Drei Exzellenzcluster mit ISTA

Um die Forschung an heimischen Universitäten und Instituten zu stärken, startet der Österreichische Wissenschaftsfonds (FWF) eine ambitionierte Förderaktion. Den Anfang machen fünf Exzellenzcluster, die langfristige finanzielle Unterstützung für herausragende, kooperative und interdisziplinäre Forschungsprojekte bieten. An drei Clustern sind Wissenschafter:innen des Institute of Science and Technology (ISTA) maßgeblich beteiligt.

Die Exzellenzcluster sind die erste von drei Förderungsrunden der FWF-Kampagne „exzellent=Austria“, mit der Österreich als Standort für Spitzenforschung gestärkt werden soll. Mit insgesamt 135 Millionen Euro werden Forschungscluster in Österreich unterstützt. Sie verbinden Spitzenforschung, Ausbildung und Nachwuchsförderung miteinander. Fünf Projektanträge wurden heute mit Funding vom FWF ausgezeichnet. Unter den Gewinner:innen sind auch drei kooperative Forschungsprojekte mit Beteiligung des Institute of Science and Technology Austria (ISTA).

quantA – Pionierarbeit in der Quantenwissenschaft

Österreichische Wissenschafter:innen waren heute wie damals an der Entwicklung der Quantenphysik maßgeblich beteiligt. Der Exzellenzcluster „quantA“ vereint Spitzenforscher:innen aus Innsbruck, Wien, Linz und Klosterneuburg. Gemeinsam versuchen sie, eine Reihe von quantenphysikalischen Schlüsselfragen zu beantworten, die nicht nur unser Verständnis der physikalischen Welt verbessern, sondern auch die Grundlage für weitere Fortschritte in der Quantentechnologie bilden werden. Insbesondere wird die Beziehung der Quantenwissenschaft zu Konzepten wie Schwerkraft, Information und Materie untersucht. Das ISTA ist in quantA durch Professor Johannes Fink, Teil des Projektvorstands, und Professor Maksym Serbyn vertreten. Fink erläutert seine Rolle in dem Projekt: „Meine Gruppe wird hybride Quantenmaschinen erforschen, die aus unterschiedlicher Hardware wie supraleitenden Schaltkreisen, Photonen, Ionen und Spins bestehen. Dies ist nur in enger Zusammenarbeit mit den Spitzengruppen in den jeweiligen Bereichen möglich und erfordert einen ausreichend langen Zeitrahmen.“ Weitere Quantenphysiker:innen am ISTA sind ebenfalls Teil des Exzellenzclusters. Dazu gehören die Gruppen von Andrew Higginbotham, Onur Hosten, Georgios Katsaros und Mikhail Lemeshko.

MECS – Neuartige Materialien für die Energiespeicherung

Materials for Energy Conversion and Storage („MECS“) ist ein Exzellenzcluster zwischen der TU Wien, der Universität Wien, der Universität Innsbruck und zwei ISTA-Wissenschafter:innen: Assistant Professors Stefan Freunberger und Bingqing Cheng. Das Projekt befasst sich mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe und deren Treibhausgasemissionen. Bei „MECS“ geht es um Materialien für ein erneuerbares Energiesystem, welche die erforderliche Zwischenspeicherung im großen Maßstab ermöglichen. Diese Speicherung von erneuerbarer Energie, die in Form von Strom aus Wasser-, Wind-, und Solarkraftanlagen vorhanden sein wird, erfordert neue chemischen Bindungen zwischen häufig vorkommenden Elementen. Hierfür schlagen die Wissenschafter:innen zwei Methoden vor: die Spaltung von Wasser in molekularem Sauerstoff und Wasserstoff sowie die Umwandlung von Kohlendioxid (CO₂) in höherwertige Chemikalien und synthetische Kraftstoffe. Ihre Ansätze sollen CO₂-neutral sein und die Wende hin zu einer fossilfreien Gesellschaft unterstützen.

Stefan Freunberger, Vorstandsmitglied des Clusters, erklärt: „Die Förderung ermöglicht es mir, mit den besten österreichischen Forscher:innen auf dem Feld der Energiematerialien zusammenzuarbeiten. Mit dem gebündelten Fachwissen können wir den Umfang und die Wirkung weit über das hinaus steigern, was eine einzelne oder mehrere Gruppen erreichen könnten. Das Ziel ist Grundlagenforschung mit einem nachhaltigen Einfluss auf die Gesellschaft.“

microPLANET – Der Schlüssel für einen gesunden Planeten

Ohne Mikroben wäre das Leben auf unserem Planeten nicht möglich. Sie bilden die Grundlage der Biosphäre und besiedeln Pflanzen, Tiere und uns Menschen. Gesundheits- und umweltrelevante Mikrobiome haben viele Gemeinsamkeiten, doch die Forscher:innen sind selten in engem Austausch. Fortschritte in einem Bereich werden nicht effizient auf andere übertragen. Bislang blieben die Versuche weitgehend erfolglos, die Zusammensetzung und Funktion von Mikrobiomen in der natürlichen und vom Menschen geschaffenen Umwelt sowie beim Menschen (Darmmikrobiom) gezielt zu manipulieren. Der Exzellenzcluster „microPLANET“ wird sich diesen Fragen stellen. Es vereint österreichische Forscher:innen aus sieben Forschungseinrichtungen, die mikrobielles Leben mit unterschiedlichen Ansätzen untersuchen. Gemeinsam entwickeln die Wissenschafter:innen Konzepte und Technologien, die über ein einzelnes Forschungsgebiet hinausgehen. Sie möchten die Mikrobiomforschung als integralen Kernbestandteil der planetaren Gesundheitswissenschaft etablieren.

ISTA-Professor und Vorstandsmitglied des Clusters, Leonid Sazanov, fühlt sich geehrt, an diesem Projekt mitzuwirken: „Ich freue mich, mein Fachwissen in der Strukturbiologie, einschließlich Kryo-EM, für die Charakterisierung neuer Proteinfamilien in Mikroben zur Verfügung stellen zu können. Viele dieser Proteine sind Enzyme, die einzigartige Reaktionen katalysieren – sie zu charakterisieren, wäre der Schlüssel zum Verständnis des katalytischen Repertoires der Natur. Dies könnte auch bei der Entwicklung neuartiger Biotechnologie, umweltfreundlicher Wasserstoffproduktion oder einer effizienteren Abwasserbehandlung helfen.“