Promovierende im Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften

"Ich forsche an Wasser - damit das klar ist!" (Roman Grimmig, Doktorand im Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften)

Forschung hat im Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften eine lange Tradition. Nachfolgend geben wir einen kleinen Einblick in die Themenvielfalt der Forschungsarbeiten unserer Promovierenden und listen auf, von wem sie an der H-BRS betreut werden. Weiterführende Links führen zu Forschungsinstituten, Kooperationspartnern, Veröffentlichungen u.ä. (Auswahl, Stand September 2020).

 

Abla Alzagameem, TREE, Projekt BiopolymerModell
Um auf Ressourcen auf Erdölbasis zu verzichten, versucht die jüngere Forschung grüne Materialien aus nachhaltigen Ressourcen für zukünftige Chemikalien, Brennstoffe, Polymere und Fasern zu entwickeln. Das zweithäufigste Biopolymer auf der Erde ist (nach Zellulose) Lignin, und jenes könnte in Zukunft Ressourcen fossiler Brennstoffe ersetzen. Lignin trennt Zellulose und Hemizellulose in der pflanzlichen Zellwand. Es wird größtenteils als Nebenprodukt der Zellstoffbehandlungen hergestellt und zur Erzeugung von Energie verbrannt, die im weiteren Verlauf des Zellstoffprozesses genutzt wird. Spannend ist vor allem die polyphenolische Natur des Lignins mit antioxidativer und antimikrobieller Wirksamkeit. Doktorandin Abla Alzagameem hat in ihrer Forschung mehrere Arten von Ligninen (Kraft-, Organosolve-, Holz- und Gras-Lignin) gewonnen. Außerdem testete sie die antioxidative und antimikrobielle Wirkung und polymerisierte die aktiven Lignintypen mit Cellulose und Chitosan für Lebensmittelverpackungsanwendungen. Schließlich testete sie die antioxidativen und antimikrobiellen Aktivitäten der Folien gegen Krankheitserreger, die die Lebensmittel verderben.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze


 

Patrick Babczyk
Doktorand Patrick Babczyk untersucht den Einfluss von sekretierten, extrazellulären Vesikeln (Exosomen) aus sich in Richtung Fettzellen differenzierenden Stammzellen auf Endothelzellen. Das sind Zellen, welche die innere Schicht der Blutgefäße bilden. Er möchte so einen Ansatzpunkt finden, um das Entstehen der Atherosklerose, der krankhaften Verengung von Arterien, und damit verbundene Folgen, wie Herzinfarkt oder Schlaganfall, vorzubeugen.
Betreuung: Prof. Dr. Edda Tobiasch


 

Jennifer Braun, ISF
Doktorandin Jennifer Braun nimmt den Spürhund als „Detektor“ für organische Volatile (engl. „volatile organic compounds“ – kurz VOCs) genauer unter die Lupe. Spürhunde besitzen durch ihr hochsensibles Riechorgan die besondere Fähigkeit, Drogen, Explosivstoffe, Menschen oder Tiere anhand ihrer Duftstoffe zu erschnüffeln. Doch wie empfindlich ist der Hund und wie sicher ist seine Anzeige? Um dem auf den Grund zu gehen, befasst sich Doktorandin Jennifer Braun mit Verfahren zur qualitätsgesicherten Quantifizierung von VOCs, die primär die instrumentelle Analytik aber auch den Spürhund umfassen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul


 

Rene Breuch, ISF
Unerwünschte Bakterien in der Lebensmittelindustrie sind ein Problem, und sie zu detektieren ist eine besondere Herausforderung. Doktorand Rene Breuch erforscht, wie man mit Hilfe der oberflächen-verstärkenden Raman-Spektroskopie (SERS) solche Bakterien rechtzeitig erkennen kann. Dabei detektiert und differenziert er Verderbs-Bakterien durch die gezielte Entwicklung strapazierfähiger SERS-Substrate basierend auf Goldnanopartikeln, geeigneten Methoden zur Probennahme und multivariater Statistik.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul.

 


Dominik Büchner,  TREE, Projekt Hybrid-KEM
Für die aktuell meistverbreitete Behandlungsmethode von Knochendefekten wird patienteneigenes Knochengewebe z.B. an der Hüfte entnommen und in den Defekt transplantiert. Eine Alternative dazu sind biokompatible, synthetische Knochenersatzmaterialien. Durch chemische Modifizierung des aus Algen gewonnenen Biopolymers Agarose sowie die Synthese des natürlichen Knochenminerals Hydroxyapatit entwickelt Doktorand Dominik Büchner im Projekt Hybrid-KEM ein neuartiges Knochenersatzmaterial, das als Trägermaterial für (Stamm-)Zellen und Wirkstoffe dient und somit zur Behandlung von Knochendefekten eingesetzt werden kann.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze

 

 

Xuan Tung Do, TREE, Projekt BiopolymerModell
Wie man aus einem jahrhundertealten Abfallprodukt ein Material mit Superkräften macht, untersucht Doktorand Xuan Tung Do. Viele Gegenstände des täglichen Lebens werden heute noch in irgendeiner Form aus fossilen Rohstoffen wie Erdöl hergestellt. Da diese Rohstoffe nur begrenzt verfügbar sind, suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach nachhaltigen Alternativen. Doktorand Xuan Tung Do untersucht zu diesem Zweck einen Abfallstoff aus der Papierindustrie - das Lignin. Es ist ein komplexes Biopolymer und muss erst mit verschiedenen analytischen und statistischen Methoden charakterisiert werden, bevor man es als direkten Ersatz für Erdöl nutzen kann. Do bestimmt im Rahmen seiner Doktorarbeit das Molekulargewicht des Biopolymers mit Hilfe verschiedener spektroskopischer sowie 1D- bzw. 2D-chromatographischer Methoden.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze


 

Benedikt Eger
Betreuung: Prof. Dr. Steffen Witzleben

 

 

Philipp Gillemot, TREE, Projekt REDEX
Qualitativ hochwertiges Trinkwasser stellt eine der meist verwendeten Ressourcen in der Industrie, der Landwirtschaft und in privaten Haushalten dar. Das bei der Nutzung entstehende Abwasser erfordert jedoch eine aufwendige Aufbereitung, da es durch verschiedenste Chemikalien verunreinigt sein kann. Um potentiell gesundheitsgefährdende Verunreinigungen abzubauen, kommen in Kläranlagen verbreitet sogenannte Oxidationsprozesse zum Einsatz. Bestimmte Verbindungen, darunter Pflanzenschutzmittel und Medikamentenrückstände, sind jedoch sehr stabil und lassen sich auf oxidativem Wege nicht abbauen – sie verbleiben persistent in der Umwelt. Daher untersucht Doktorand Philipp Gillemot, inwieweit die reduktive Aufarbeitung von kontaminierten Wässern als effiziente Alternative eingesetzt werden kann, um solche kritischen Wasserinhaltsstoffe unschädlich zu machen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung geeigneter Katalysatormaterialien, um das Potential dieser neuartigen Behandlungsmethode voll ausschöpfen zu können.
Betreuung: Prof. Dr. Steffen Witzleben

 

 

Nektaria Giotis
Doktorandin Nektaria Giotis erforscht eine seltene genetische Stoffwechselstörung, den HSD10-Defekt, der erst im Jahr 2000 zum ersten Mal identifiziert worden ist. Unter Anleitung Prof. Dr. Thomas Lücke von der Ruhr-Universität Bochum und Prof. Dr. Jörn Oliver Sass von der H-BRS bearbeitet sie ein medizinisches Promotionsvorhaben. Es geht darum, Informationen  zum Krankeitsverlauf und zu Zusammenhängen zwischen Genotyp und Phänoptyp zu gewinnen, wobei auch mögliche Einflüsse auf den Steroidhaushalt erforscht werden. Damit trägt Nektaria Giotis zu einem besseren Verständnis der HSD10-Krankheit bei und leistet einen Beitrag zur Verbesserung von Diagnose und Prognostik.
Betreuung: Prof. Dr. Jörn Oliver Sass

 

 

Roman Grimmig, TREE, OzonArray, ReDeX
Es ist für uns eine absolute Selbstverständlichkeit, Wasser mit einwandfreier Qualität aus dem Wasserhahn zu bekommen. Im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung werden häufig oxidative Verfahren wie die Ozonung eingesetzt, welche potentiell gesundheitsschädigende Wasserinhaltsstoffe (z.B. Keime) effektiv entfernen und das Wasser somit desinfizieren. Zu diesem Zweck entwickelt Doktorand Roman Grimmig einen modularen Ozongenerator, der diese oxidative Behandlungsmöglichkeit bedarfsgerecht ermöglicht. Um dabei entstehende unerwünschte Desinfektionsnebenprodukte zuverlässig ausschließen zu können, evaluiert er eine kombinierte oxidative und reduktive Behandlung in konventionellem Leitungswasser.
Betreuung: Prof. Dr. Steffen Witzleben

 

 

Thomas Havelt, EFRE-Projekt
Kunststoffverpackungen werden in der Regel aus Erdöl gemacht und enthalten Chemikalien, die die Zersetzung der Verpackung verhindern und ihre Haltbarkeit deutlich erhöhen. Doktorand Thomas Havelt erforscht pflanzliche Alternativen für diese teilweise gesundheitsgefährlichen und umweltschädlichen Chemikalien mit dem Ziel, umweltverträglichere Verpackungen zu entwickeln. Thomas Havelt ist Stipendiat des Fachbereichs Angewandte Naturwissenschaften und arbeitet im EFRE-Projekt (Biobasierte Werkstoffe und Verpackungsmaterialien, Teilprojekt Bioaktive Additive) am H-BRS-Standort Rheinbach. Link zum Seitenwälzer-Podcast mit Thomas Havelt
Betreuung: Prof. Dr. Michaela Schmitz

 

 


Sarah Heß
Das Forschungsziel von Doktorandin Sarah Heß ist der Nachweis von DNA-Profilen („genetischen Fingerabdrücken“) aus ausgefallenen Einzelhaaren. In den meisten Fällen tragen sie nur noch eine geringe Menge an DNA, die in sehr kurze Stücke zerfallen ist. Um vom Haar auf die spurenverursachende Person zu schließen, erfordert die Analyse dieses Spurentyps eine Reihe von hochempfindlichen Nachweismethoden, die an der H-BRS verbessert und für die Anwendung an Mikrospuren optimiert werden.
Betreuung: Prof. Dr. Richard Jäger

 

 

Dorothee Hielscher
Große Knochendefekte nach Unfällen oder Tumorentfernungen können den Einsatz von Knochentransplantationen notwendig machen. Die Entdeckung sogenannter induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS) hat den Weg für neue Therapiemöglihckeiten geebnet. Um den potentiellen Einsatz von iPS in Knochentransplantationen bei Patienten möglichst sicher zu machen, ist eine genaue Charakterisierung der Zellen nötig. Daher untersucht und vergleicht Doktorandin Dorothee Hielscher das Potential der induzierten pluripotenten Stammzellen zur Osteogenese (Knochenaufbau). Ein besonderer Fokus liegt dabei auf spezifischen Rezeptoren, die durch bestimmte Substanzen angeregt/gehemmt werden können und so zukünftig wesentlich zur Verbesserung von Knochentransplantationen beitragen könnten. Betreuerin: Prof. Dr. Edda Tobiasch

 

 

Jana Hinz, ISF
N-Nitrosamine sind zum Teil leichtflüchtige Verbindungen, die bei vielen verschiedenen Industrieprozessen entstehen können und als krebserregend eingestuft sind. Aufgrund ihres hohen Gesundheitsrisikos ist es von akutem Interesse, dass verlässliche, sensitive und mobile Systeme zu der Detektion und Quantifizierung von N-Nitrosaminen entwickelt werden. Doktorandin Jana Hinz beschäftigt sich im Rahmen ihrer Promotion mit der Entwicklung eines GC-FAIMS Systems, einem Messgerät zur schnellen Analyse von N-Nitrosaminen. Dieses System soll in verschiedenen Industriezweigen zur Anwendung kommen. Im Vergleich zu gebräuchlichen Methoden bietet die GC-FAIMS den Vorteil, dass sie schnell, vor Ort einsetzbar und kosteneffizient ist.
Betreuerin: Prof. Dr. Michaela Wirtz


 

Amadeus Janotta, ISF
Terroristen verwenden bei Anschlägen immer wieder den Sprengstoff Triacetontriperoxid (TATP), weil die Ausgangsstoffe dafür leicht zugänglich sind und TATP einfach zu synthetisieren ist. TATP zu identifizieren und davon Proben zu entnehmen ist für Sicherheitsbehörden allerdings eine Herausforderung, weil dieser Sprengstoff empfindlich ist gegenüber Schlag, Wärme, Reibung und Erschütterung. Deshalb forscht Amadeus Janotta an einem Einweg-Sensor aus elektrogesponnenen Polymerfasern. Da TATP sublimiert (es geht direkt von fest zu gasförmig über), kann es gasförmig mit den in den Polymerfasern enthaltenen Substanzen in einer für das bloße Auge sichtbaren Farbänderung reagieren. Ziel von Amadeus Janottas Doktorarbeit ist es, eine kontaktfreie, schnelle und energieautarke Vor-Ort-Identifikationsmethode zum Nachweis von TATP zu entwickeln.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul (siehe auch Stipendiaten 2019)

 

 

Lil Klaas
Doktorandin Lil Klaas erforscht mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft pädiatrische Stoffwechselstörungen (APS) seltene genetische Defekte in ausgewählten Enzymen (Aminoacylasen), die zu angeborenen Stoffwechselstörungen führen. Ziel ihrer Forschung ist es, die Mechanismen besser zu verstehen, die solchen Störungen zugrunde liegen, und dadurch eine Basis für therapeutische Ansätze zu schaffen. Lil Klaas ist Stipendiatin der Gleichstellungsstelle und forscht am H-BRS-Standort-Rheinbach. Betreuung: Prof. Dr. Jörn Oliver Sass


 

Daniel Klein, ISF
Rohes Fleisch zeigt schnell bakteriellen Befall. Sofern das damit befallene Fleisch verzehrt wird, kann dieser ab einer gewissen Menge gesundheitsgefährdend sein. Deshalb will Doktorand Daniel Klein Kontaminationen (z.B. Bakterien) auf komplexen Untergründen (z.B. Fleisch) sichtbar machen. Dazu verknüpft er spektroskopische Daten aus IR- und Ramanspektroskopie aus gleichen Messregionen miteinander, um zu zeigen, wo Kontaminationen zu finden sind. Durch die Verknüpfung der beiden Verfahren soll der Informationsgehalt des Datensatzes steigen und gleichzeitig die Fehlerquote bei der Kontaminationserkennung sinken.
Betreuung: Prof. Dr. Peter-Michael Kaul (siehe auch Stipendiaten 2018)


 

Stephanie Klein, ISF
In der Industrie rückt durch steigende Rohstoffknappheit die Suche nach alternativen nachwachsenden Rohstoffen und deren Verwertung immer mehr in den Vordergrund. Forschungsziel von Doktorandin Stephanie E. Klein ist die Herstellung und Optimierung biobasierte Kunststoffbeschichtungen für Bauchemische Anwendungen und für die Herstellung von Verpackungsmaterialien. Sie und ihre Forschungsgruppe setzten die synthetisierten Kunststoffbeschichtungen mit verschiedenen Additiven zur materialwissenschaftlichen Eigenschaftsverbesserung und analysierte jene. Es konnten  schließlich homogene, flexible und antimikrobiell wirksamere, biobasierte Kunststoff-Filme hergestellt werden.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze

 

 

Stephan Maurer, ISF
Unkonventionelle Spreng- und Brandvorrichtungen werden oft bei terroristischen Aktivitäten verwendet und sind Teil der Bedrohung in den weltweiten Konfliktherden. Der Schutz von Menschen und Material erfordert daher effektive Gegenmaßnahmen. Dazu gehört auch, dass Sicherheitskräfte oder militärisches Personal in die Lage versetzt werden, unbekannte Subtanzfunde mit geringem zeitlichem und logistischem Aufwand vor Ort als gefährdend oder unkritisch einzustufen. Um Explositionsstoffe von nicht-explosivem Materialen zu unterscheiden, kann die bei Explosionsstoffen initiierbare, stark exotherme Reaktion genutzt werden. Diese resultiert in Strahlungsemissionen sowie in lokaler Druck- und Temperaturerhöhung. Die Messung dieser Reaktionseffekte und die Anforderung an eine mobile, einfach zu bedienende und robuste Analytik werden durch ein von Doktorand Stephan Maurer entwickeltem System ermöglicht, das Proben im einstelligen mg-Bereich durch schnelles Erhitzen auf mikrostrukturiertem Heizern zum chemischen Umsatz anregt.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

 

 

Michael Meurer
Das Forschungsinteresse von Doktorand Michael Meurer geht unter die Haut. Er beschäftigt sich mit Transdermal Therapeutischen Systemen = TTS. Das sind Arzneimittelpflastern, die auf die Haut aufgeklebt werden und dort Wirkstoffe aus einem Depot an den Körper abgeben. Diese Pflaster kommen bei der Behandlung von starken Schmerzen oder bei Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson zum Einsatz. Standardmäßig wird deren Haftung heutzutage leider sehr anwendungsfern an Edelstahlplatten geprüft. Auf der menschlichen Haut kann die Haftung aber dann teils ganz anders ausfallen. Deshalb forscht Michael Meurer an anwendungsnahen Prüfmethoden auf künstlichen Hautsubstraten, um die Weiterentwicklung der Pflaster voranzutreiben. Das Ziel ist die Haftung des gesamten Pflasters auf der Haut über einen Zeitraum von bis zu einer Woche. Weitere Infos
Betreuung: Prof. Dr. Bernhard Möginger

 

 

Cassandra Moers, TREE
Doktorandin Cassandra Moers erforscht Aluminium-Dickdrähte, die in einer Vielzahl von elektronischen Komponenten verarbeitet sind, beispielsweise in Sensoren und Steuergeräten von Transportmitteln. Solche elektronischen Komponenten gewinnen im Rahmen der E-Mobilität und des "unterstützenden und autonomen Fahrens" zunehmend an Bedeutung. Im täglichen Einsatz werden die Aluminium-Dickdrähte mechanischen, thermischen und elektrischen Belastungen ausgesetzt und können mit der Zeit versagen, was zu einem Komplettausfall des Bauteils führen kann. Deshalb untersucht und bewertet Doktorandin Cassandra Moers die Zuverlässigkeit der Drahtmaterialien und simuliert deren Einsatzverhalten. Die Aluminium-Dickdrähte, die sie untersucht, haben Durchmesser von unter einem halben Millimeter, was etwa zehnmal so dick wie ein menschliches Haar ist.
Betreuung: Prof. Dr. Christian Dresbach

 

 

Matthias Muhr, ISF
Neu synthetisierte Chemikalien oder Produkte, von denen in Reinform oder als Gemisch eine Explosionsgefahr ausgeht, stellen ohne eine hinreichende Charakterisierung und Klassifizierung ein Sicherheitsrisiko dar. Klassisch werden solche Stoffe mit einer Vielzahl konventioneller Prüfmethoden charakterisiert, die den Umgang mit verhältnismäßig großen Probenmengen erfordern. Ziel des Promotionsvorhabens von Matthias Muhr ist es, durch die sensorische Überwachung dieser konventionellen Methoden einen Prüfapparat zu entwickeln, mit dem es möglich ist eine genauere Charakterisierung von derartigen Stoffen vornehmen zu können. Dabei sollen die Probenmengen deutlich reduziert werden, um das Sicherheitsrisiko beim Umgang deutlich zu senken.
Betreuung: Prof. Dr. Gerhard Holl (siehe auch Stipendiaten 2019)

 

 

Patrick Ottensmeyer
Doktorand Patrick Ottensmeyer
erforscht, wie man Menschen mit großen Knochendefekten und Bedarf an Transplantationen helfen kann. Dazu isoliert er humane Stammzellen aus dem Fett und differenziert diese auf einem Trägermaterial in Knochenzellen. Mittels „HOX“ Transkriptionsfaktoren will er die beste Körperregion für die Stammzellentnahme definieren. Des weiteren versucht Patrick Ottensmeyer die Knochenzellentwicklung sowie die Blutgefäßneubildung für die Versorgung des Transplantats durch spezifische Rezeptoren anzuregen. Getestet wird das neue System von der Zellkultur über den Bioreaktor bis zur Präklinik. Weitere Infos
Betreuung: Prof. Dr. Edda Tobiasch

 

 

 

Lukas Pschyklenk, ISF, Projekt Optospin
Flüssigkristalle kennt man in der Regel nur von Displays (LCD). Dabei können die außergewöhnlichen optischen Eigenschaften dieser faszinierenden Substanzen für diverse Anwendungen genutzt werden. Eine davon ist die Gassensorik. Eine spezielle flüssigkristalline Phase, die durch Dotierung mit optisch aktiven Substanzen entsteht, reflektiert ähnlich wie die Flügel eines Schmetterling nur einen schmalen Wellenlängenbereich des einfallenden Lichtes zurück. Für den Beobachter erscheint der Flüssigkristall dann in einer sehr intensiven Farbe. Für die Farbe ist jedoch kein Farbstoff, sondern nur die Struktur des Flüssigkristalles verantwortlich. Durch eine chemische Reaktion des Dotiermittels mit einer zu detektierenden Substanz ändert sich diese Struktur und damit augenblicklich die sichtbare Farbe. Zur Detektion von Substanzen entwickelt Doktorand Lukas Pschyklenk einen Gassensor, der keinerlei Stromverbrauch aufweist und mit bloßem Augen ausgelesen werden kann. Das Promotionsvorhaben ist mit dem BMBF-Projekt OptoSpin verbunden. Ziel des Projektes ist das Finden geeigneter Dotiermittel für ausgewählte sicherheitsrelevante Substanzen sowie die Verbesserung der Anwendbarkeit dieser Sensoren.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

 

 

Julian Rech, TREE
Kunststoffe sind aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kunstoffen und damit einhergehend erweiterte Anwendungsmöglichkeiten, werden Kunststoffe mit Füllstoffen verstärkt, beispielweise mit Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern etc.. Doktorand Julian Rech will in seiner Forschungsarbeit die neuen mechanischen Eigenschaften des resultierenden Verbundwerkstoffes modellieren und verifizieren. Die Neuentwicklung dieses Modellansatzes (Elementar Volume Concept) beruht auf der Berücksichtigung der Haftung zwischen Füllstoff und Matrix (Kunststoff), welche eine bessere Vorhersage von z.B. der Steifigkeit des Verbundwerkstoffes zur Folge hat. Diese Modellergebnisse sind wichtig für Designer und Ingenieure zur Konstruktion neuer Kunststoffbauteile für unter anderem Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie sicherheitsrelevante Anwendungen.
Betreuung: Prof. Dr. Bernhard Möginger

 


Jessica Rumpf
Das Bewusstsein für die Notwendigkeit bioabbaubarer/kompostierbarer und/oder recyclingfähiger Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen oder Biomasse-Abfällen hat in den letzten Jahren stark zugenommen – nachhaltige Verpackungen sind erstrebenswerter als nicht-abbaubare. Deshalb synthetisiert Doktorandin Jessica Rumpf aus Cellulose-Derivaten neue biobasierte Folien bzw. Beschichtungen zu Verpackungszwecken. Sie untersucht Lignin, ein Biopolymer mit antioxidativer und antimikrobieller Wirkung, das in großen Mengen als Abfallprodukt bei der Papier- und Zellstoffherstellung anfällt und bislang kaum stofflich genutzt wird. Gelingt es Jessica Rumpf, Lignin in reproduzierbarer Qualität als Rohstoff verfügbar zu machen, könnten Lignin-basierte Komponenten einen Teil der bislang fossil-basierten Substanzen in verschiedenen Verpackungen ersetzen. Jessica Rumpf ist Stipendiatin der Gleichstellungsstelle.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze  Weitere Infos (siehe auch Stipendiatinnen 2019)


 

Sara Schäfer, ISF
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Reinstwasser als Lösungsmittel oder
Ausgangsprodukt für Pharmazeutika sowie zur Reinigung von Oberflächen bei der Herstellung von hochpräzisen Bauteilen in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Die Überwachung der Wasserqualität ist dabei von größter Bedeutung. Doktorandin Sara Schäfer entwickelt ein universelles Messgerät zur Überwachung der Reinstwasserqualität. Dieses kombiniert zwei Standardmethoden der Oxidation. Die Oxidation erfolgt durch Ozonung in Kombination mit UV-Strahlung. Das wiederum führt zu einem
erweiterten Oxidationsprozess und damit zu einer signifikanten Steigerung der Oxidationskraft im Vergleich zu herkömmlichen Systemen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

 

Daniel Schulke
In der Arbeitsgruppe „Inborn Errors of Metabolism“ beschäftigt sich Doktorand Daniel Schulke mit Bio-Katalysatoren (Enzymen), die vor allem in der Leber vorkommen und zum Beispiel an Entgiftungsprozessen beteiligt sind. Er erforscht genetisch bedingte Veränderungen dieser Enzyme nicht nur wegen der grundsätzlichen Bedeutung für ihre Eigenschaften, sondern auch, weil sie für den Stoffwechsel (Metabolismus) von Arzneistoffen relevant sein können. Das Forschungsvorhaben soll einen Beitrag dazu leisten, Grundlagen für eine individualisierte Pharmatherapie seltener Stoffwechselkrankheiten zu schaffen, im Sinne der Entwicklung hin zu einer personalisierten Medizin. Die Arbeit wird durch die Heinz und Heide Dürr Stiftung und Gottfried und Julia Bangerter-Rhyner-Stiftung unterstützt.
Betreuung: Prof. Dr. Jörn Oliver Sass  Weitere Infos (siehe auch Stipendiaten 2019)


 

Sarah Shoushrah
Betreuung: Prof. Dr. Edda Tobiasch

 

Jannika Staudt, Projekt BONARes-ORDIAmur (P6)
Neben Wetterextremen und Klimaveränderungen haben weitere Faktoren, wie beispielsweise Nährstoffversorgung oder andere Inhaltsstoffe des Bodens, Einfluss auf Pflanzenwachstum und Qualität von Nahrungsmitteln. Insbesondere im regionalen und überregionalen Apfelanbau führt der wiederholte Anbau von Apfelbäumen (lat.: malus) auf derselben Fläche zu Wachstumsverminderung, Qualitäts- und Ertragseinbußen. Man spricht dann von „apple replant disease“ (ARD). Als Ursache werden vielfältige Faktoren, wie bspw. bioaktive Substanzen im Boden oder die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Boden, angesehen. Da Bodenbehandlungsmittel weitgehend regulativ verboten sind, ist man dazu übergegangen, die Symptomatik auf andere Weise zu behandeln. In dem Forschungsprojekt „BONARes-ORDIAmur (P6)“ identifiziert und charakterisiert Doktorandin Jannika Staudt tolerante und weniger tolerante Unterlagen, d.h. Wurzelsystem und Teil des Stamms. Dies soll dazu führen, dass Pflanzen aufgrund ihres Abwehrsystems selbst mit den gegebenen Bedingungen zurechtkommen und Bauern auf den Einsatz von Bodenbehandlungsmitteln verzichten können.
Betreuung: Prof. Dr. Michaela Schmitz


 

Michael Stotter, IZNE
Das deutsch-niederländische Projekt "Food Protects" verfolgt das Ziel, regionale auftretende, überschüssige Nitrateinträge aus der Landwirtschaft zu verringern und die Strukturvielfalt in der Agrarlandschaft zu erhöhen. Dazu erarbeitet Doktorand Michael Stotter die Umweltauswirkungen nach der Verwendung von Miscanthus-Biomasse in der Viehhaltung. Er fokussiert sich dabei auf die umwelt- sowie standortgerechte Applikation organischer Dünger aus Miscanthus-Zugaben. Der Einfluss auf die Stickstoff- und Kohlenstoffdynamik und die Interaktion im System Boden-Pflanze stehen dabei im Vordergrund.
Betreuung: Prof. Dr. Martin Hamer

 

 

Philipp Swoboda, IZNE
Kann man Steine in Brot verwandeln? Vermahlene Gesteine werden seit Jahrhunderten lanngdwirtschaftlich genutzt. Viele Gesteine enthalten essentielle Pflanzennährstoffe und könnten daher als natürliche Düngemittel und Bodenverbesserer verwendet werden. Bisherige Ergebnisse sind jedoch widersprüchlich, da die Wirkung stark vom jeweiligen Gesteins-, Boden- und Pflanzentyp abhängt. Doktorand Philipp Swoboda untersucht daher, wie und unter welchen Bedingungen Gesteinsmehle am besten in der Landwirtschaft verwendet werden können.
Betreuung: Prof. Dr. Martin Hamer


 

Christian Tonk
Osteoporose (Knochenschwund) ist eine systemische Skeletterkrankung, bei der sich die Knochensubstanz verstärkt abbaut. Grundsätzlich ist Osteoporose heutzutage nicht heilbar. Lediglich das Fortschreiten der Krankheit kann durch Behandlung verzögert werden. Jedoch können aktuell genutzte Medikamente erhebliche Nebenwirkungen haben, sodass neue Zielmoleküle für zusätzliche Behandlungsstrategien sinnvoll sind. So ein Zielmolekül könnte Cathepsin K sein. Daher wird von Doktorand Christian Tonk ein Cathepsin K Hemmer auf seinen Einfluss auf den Knochenstoffwechsel untersucht, um Kapazität des Hemmers als zukünftiges Medikament gegen Osteoporose zu testen.
Betreuung: Prof. Dr. Edda Tobiasch

 

 

Sarah Vermeeren, ISF
Doktorandin Sarah Vermeeren entwickelt ein Verfahren zur Detektion von Kartoffelkrebs, der durch den Töpfchenpilz Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. ausgelöst wird und zu den bedeutendsten Schaderregern an Kartoffeln zählt. Er besitzt in den EU-Staaten sogar Quarantänestatus, d.h. befallene Flächen sind über Jahre für den Kartoffelanbau gesperrt. Deshalb ist eine frühzeitige Detektion und Eindämmung des Kartoffelkrebses extrem wichtig. Sarah Vermeeren analysiert mit Hilfe der Thermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TD-GC-MS) und der Protonen-Tranfer-Reaktion Time-of-Flight Massenspektrometrie (PTR-ToF-MS) die Volatile Organic Compound (VOC)-Profile von Kartoffelpflanzen, Kartoffeln und Resterden, mit dem Ziel anhand dieser zwischen gesundem und infizierten Zustand unterscheiden zu können.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

 

 

Katharina Walbrück, TREE, Projekt Biobasierte Produkte
Die Nachfrage nach ökologischen und nachhaltigen Dämmstoffen wächst, besonders im Hinblick auf den fortschreitenden Klimawandel und die knapper werdenden fossilen Rohstoffe. Eine mögliche Alternative zu traditionellen Dämmstoffen stellen dabei nachwachsende Rohstoffe dar, denn diese sind im Vergleich zu fossilen Rohstoffe CO2-neutral. Doktorandin Katharina Walbrück untersucht die Eignung des Riesenchinaschilfs Miscanthus x giganteus zum Einsatz in Dämmstoffen. Bei Miscanthus handelt es sich um ein schnellwachsendes, mehrjähriges Gras, welches während des Wachstums 10 bis 36 t CO2 pro Hektar und Jahr langfristig bindet.
Betreuung: Prof. Dr. Steffen Witzleben

 

 

Johannes Warmer, ISF
Doktorand Johannes Warmer beschäftigt sich in seiner Promotion mit der Entwicklung eines Sensorsystems für die Detektion von Triacetontriperoxid (TATP), einem hochbrisanten Sprengstoff der mehrfach von Terroristen für Anschläge eingesetzt wurde. In seiner Arbeit beschäftigt er sich vornehmlich mit sogenannten Metalloxid-Halbleitergassensoren, die sich bei geringen Anschaffungskosten durch eine sehr hohe Empfindlichkeit aber niedrige Selektivität auszeichnen. Um den Nachteil der mangelnden Selektivität auszugleichen, gilt es, die Sensorperformance durch die Auswahl geeigneter Materialien und Betriebsweisen des Sensors zu optimieren. Im Rahmen der Promotion wird hierbei von der Fertigung des eigentlichen Sensors über die Entwicklung geeigneter Signalverarbeitungsstrategien versucht durch die Kombination verschiedener spektroskopischer und elektrischer Messverfahren nicht nur die Einsatztauglichkeit eines solchen Sensorsystems zu realisieren, sondern auch die zugrundeliegenden chemischen Oberflächenreaktionen zu formulieren. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis für den eigentlichen sensorischen Mechanismus zu erlangen.
Betreuung: Prof. Dr. Peter Kaul

 

 

Markus Witzler, TREE
In der Therapie von Knochendefekten werden oft Implantate genutzt, um die Heilung zu beschleunigen und zu verbessern. Ein moderner Ansatz ist dabei ein Trägermaterial für Knochenzellen, welches gleichzeitig Wirkstoffe freisetzt und vom Körper während des Heilungsprozesses abgebaut werden kann. Doktorand Markus Witzler forscht an neuartigen Trägermaterialien auf Basis von Agarose und Calciumphosphat. Agarose, ein nachwachsendes Biopolymer, wird dabei chemisch modifiziert, um Wirkstoffe kontrolliert über einen Zeitraum von mehreren Tagen verzögert freizusetzen. Diese Wirkstoffe sollen Stammzellen helfen, sich gezielt in Richtung Knochenzellen zu entwickeln.
Betreuung: Prof. Dr. Margit Schulze