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Neues Graduiertenkolleg: Der Ordnung von Nichtgleichgewichtsstrukturen auf der Spur

20.03.2006 - (idw) Universität des Saarlandes

"Strukturbildung und Transport in komplexen Systemen" stehen im Zentrum eines neuen Graduiertenkollegs, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 1,2 Millionen Euro für zunächst viereinhalb Jahre fördert. Physiker und Bioinformatiker befassen sich in den unterschiedlichsten Bereichen mit dem Phänomen, dass sich komplexe Strukturen entwickeln können, wenn man Systeme durch äußere Einwirkung aus dem Gleichgewicht bringt. Außerdem werden Transportphänomene erforscht, die für biologische und medizinische Anwendungen von Interesse sind.
Bis zu 18 hochqualifizierten jungen Doktoranden bietet sich hier ein interdisziplinärer Ausbildungszusammenhang, der den Nachwuchswissenschaftlern bei ihrer Forschungsarbeit Einblicke auch über ihr eigenes Fachgebiet hinaus eröffnet.
Sprecher des Kollegs sind Prof. Dr. Manfred Lücke und Prof. Dr. Ludger Santen.

Plötzlich und spontan bilden sich wie aus dem Nichts heraus Wirbel, biologische Zellen bewältigen differenzierte Aufgaben: Überall in der Natur findet man hochentwickelte Strukturen wieder, die sich selbstorganisiert erschaffen. Wie kommt es dazu? Warum verhalten sich flüssige Filme auf unterschiedlichen Oberflächen verschieden? Welche Transportphänomene führen dazu, dass ein Tumor wächst; wie wandelt sich gesundes Gewebe in krankes? Und wie erfolgt der intrazelluläre Transport, wie die Wechselwirkung von Proteinen mit Membranen?
Fragen wie diese, die auf den ersten Blick eher wenig miteinander verbindet, stehen im Mittelpunkt des neuen Graduiertenkollegs an der Saar-Universität. Ein gemeinsamer Nenner der physikalischen Fragestellungen aus den verschiedensten Bereichen verspricht interessante Impulse für die Forschung: Bringt man ein System durch Zwang aus dem Gleichgewicht - sei es, dass man dem System Energie zuführt, ein elektrisches Feld anlegt, eine chemische Substanz beigibt oder bei biologischen Zellen den Stoffwechsel verändert - setzt man Prozesse in Gang, deren grundlegende Mechanismen sich erstaunlich ähneln und die theoretisch beschrieben werden können. Nur scheinbar ist hier ein weites Feld eröffnet; bestimmte Abläufe und Gesetzmäßigkeiten gelten in ähnlicher Weise für all diese physikalischen Phänomene: Ihr komplexes Zusammenspiel und ihre Wechselwirkungen zeigen Gemeinsamkeiten - und führen häufig dazu, dass charakteristische selbstorganisierte Nichtgleichgewichtstrukturen spontan und ohne von außen vorgegebenen Bauplan gebildet werden. Diese Strukturen können ohne weiteres die Komplexität eines Tumors mit eigenem Gefäßnetzwerk erreichen.

Die im Graduiertenkolleg betriebene Grundlagenforschung soll Lösungsansätze bieten, die die Sicht- und Vorgehensweisen in angrenzenden Fachgebieten beeinflussen könnte. Die physikalischen und biologischen Fragestellungen sollen mit Experimenten, Computersimulationen und theoretisch-numerischer Modellanalyse angegangen werden.

Beteiligt am Graduiertenkolleg sind die Arbeitsgruppen der Bioinformatiker Dr. Rainer Böckmann und Prof. Dr. Volkhard Helms, der Experimentalphysiker Prof. Dr. Karin Jacobs
und Prof. Dr. Christian Wagner, sowie der Theoretischen Physiker Prof. Dr. Manfred Lücke, Prof. Dr. Heiko Rieger und Prof. Dr. Ludger Santen.

Seit 1990 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) in Graduiertenkollegs besonders qualifizierte Doktorandinnen und Doktoranden in allen wissenschaftlichen Disziplinen. Jeweils 15 bis 25 Nachwuchswissenschaftler arbeiten in einem meist interdisziplinären Forschungs- und Studienprogramm unter der Anleitung von Professorinnen und Professoren, die in Forschung und Lehre besonders ausgewiesen sind. Der Wettbewerb um diese DFG-Fördermittel hat sich in zunehmendem Maße verschärft: Im Jahr 2005 wurden von 205 Neuanträgen lediglich 46 von der DFG bewilligt. Einer davon ist das Graduiertenkolleg "Strukturbildung und Transport in komplexen Systemen".



Pressekontakt:
Sprecher des Graduiertenkollegs
"Strukturbildung und Transport in komplexen Systemen":
Prof. Dr. Manfred Lücke: Tel: 0681/302-3402(2402); Email: luecke@lusi.uni-sb.de
Prof. Dr. Ludger Santen: Tel: 0681/302-3483(2423) ; Email: santen@lusi.uni-sb.de

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