Exzellent erklärt - Spitzenforschung für alle

Was hat die japanische Faltkunst Origami mit Energieforschung zu tun? Überraschend viel! In dieser Folge tauchen wir ein in die Welt der DNA-Nanotechnologie — ein Forschungsfeld, das die Grenzen zwischen Biologie, Physik und Materialwissenschaft verschwimmen lässt Die beiden Wissenschaftler Philipp Tinnefeld und Tim Liedl erklären, dass sich DNA nicht nur als Träger von Erbinformation eignet, sondern auch als hochpräzises Baumaterial für winzige Strukturen im Nanometermaßstab dient.

Dazu nutzen die Forscher ein Verfahren, das als DNA-Origami bekannt ist. Es hilft ihnen, DNA-Stränge so zu programmieren, dass sie sich selbst zu komplexen dreidimensionalen Formen zusammenbauen. Diese Strukturen können als Gerüste für neuartige Materialien dienen, die Licht gezielt lenken oder photonische Kristalle bilden, die künftig energieeffizientere Computer ermöglichen könnten. Gleichzeitig eröffnen sich Anwendungen in der Katalyse, der Medizindiagnostik und langfristig sogar bei intelligenten Nanorobotern.

Warum trifft der Klimawandel ausgerechnet jene besonders hart, die am wenigsten zu ihm beigetragen haben? In dieser Folge spricht Prof. Gabriele Spilker darüber, wie Klimawandel und Ungleichheit untrennbar miteinander verbunden sind. Sie erklärt, warum sich globale, soziale und zeitliche Ungleichheiten gegenseitig verstärken und weshalb Umweltkatastrophen nicht automatisch zu Protest oder politischem Handeln führen. Dabei zeigt sie, welche Rolle Bildung, Ressourcen, politische Teilhabe und Fragen der Verantwortung spielen – und warum eine wirksame Klimapolitik immer auch eine Frage der Gerechtigkeit ist.

Wie reagieren Böden, Pflanzen und Klima aufeinander – und was bedeutet das für unsere Zukunft? In dieser Folge geht es um das neue Exzellenzcluster TERRA – „Terrestrische Geo-Biosphären Interaktionen in einer sich verändernden Welt“. Gemeinsam mit der Erdsystemwissenschaftlerin Kira Rehfeld und dem Pflanzenökologen Andreas Schweiger spricht Larissa Vassilian darüber, warum die Wechselwirkungen zwischen belebter und unbelebter Umwelt entscheidend für das Verständnis des Klimawandels sind.

Die Forschenden wollen herausfinden, wie Biodiversität und Geodiversität zusammenhängen, warum Böden für den globalen Kohlenstoffkreislauf so wichtig sind und weshalb heutige Klimamodelle viele Prozesse noch nicht ausreichend abbilden können. Dabei reicht der Blick von Mikroorganismen im Boden bis zu globalen Klimaveränderungen und Millionen Jahren Erdgeschichte.

Im Mittelpunkt steht zudem ein weltweit einzigartiges Freilandexperiment im „Diversitorium“: Durch die gezielte Veränderung von Pflanzen, Böden und Klimafaktoren untersuchen Forschende, wie stabil Ökosysteme sind und wie sie auf Umweltveränderungen reagieren.

Dunkle Materie gehört zu den größten Rätseln des Universums: Sie macht den Großteil seiner Masse aus – und doch konnte bislang kein einziges Teilchen direkt nachgewiesen werden. Sie sendet kein Licht aus, reflektiert nichts, bleibt unsichtbar. Und trotzdem ist sie da.
Ihre Existenz verrät sich nur indirekt: durch ihre Gravitation. Sterne in Galaxien bewegen sich schneller um ihr Zentrum, als es nach den bekannten Gesetzen der Physik möglich wäre. Etwas Unsichtbares muss sie zusätzlich antreiben.

Bei der Suche nach dieser geheimnisvollen Substanz setzen Forschende des Exzellenzclusters QuantumFrontiers auf extreme Präzision. Ihr Werkzeug: optische Atomuhren – die genauesten Messinstrumente, die je gebaut wurden. Sie sind so präzise, dass sie seit dem Urknall weniger als eine Sekunde Abweichung hätten. Mit ihnen fahnden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach minimalsten Störungen im Gefüge der Natur – winzigen Hinweisen auf bislang unbekannte Teilchen oder sogar eine fünfte Grundkraft.

Gutes Hören ist Lebensqualität. Doch was tun, wenn das Gehör nachlässt? In dieser Episode stellen wir zwei spannende Wege vor, um das Hören zu retten: Einen biologischen und einen technischen. Erfahren Sie, wie der Exzellenzcluster Hearing4all.connects neue Gesundheitstechnologien nutzt, um das menschliche Ohr besser zu verstehen und zu unterstützen.