldern, beispielsweise in der Wirkstoffentwicklung, dem Aufbau von Substanzbibliotheken, in der Steuerung katalytischer Reaktionen und in Studien zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen, angewandt werden.

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FOR 1616: Dynamik und Interaktion von Halbleiternanodrähten für die Optoelektronik
Halbleiternanodrähte sind ideale Werkzeuge für die Untersuchung der fundamentalen Grenzen von eindimensionalen optoelektronischen und photonischen Bauelementen. Die bisherige Forschung ging kaum über die Untersuchung der Drähte selbst hinaus. Der nächste wesentliche Schritt ist die Integration von Nanodrähten in spezifische funktionelle Umgebungen, sodass ihre einzigartigen physikalischen Eigenschaften zum Beispiel für effiziente mehrfarbige LEDs oder Nanolaser bei Raumtemperatur genutzt werden können. Die Forschungsgruppe „Dynamik und Interaktion von Halbleiternanodrähten für die Optoelektronik“ erforscht dies seit 2012.

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ERC Advanced Grant „HoldCancerBack – What Holds Cancer Cells Back?“

Projektleiter: Professor Josef Alfons Käs
Laufzeit: 2017 – 2022

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Prof. Dr. Josef Alfons Käs
Stipendiat des Europäischen Forschungsrats Professor Josef Alfons Käs. Foto: Swen Reichhold

Competence Center for Scalable Data Services and Solutions Dresden/Leipzig (ScaDS Dresden/Leipzig)

Wissenschaftliche Koordination: Prof. Dr. Wolfgang E. Nagel (TU Dresden)
Stellvertretung: Prof. Dr. Erhard Rahm (Fakultät für Mathematik und Informatik, Institut für Informatik)

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Simultane in situ-Neutronenbeugung und -Ramanspektroskopie zur Echtzeituntersuchung energierelevanter Materialien

Projektleitung: Prof. Dr. Holger Kohlmann (Fakultät für Chemie und Mineralogie, Institut für Anorganische Chemie)

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Prof. Dr. Marius Grundmann

Experimentalphysik/Halbleiterphysik
Linnéstr. 5
04103 Leipzig

Phone: +49 341 97-32651
Fax: +49 341 97-32668

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Prof. Dr. Evamarie Hey-Hawkins

Anorganische Chemie (Photochemie/Organometallchemie)
Johannisallee 29
04103 Leipzig

Phone: +49 341 97-36151
Fax: +49 341 97-39319

Sprache und Kultur im Digitalen Zeitalter

Symbolgrafik des Forschungsprofilbereichs "Sprache und Kultur im Digitalen Zeitalter"
Foto: Daniel Janetzki / Visionauten

Der neue Forschungsprofilbereich „Sprache und Kultur im digitalen Zeitalter“ soll Forschungskooperationen zwischen Geisteswissenschaften und Informatik anstoßen.

Hauptziel des Profilbereichs ist die Realisierung von Forschungskooperationen, mittels derer Ausprägungen von Sprache und Kultur im digitalen Zeitalter analysiert, Verfahren der Digitalisierung angewendet und ihre Bedeutung in der Gegenwart betrachtet werden. Der Bereich versteht sich als vermittelnde Kommunikationsebene zwischen Informatik und Geistes- und Sozialwissenschaften. Dabei geht es auch um eine kritische Diskussion zu methodischen Grundlagen, um die Etablierung einer produktiven Kommunikation und um das gemeinsame Ausloten neuer Forschungs-, Lehr- und innovativer Publikationsformen.

Methoden zur digitalen Repräsentation und Analyse geistes- und sozialwissenschaftlicher Quellen (wie Texte, Bilder und Musik) werden angewendet und weiterentwickelt. Ebenso wichtig ist die Betrachtung der Bedeutung zunehmender Digitalisierung für Material und Analysen, Abläufe des Wissens- und Kulturtransfers sowie Analysen von Sprachlichkeit und Spracherwerb in Bildungsprozessen.

Kritische Diskussionen zur Bedeutung digitaler Technologien und Medien führt etwa die Arbeitsgruppe #digitalegegenwart. Geforscht wird auch aus der Perspektive der allgemeinen und der einzelsprachenbezogenen Sprachwissenschaft unter anderem zur formalen Repräsentation von Sprache, deren Diversität, Verarbeitung, individuellem Sprachgebrauch und -erwerb. Forschungserfolge aus zahlreichen drittmittelstarken Kooperationsprojekten von Informatik und Geisteswissenschaften wurden mit der Verleihung der Humboldt-Professur für Digital Humanities an Professor Gregory Crane international anerkannt.
 

GRK 2011: Interaktion grammatischer Bausteine

Das Graduiertenkolleg 2011 „Interaktion grammatische Bausteine“ legt den Schwerpunkt auf die Phonologie, Morphologie und Syntax natürlicher Sprachen. Die Promovierenden führen umfassende, systematische Untersuchungen der möglichen Interaktionen grammatischer Bausteine aus verschiedenen theoretischen Perspektiven durch. Die Grundlage dafür bildet eine Vielzahl von empirischen Detailuntersuchungen phonologischer, morphologischer und syntaktischer Phänomene aus typologisch unterschiedlichen Sprachen.

Zu den aktuellen Forschungsprojekten gehört das Reinhart-Koselleck-Projekt „Syntaktischer Strukturabbau. Ein neuer Zugang zu konfligierenden Repräsentationen“.

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Im Rahmen des Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Kommission „Horizon 2020“ werden folgende Projekte gefördert:

Im Rahmen des vorherigen Forschungsrahmenprogramms der EU FP7 wurde folgendes Projekt gefördert:

CLARIN-D: Zentrenbasierte Forschungsinfrastruktur für die Geistes- und Sozialwissenschaften – Ausbau und Weiterentwicklung

Projektleitung: Prof. Dr. Gerhard Heyer (Fakultät für Mathematik und Informatik, Institut für Informatik)

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Gregory Ralph Crane wurde 2012 mit der Humboldt-Professur ausgezeichnet. Crane ist Altphilologe und wendet Methoden der Informatik zur Systematisierung der kulturellen Entwicklung des Menschen an. Als Pionier der digitalen Geisteswissenschaften unterstützte er die Leipziger Informatik im Aufbau der Digital Humanities.

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Prof. Ph. D. Gregory Crane

Digital Humanities
Augustusplatz 10
04109 Leipzig

Phone: +49 341 97-32381
Fax: +49 341 97-32379

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Prof. Dr. Verena Klemm-Kuhn

Arabistik und Islamwissenschaft
Schillerstr. 6
04109 Leipzig

Phone: +49 341 97-37201
Fax: +49 341 97-37219

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Prof. Dr. Barbara Stiebels

Allgemeine Sprachwissenschaft (Spezialisierung: Sprachtypologie)
Beethovenstr. 15
04107 Leipzig

Phone: +49 341 97-37604
Fax: +49 341 97-37609

Mathematische und computergestützte Wissenschaften

Symboldbild für den Forschungsprofilbereich "Mathematische und computergestützte Wissenschaften"
Foto: Daniel Janetzki / Visionauten

Der Profilbereich umfasst die mathematischen und computergestützten Wissenschaften im breiten Sinne: die Verzahnung von Mathematik, Theoretischer Physik und Informatik mit Naturwissenschaften und Medizin.

Schwerpunktmäßig werden strukturelle Fragen untersucht, die direkt aus naturwissenschaftlichen Fragestellungen erwachsen. Dazu zählen exakte mathematische Modelle für die Physik, Vereinheitlichungen von Feldtheorien, Grenzen der Vorhersagbarkeit, die Natur des Zufalls und der Berechenbarkeit, Selbstorganisation lebender Materie, die Struktur großer Netzwerke, sowie die Behandlung großer Datenmengen. Ein Ziel ist dabei auch die Erschließung neuartiger Anwendungen. 

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Profilbereichs sind beteiligt unter anderem am DFG-Graduiertenkolleg „Quantitative Logiken und Automaten“, an der International Max Planck Research School für Mathematik in den Naturwissenschaften, sowie am Big-Data-Kompetenzzentrum „ScaDS Dresden/Leipzig“.

TRR 172: Arktische Klimaveränderung

Mit dem Transregio 172 forschen wir erstmals in Deutschland systematisch und im großen Maßstab auf dem Gebiet der „Arktischen Klimaveränderungen (AC)³“. Ziel der breit angelegten Forschungskooperation mit der Universität Bremen, der Universität zu Köln, dem Alfred-Wegener-Institut sowie dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung ist es, die Klimaentwicklung in der Arktis mit verschiedenen Methoden und über längere Zeiträume zu beobachten. Anhand der Beobachtungen von Messinstrumenten auf Satelliten, Flugzeugen, luftgetragenen Ballonplattformen, Forschungsschiffen, und der Ergebnisse ausgewählter bodengebundener Messstationen entwickeln die Forschenden die Verlässlichkeit von Modellen zur Vorhersage der beobachteten Erwärmung in der Arktis weiter.

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TRR 102: Polymere unter Zwangsbedingungen

Der Transregio 102 „Polymere unter Zwangsbedingungen“ ist ein langfristiges Grundlagenforschungsprojekt im Verbund mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, das seine Expertise aus den Fachrichtungen Chemie, Experimentalphysik, theoretische Physik sowie Biophysik speist. Seit 2011 untersuchen die beteiligten Forschenden Strukturbildungs- und Selbstassemblierungsprozesse in Polymersystemen, bei denen die molekulare Struktur und Dynamik – außer durch die Konnektivität – stark durch zusätzliche Zwangsbedingungen beeinflusst werden. Beispiele für solche zusätzlichen Zwangsbedingungen sind spezifische interne Wechselwirkungen, externe Kräfte, geometrische Einschränkungen, hohe Konzentrationen oder topologische Wechselwirkungen. Neben den 24 Teilprojekten beinhaltet der Transregio das integrierte Graduiertenkolleg „Polymere: mehr als ein Zufallsknäuel“, welches ein strukturiertes Doktorandenprogramm zur Weiterqualifizierung und Entwicklung der wissenschaftlichen Eigenständigkeit der Promovierenden bietet.

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FOR 1513: Hybrides Schließen in intelligenten Systemen

Professor Gerhard Brewka vom Institut für Informatik der Universität Leipzig leitet das Teilprojekt „Problemlöseverfahren für dynamische und reaktive Anwendungen“. Ziel des Projekts ist es, hybride Schlussverfahren zu entwickeln, die als Grundlage komplexer Problemlösungsverfahren dienen können. Die entwickelten Methoden und Frameworks werden anhand von Anwendungen aus der Logistik, zum Beispiel dem Design von Logistiksystemen, autonomen logistischen Fahrzeugen und RoboCup logistics, getestet.

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GRK 1763: Quantitative Logiken und Automaten

Ziel des Graduiertenkollegs 1763 „Quantitative Logiken und Automaten“ ist es, quantitative Logiken und Automaten und ihren Zusammenhang mit Methoden der Theoretischen Informatik umfassend zu erforschen. Anwendungsperspektiven dieser Forschung sind Problemstellungen aus den Bereichen der Verifikation, Wissensrepräsentation und Lösung von Constraint Satisfaction Problemen. Das Graduiertenkolleg wird im Verbund mit der Technischen Universität Dresden durchgeführt.

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DFG-Schwerpunktprogramme (SPP)

SPP 1294: Atmosphären- und Erdsystemforschung mit dem Forschungsflugzeug HALO

Das Schwerpunktprogramm „High Altitude and Long Range Research Aircraft“ (HALO) wird von Professor Manfred Wendisch am Leipziger Institut für Meteorologie koordiniert. HALO ist ein Forschungsflugzeug, das die Projektpartner bei Untersuchungen zu Atmosphärenprozessen, Erdbeobachtungen und Klimaforschung unterstützt. 

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Competence Center for Scalable Data Services and Solutions Dresden/Leipzig (ScaDS Dresden/Leipzig)

Wissenschaftliche Koordination: Prof. Dr. Wolfgang E. Nagel (TU Dresden)
Stellvertretung: Prof. Dr. Erhard Rahm (Fakultät für Mathematik und Informatik, Institut für Informatik)

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HorseVetMed – Telemetrische Veterinär-Medizintechnik

Projektleitung: Prof. Dr. Walter Brehm (Veterinärmedizinische Fakultät, Chirurgische Tierklinik)

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GEISER – Von Sensordaten zu internetbasierten Geo-Services – BMWI

Projektleitung: Dr. Axel-Cyrille Ngonga Ngomo (veraltete Info - wer ist der neue Leiter?)

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AMSL Electronic Resource Management. Optimierte Nutzungs- und Allokationssteuerung für elektrische Medien in den sächsischen Hochschulbibliotheken 

Projektleitung: Leander Seige (Universitätsbibliothek Leipzig, IT) 

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EXPLOIDS - Ein innovatives, datenschutzbewahrendes Angriffserkennungssystem für Computer

Projektleitung: Prof. Dr. Martin Bogdan (Fakultät für Mathematik und Informatik, Institut für Informatik)

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Internationale Max Planck Research School "Mathematics in the Sciences" (IMPRS MiS)

Das Doktorandenprogramm bietet ein breites Spektrum mathematischer Felder, darunter Geometrie, partielle Differentialgleichungen und Funktionsanalyse, Stochastik und diskrete Mathematik für Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler an. Die IMPRS MiS wird vom Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften, dem Institut für Mathematik, dem Institut für Informatik und dem Institut für Physik und Geowissenschaften betrieben. 

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Prof. Dr. Rainer Verch

Institut für Theoretische Physik
Vor dem Hospitaltore 1
04103 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32423
Telefax: +49 341 97-32458

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Prof. Dr. Martin Middendorf

Institut für Informatik
Augustusplatz 10
04109 Leipzig

Telefon: +49 341 97-32275
Telefax: +49 341 97-32252 

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