Gemeinsam die Corona-Krise bewältigen

Die Zahl der SARS-CoV-2-Infektionen steigt in Deutschland und weltweit von Tag zu Tag dramatisch. Dies stellt die Gesellschaft und jeden Einzelnen vor immense Herausforderungen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Forschungszentrum Jülich erforschen, ebenso wie viele andere Wissenschaftler in der Helmholtz-Gemeinschaft und weltweit das neuartige Corona-Virus.

Rein in die Welt!

Wissenstransfer ist in aller Munde. Auch in Jülich ist er ein wichtiger Baustein, um Wissen aus den Laboren in die Gesellschaft zu tragen und dort nutzbar zu machen. Der Austauschprozess hilft dabei, große gesellschaftliche Fragen zu beantworten. Zugleich sind damit neue Herausforderungen verbunden.

„Niemand darf allein gelassen werden“

Der Corona-Virus konfrontiert unsere Gesellschaft mit weitreichenden ethischen Konflikten. Zur Orientierung und als „Leitfaden“ für diese Herausforderungen hat der Deutsche Ethikrat unter dem Titel „Solidarität und Verantwortung in der Corona-Krise“ eine Ad-hoc-Empfehlung veröffentlicht. Die renommierte Hirnforscherin Prof. Katrin Amunts vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin ist stellvertretende Vorsitzende des Deutschen Ethikrats und erläutert in einem Interview die zentralen Punkte der Empfehlung.

Der Weg zur transparenten KI

Im Schach, Poker und Go hat künstliche Intelligenz (KI) die Menschheit längst überflügelt. Doch auch die präzisesten KI-basierten Analysen haben einen Makel: Bis jetzt ist es für einen Menschen oft kaum nachvollziehbar, wie sie zustande kommen. In einem neuen Projekt arbeitet ein interdisziplinäres Team nun daran, mehr Licht in die „Black Box“ der KI zu bringen. Der Physiker und Neurowissenschaftler Moritz Helias koordiniert das Vorhaben.

„Rauschende“ Chips: Wie neuromorphe Hardware von Erkenntnissen aus der Hirnforschung profitieren kann

Neuromorphe Chips, die nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns konzipiert sind, bieten enormes Potenzial. Ein großer Knackpunkt: Bis heute ist eigentlich gar nicht klar, welche Mechanismen und Prinzipien es sind, die unser Gehirn so effizient machen. Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich ist es nun gelungen, gemeinsam mit Partnern im Human Brain Project einen bislang rätselhaften Aspekt der biologischen Informationsverarbeitung zu erhellen.

Blätterfunktion

Aktuelles

Dr. Kathrin Ohla

Geschmacks- und Geruchsstörungen bei COVID-19

Ein internationales Team hat eine weltweite Onlinebefragung zu Riech- und Schmeckstörungen im Zusammenhang mit COVID-19 zusammengestellt. Die Umfrage soll ermöglichen, die Symptome einer Infektion mit dem neuartigen Corona-Virus von anderen Atemwegserkrankungen abzugrenzen – und gegebenenfalls die medizinische Betreuung der Betroffenen unterstützen. An dem Projekt sind über 500 Wissenschaftler, Kliniker und Patientenvertreter aus 38 Ländern beteiligt. Die Onlinebefragung ist seit heute verfügbar.

Batterie-Speicherkraftwerk Schwerin

Zuwachs bei stationären Batteriespeichern

Die Menge der stationär verbauten Batteriespeicher ist in Deutschland in den letzten Jahren sprunghaft gestiegen. Das zeigt eine umfassende Analyse von JARA-ENERGY, dem gemeinsamen Energieforschungsverbund von Forschungszentrums Jülich und RWTH Aachen. Die meisten stationären Batterien wurden privat als Stromspeicher für Photovoltaikanlagen angeschafft. Zusammen kamen sie mit rund 930 MWh im Jahr 2018 auf eine Kapazität, die der eines mittelgroßen Pumpspeicherkraftwerks entspricht.

Folgen Sie uns

Jülich Blogs

#OffToTheDesert - an interdisciplinary field trip to the Sultanate of Oman
 Jülich-Shirt auf Tauchgang

YouTube

Jugend forscht 2020

Themen- und Forschungsgebiete

Alzheimersche Demenz

Alzheimersche Demenz:

Identifizierung von Amyloid-beta-Oligomeren

Am Forschungszentrum gehen Wissenschaftler den molekularen Grundlagen der Alzheimerschen Demenz auf die Spur. Der Institutsbereich Strukturbiochemie (ICS-6) verbindet strukturbiologische Grundlagenforschung mit angewandter klinischer Forschung und entwickelt eine neuartige Therapie-Strategie mit einem eigenen Wirkstoffkandidaten. Der Institutsbereich Molekulare Organisation des Gehirns (INM-2) untersucht metabolische und neurochemische Prozesse, die unter anderem neurologischen Erkrankungen zugrunde liegen.

Mehr: Alzheimersche Demenz: …

Big Data

Big Data

Kabel und Module des Supercomputers QPACE

Der Einsatz von Big-Data-Techniken ist einer der wichtigen Trends im 21. Jahrhundert. Die Digitalisierung aller Lebensbereiche geht mit dem Aufkommen riesiger Datenberge einher. Wirtschaft und Industrie nutzen diese, um neue Informationen zu gewinnen – um neue Vorhersagen zu treffen, industrielle Prozesse zu optimieren oder Produkte zielgerichtet an Kundenbedürfnissen auszurichten.
In der Wissenschaft nimmt die Bedeutung von Big-Data-Problemen ebenfalls zu. Die Daten stammen oftmals aus unterschiedlichen Quellen. Entsprechende Datensätze sind typischerweise so groß und komplex oder so schwach strukturiert und unsicher, dass sie sich nicht mehr zufriedenstellend mit herkömmlichen Methoden bearbeiten lassen. Eine wichtige Rolle spielen Big-Data-Analysen etwa in der Medizin, wenn es darum geht, komplexe Zusammenhänge als Ursache für Erkrankungen zu entschlüsseln.

Mehr: Big Data …

Brennstoffzellen

Brennstoffzellen

eine weiße, flüssige Paste tropft aus einer Vorrichtung

Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff oder wasserstoffreiche Brennstoffe durch elektrochemische Reaktionen in Elektrizität um – und sind damit umweltfreundliche und effiziente Stromquellen. Am Forschungszentrum Jülich werden drei Arten von Brennstoffzellen entwickelt: die Festoxidbrennstoffzelle (SOFC), die Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (HT-PEFC) sowie die Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC).

Mehr: Brennstoffzellen …

Energiewende

Energiewende

Blaue Solaranlage auf Ziegeldach vor blauem Himmel

Die Lösung des globalen Energieproblems gilt als zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Neben der Forschung an erneuerbaren Energien, Batterien und Brennstoffzellen und Wasserstoff als Energieträger gibt es in Jülich auch einige fachübergreifende Projekte.

Mehr: Energiewende …

Informations­speicher

Informationsspeicherung und -verarbeitung

Resistive Speicher

Das Peter Grünberg Institut (PGI) verfolgt eine Reihe von Ansätzen, um Datenspeichertechnologien energieeffizienter, leistungsfähiger und schneller zu machen. Wissenschaftler untersuchen hierfür physikalische Phänomene und Eigenschaften von Materialien und Materialkombinationen im Nanobereich, wie beispielsweise in Halbleitern oder Oxiden. Die Arbeiten dienen der Grundlagenforschung für die Entwicklung von Bauelementen und Bauelemente-Designs für Computerchips. Die Wissenschaftler halten aber auch nach ganz neuen physikalischen Phänomenen in geeigneten Materialien Ausschau, die sich für die Speicherung von Daten nutzen lassen könnten.

Mehr: Informationsspeicherung und -verarbeitung …

Klimawandel

Klimawandel

verschneiter Wald von oben fotografiert, Copyright: CC0 Public Domain

Umwelt-Prozesse, die mit dem Klimawandel in Verbindung stehen, erforschen Wissenschaftler an den Instituten für Energie- und Klimaforschung und Bio- und Geowissenschaften: Physikalische und chemische Prozesse in der Atmosphäre untersuchen Wissenschaftler des Instituts für Energie- und Klimaforschung. Was geschieht mit Spurenstoffen in der Atmosphäre aus unterschiedlichen Quellen wie Industrie, Verkehr oder von Pflanzen? Mit ihren experimentellen Erkenntnissen sowie Computersimulationen entwickeln Jülicher Forscher bestehende Klimamodelle weiter, wirken als Gutachter und erarbeiten Handlungsempfehlungen für politische Entscheidungsträger. Das Institut für Bio- und Geowissenschaften untersucht unter anderem, wie sich der Klimawandel auf Böden und auf Austauschprozesse zwischen Boden, Pflanzen und Atmosphäre auswirkt.

Mehr: Klimawandel …

Nachwachsende Rohstoffe

Nachwachsende Rohstoffe für die Bioökonomie

In der Pflanzenforschung setzen Wissenschaftler ein Oktokopter bzw. eine Vermessungsdrohne im Freien ein.

Bei der Bioökonomie geht es darum, Möglichkeiten zu schaffen, um eine wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, Treibstoff aus geeigneter Biomasse herzustellen und industrielle Produktionsverfahren so umzustellen, dass sie möglichst ohne Erdöl auskommen. Hierfür müssen neue biobasierte Wertschöpfungsketten entwickelt werden. Gleichzeitig geht es aber auch um die Nutzung des Wissens über biologische Systeme, um neue Produkte für die Wirtschaft bereitzustellen. Hieran forschen die Wissenschaftler am Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG).

Mehr: Nachwachsende Rohstoffe für die Bioökonomie …

Nitrat

Nitrat

umgepflügter Ackerboden mit Bäumen im Hintergrund

Deutschland hat ein Problem: zu viel Nitrat im Grundwasser, aber auch in der Nord- und Ostsee. Die Ursache ist in den meisten Fällen die Landwirtschaft, die zu viel Gülle und Mineraldünger auf die Felder aufbringt. Um die Nitratbelastung in einem Bundesland effizient zu senken, muss das Zusammenspiel von überschüssigem Dünger in landwirtschaftlich genutzten Böden sowie den hydrologischen und geologischen Standortbedingungen analysiert werden. Jülicher Agrosphärenforscher haben zu diesem Zweck Computermodelle entwickelt, mit denen berechnet werden kann, wie stark das Grundwasser sowie die Oberflächen- und Küstengewässer in unterschiedlichen Regionen Deutschlands belastet sind – und wie Nitrate dorthin gelangen.

Mehr: Nitrat …

Photovoltaik

Photovoltaik

Künstliche Photosynthese

Photovoltaik ist eine unerschöpfliche, saubere Energiequelle. Noch allerdings sind die Wirkungsgrade relativ niedrig – insbesondere für Solarzellen, wie sie in herkömmlichen Dach- und Feldanlagen eingesetzt werden. Am Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Photovoltaik (IEK-5) wird an einer Reihe von Alternativen zu den weitverbreiteten Standard-Silizium-Solarzellen geforscht. Dazu gehören vor allem alternative Materialien für sogenannte Dünnschichtzellen, sowie für den Einsatz in Kombination mit Silizium-Wafer-Zellen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die künstliche Photosynthese: Mithilfe einer Kombination von Solarzelle und Elektrolyseur werden Brennstoffe wie Wasserstoff aus erneuerbaren Energien erzeugt.

Mehr: Photovoltaik …

Quantencomputer

Quantencomputer

Detailaufnahme des OpenSuperQ

Quantentechnologie wird unsere Welt verändern – in Wissenschaft, Industrie, Wirtschaft und Alltag. Doch damit sich die hohen Erwartungen an diese revolutionäre Technologie erfüllen, braucht es die optimale Synthese von theoretischem Wissen und praktischer Kompetenz. Eine Herausforderung, die perfekt zum Forschungszentrum Jülich passt, denn hier kann es seine besondere Stärke auf dem Gebiet der nutzeninspirierten Grundlagenforschung ausspielen. So vereint Jülich die Grundlagenforschung in den Bereichen Quantenmaterialien und Quantencomputing mit konkreter Anwendungsentwicklung.

Mehr: Quantencomputer …

Schlaganfall

Schlaganfall

ag_rehabilitation of cognitive impairments

Der Schlaganfall ist in Europa und USA seit vielen Jahren die wichtigste Ursache einer dauerhaften Behinderung. Laut der Deutschen Gesellschaft für Neurologie erleiden pro Jahr in Deutschland etwa 260.000 Patienten einen Schlaganfall. Am Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Kognitive Neurowissenschaften (INM-3), erforschen mehrere Arbeitsgruppen, wie sich ein Schlaganfall auf die Struktur und Funktion des Gehirns auswirkt. In Zusammenarbeit mit der Klinik für Neurologie der Universität zu Köln untersuchen sie, wie man das Gehirn unterstützen kann, durch einen Schlaganfall verlorene Funktionen zu kompensieren und sich neu zu organisieren.

Mehr: Schlaganfall …

Supercomputer

Supercomputer

JUWELS blau beleuchtet in der Rechnerhalle des JSC, fotografiert aus der Froschperspektive

Das Jülich Supercomputing Centre betreibt Computer der höchsten Leistungsklasse, darunter die Supercomputer JUWELS und JURECA, die mit einer maximalen Rechenleistung von jeweils über 5 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde zu den aktuell leistungsfähigsten Superrechnern der Welt gehören. Simulationen auf Superrechnern werden beispielsweise benötigt, um wissenschaftliche Modelle in der Physik und Klimaforschung oder den Neurowissenschaften zu überprüfen. Gleichzeitig vermitteln sie neue Einblicke in die Eigenschaften und Struktur von Materialien und Biomolekülen oder in den Ablauf biologischer und chemischer Prozesse.

Mehr: Supercomputer …

Wasserstoff

Wasserstoff als Energiespeicher

Ekolyser-Prototyp

Wasserstoff ist ein universell einsetzbarer Energieträger. Er kann gelagert und über große Entfernungen transportiert werden, lässt sich zu flüssigen Kraftstoffen weiterverarbeiten oder mithilfe von Brennstoffzellen direkt als Treibstoff nutzen. Gewonnen werden kann Wasserstoff durch die elektrochemische Spaltung von Wasser – die Wasserstoffelektrolyse.

Mehr: Wasserstoff als Energiespeicher …