Während Klimaforscher seit Jahrzehnten Daten über die Klimaentwicklung sammeln und damit in der Lage sind, Veränderungen nachzuweisen und Prognosen zu errechnen, verliert unser Planet Jahr für Jahr Biodiversität, ohne dass Wissenschaftler in vergleichbarer Weise Daten erheben. Seit 1990 hat in Mitteleuropa die Zahl der Insekten und Vögel stark abgenommen, was mit einzelnen Untersuchungen belegt ist. Ein nationales, breit angelegtes Monitoringprogramm gibt es aber nicht, es fehlen dafür die technischen Voraussetzungen und Infrastrukturen. Mit dem AMMOD-Projekt sollen neuartige Techniken zusammengeführt und angepasst werden, um Artenvielfalt automatisiert zu registrieren, in Analogie zu Wetterstationen. Dafür soll eine Vielfalt an Sensoren an Basisstationen angebunden werden, die autark und witterungsunabhängig Daten sammeln und an Zentrale Server zur Auswertung schicken können. An der TUHH wird der Entwurf der Basistationen koordiniert und die Kommunikationslinks zwischen Sensoren und Basistation sowie zwischen Basisstation und den zentralen Servern entwickelt. Ein Schwerpunkt liegt darauf möglichst Energieeffiziente Lösungen zu suchen, da die Basisstation nur über begrenzte Energiemengen verfügt.

Im Rahmen des beantragten Projektes wird die systematische Aufklärung von Struktur-Funktionszusammenhängen des zielgerichteten Metabolitentransfers in Multienzymkomplexen -- insbesondere auf Basis des Metabolic Channeling -- angestrebt. Eine wesentliche Rolle während aller Arbeitsschritte spielen multiskalige Modelingmethoden: Von der Nanostruktur auf Molekülebene, über die Mesostruktur in Mikrokompartimenten bis hin zur Makroskala, d.h. zum Gesamtprozess und dessen Optimierung. Ziel ist die Realisierung der notwendigen Basistechnologien für effiziente zellfreie enzymkatalysierte synthetische Reaktionskaskaden in vitro unter Ausnutzung dieser Channelingeffekte, um bisher auftretende effizienzmindernde Schwachpunkte, wie z.B. Intermediat-Diffusion und Feedback-Inhibierung, zu vermeiden. Die zu erreichenden Ziele stehen im Einklang mit den während der Fachgespräche von Oktober 2010 bis Januar 2012 formulierten Meilensteinen des BMBF-Strategieprozesses ''Biotechnologie 2020+''.

Fundamentals and process development of cell cultures for application in pharmaceutical industry

Applying high pressure to enzyme catalysed reactions can increase the enzyme performance drastically. The activity and stability of an enzyme can be increased while the selectivity can be changed. A detailed kinetic study of enzymes from different enzyme classes will help to better understand enzyme class specific behavior under pressure as a new or complementary process parameter. A suitable reactor will be designed to measure enzyme kinetics and to determine the influence of pressure.

In Germany, groundwater is the most important resource for drinking water. Due to land use changes, river development, extreme weather events and substance deposition, the quality and availability of groundwater is at risk. To encounter this trend it is essential to develop and standardize new concepts and tools to evaluate the ecological status and the self-cleaning potential of water. Only this allows for a sustainable resource management of groundwater on a regional scale. The aim of this multidisciplinary project is to develop methods and biological-ecological concepts which are applicable for groundwater monitoring in water management practice. After comprehensive testing and standardization these will be provided to environmental authorities and water management organizations as a modular system. The main tasks of this project network are: - Identification and implementation of ecological criteria for evaluating the ecological status of groundwater - Standardization of sampling techniques for ecological indicators and development of an online-measurement-system to evaluate the ecotoxicological effects of pollutants - Evaluation of the ecosystem services of chosen groundwater systems with regard to extreme weather events - Evaluation and validation of concepts and methods at chosen project sites differing in land use - Development of guidelines for water management practice Methodology of subproject Hamburg: Two third of the drinking water in Germany is produced from groundwater of which a big part is anaerobic groundwater, i.e. it contains no free oxygen and varying concentrations of reduced compounds. These can precipitate upon contact with oxygen from air, thus leading to alterations of a water sample. Therefore, standard methods for examination of water must be adapted to these special conditions. The objective is to obtain a compilation of robust and practicable methods for the evaluation of the microbiological status of anaerobic groundwater. - Selection of meaningful indicator parameters for use in anaerobic groundwater - Development, adaptation and standardization of selected methods based on anaerobic groundwater samples from the Fuhrberger Feld - Comparative measurements between project partners - Quantification and characterization of total and biologically degradable organic carbon Anaerobic groundwater can fulfill an important ecosystem service for the reduction of high anthropogenic nitrate input into near-surface groundwater resulting in low-nitrate groundwater for drinking water production. The responsible process for this is microbiological denitrification. The objective is to determine activity and resilience of the pyrite-dependent nitrate reduction. - Establishing of a laboratory test for the measurement of the autotrophic denitrification potential in groundwater samples from the Fuhrberger Feld (activity test) - Comparison of the activity measurements with the abundance of denitrifying bacteria or denitrification enzymes with molecular biology - Determination of the most important denitrifying bacteria - Effects of selected pollutants on the autotrophic denitrification potential in laboratory tests for the evaluation of the sensitivity of this ecosystem service Associated partner of the subproject is the utility enercity, Hannover with its groundwater abstraction field Fuhrberger Feld where the groundwater samples will be taken.

The treatment of drinking water using nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) is primarily carried out to remove hardness, other inorganic components, natural organic substances as well as trace organics from water introduced by man-made activities. NF and RO processes produce different quantities of concentrate stream with a correspondingly higher concentration of the separated substances. Antiscalants (predominantly phosphates and carboxylates), which are dosed to avoid precipitation of salt, also remain in the concentrate. All disposal routes for the concentrates (direct or indirect discharge) are part of the plant authorisation and require the approval of the responsible water authorities. In recent years, the discharge of concentrates into a water body has been viewed increasingly critically by the competent licensing authorities, especially when the concentrates contain high concentrations of unnatural anthropogenic trace substances, nutrient salts and / or substances added during the treatment process. Since the refusal of a discharge permit for the concentrates is usually synonymous with withdrawal from the NF/RO process, solutions are required which secure the use of this innovative, energy efficient technology that has many advantages in drinking water treatment in the long term. In the joint project, KonTriSol, different approaches are being investigated under 7 work packages. The DVGW-Forschungsstelle TUHH coordinates the work package “Antiscalants – assessment and alternatives”, which contains the following sub-goals: - Reliable evaluation of the effectiveness of the antiscalants in the treatment process by standardized measurement of homogeneous and heterogeneous crystallization - Reliable declarations on the behaviour of antiscalants used in the preparation process and their evaluation, substantiated with optimised and reliable analysis - Development, semi-technical implementation and validation of process engineering strategies for the minimisation/avoidance of antiscalants To this end, laboratory tests on the effectiveness of antiscalants under changing boundary conditions (DOC content, yield, temperature, pH, etc.) are carried out at the DVGW-Forschungsstelle TUHH. Tests for the evaluation of homogeneous scaling in the water phase and heterogeneous scaling on membrane surfaces are applied and further developed and compared with the calculation results from software programs of various membrane and antiscalant manufacturers. The aim is to develop a reliable and compatible test to assess the efficacy of scaling-inhibiting substances (antiscalants and their ingredients), depending on the respective boundary conditions of the membrane process (pretreatment, water matrix, yield, etc.). This should serve to identify antiscalant products or product mixtures and if necessary, alternative formulations which are retained as completely as possible by the membranes, which can be used in the lowest possible concentrations with as few secondary constituents as possible and which have the least possible impact on the environment when discharged into water bodies.

Zusammen mit der Klinik und Poliklinik für Neuroradiologische Diagnostik und Intervention des Universitätsklinikums Eppendorf wird am PKT das Projekt COSY-SMILE aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes ELBE-NTM bearbeitet. Der ischämische Schlaganfall ist einer der Hauptfaktoren, die zur Behinderung und Tod weltweit führen. Der häufigste Grund für einen akuten Schlaganfall ist ein Verschluss einer Gehirnarterie durch ein Blutgerinnsel (Thrombus), der zum Sauerstoffmangel einer Hirnregion und folglich zum Hirninfarkt führt. Die Wiedereröffnung über eine katheterbasierte Behandlung, die sogenannte Thrombektomie, stellt die Therapie der ersten Wahl dar. Unter hohem Zeitdruck wird das Ziel verfolgt, das betroffene Gefäß möglichst schnell zu öffnen. Patientenspezifische Variablen wie Gefäßkurven und -engstellen werden dabei zu Herausforderungen für den behandelnden Arzt. Daher ist ein kontinuierliches Training und sicheres Beherrschen der Thrombektomietechniken für den Arzt unabdingbar. Ein gängiges Trainingsmodell für die Thrombektomie ist das Tiermodell am Schwein. Aufgrund der seit 2015 erfolgten klinischen Etablierung der Thrombektomie als Behandlungsverfahren ist mit einem hohen Bedarf an Trainingsmaßnahmen zu rechnen. Das Projekt COSY-SMILE zielt darauf ab, ein neurointerventionelles Trainings- und Forschungsmodell zu entwickeln, an dem die endovaskuläre Schlaganfallbehandlung gelernt, geübt und unter standardisierten Bedingungen untersucht und weiterentwickelt werden kann. Außerdem soll dieses Modell zum standardisierten Assessment der neurointerventionellen Fertigkeiten von Ärzten dienen. Es ersetzt gegenwärtig zu Aus- und Weiterbildungszwecken stattfindende Tierversuche an überwiegend Schweinen und soll die Anzahl der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Tiere in der Schlaganfallforschung und Ausbildung reduzieren.

Using integrated experimental and modelling approaches, FLEXIBI studies the potential of residues from agri– and horticulture, gardening and landscaping, as well as from post-consumer wood from peri-urban and urban areas as feedstocks for Small-Scale Flexi-Feed Biorefineries (SFB). FLEXIBI evaluates the potential of these biogenic residues and their mixtures for production of bio-based materials and local energy generation via different biorefinery processes. The use of biomass from different feedstocks will allow the use of local and all-year available feedstocks to limit transportation and logistics issues while promoting local production of high value compounds, soil improvers and energy. FLEXIBI aims at designing a decision support tool assessing the different pathway for the establishment of SFBs by evaluating all parameters accounting to find sustainable solutions. Quantitative process modelling and knowledge engineering approaches are used to set-up the tool and value-creation oriented schemes for under-valorised residue-based bioresources. These will be used to support the SFB design on regional/local level .

Gemeinsam mit der Klinik und Poliklinik für Neuroradiologische Diagnostik und Intervention am Universitätsklinikum Eppendorf und dem Institut für Mikrosystemtechnik an der TU Hamburg-Harburg wird das Projekt ELBE-NTM als Nachfolgeprojekt des Projekts ALSTER bearbeitet. Ziel des Vorhabens ELBE-NTM ist die Entwicklung eines neurointerventionellen Trainingsmodells, anhand dessen katheterbasierte Operationen zur Behandlung von Hirngefäßaneurysmen trainiert werden können. Aneurysmen sind Aussackungen der Blutgefäße und können am Gehirn durch Blutung im Schädelinneren zu Invalidität oder Tod führen. Die Ausschaltung von Aneurysmen durch katheterbasierte Eingriffe wird bislang vor allem in Tiermodellkursen an Kaninchen oder Schweinen geübt.

In der Digitalisierung der Baufacharbeit ergeben sich für die Zukunft bei einem durchaus detaillierten Wissensbestand große Bedarfe für Beratung und Qualifizierung der Baufachkräfte in kleinen und mittleren betrieben (KMU). Das Verbundprojekt „DigiBAU“ verstetigt, erneuert und erweitert den Austausch und Wissenstransfer im bundesweiten Kompetenznetzwerk Bau und Energie e. V. durch die Entwicklung und Einbeziehung ausgewählter digitaler Bildungsressourcen und Qualifikationsangebote für digitales Bauberufliches Lernen und Kooperieren. Kooperationen / Projektpartner Technische Universität Dresden, Technische Universität Berlin, Ausbildungszentrum-Bau in Hamburg (AZB HH), Handwerkskammer Münster (HBZ), Kompetenzzentrum Ausbau und Fassade, Bundesbildungszentrum des Zimmerer- und Ausbaugewerbes, Holzbau Baden-Württemberg, Bildungszentrum der Handwerkskammer Osnabrück (BTZ), Bildungswerk Bau Hessen-Thüringen e.V. (BiW), Bau Bildung Sachsen, Komzet Bau Bühl, Berufsförderungswerk der Bauindustrie Berlin-Brandenburg e.V.

Die Automatisierung von Produktionsanlagen in der Industrie schreitet stetig voran. Dabei sind zuverlässige Datenübertragungssysteme eine notwendige Voraussetzung: Nur so können reibungslose Produktionsabläufe gewährleistet werden. Der Markt für Industrie-Automation bietet derzeit aber fast ausschließlich drahtgebundene Lösungen an. Anwendungen drahtloser Netze konnten sich bisher kaum durchsetzen, da sie nicht zuverlässig genug funktionieren und zu hohe und variable Latenzzeiten aufweisen. Die Herausforderung besteht also in der Entwicklung einer neuen, drahtlosen Technologie, die diese Schwachpunkte nicht mehr aufweist und problemlos in bestehende Systeme integriert werden kann.