Exzellente Forschung effizient organisiert

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1 Exzellente Forschung effizient organisiert

2 3 Breites Forschungsspektrum mit schmaler Verwaltung Der Forschungsverbund Berlin e.v. (FVB) ist ein Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Forschungsinstituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft und wissenschaftlich eigenständig. Ihre Direktoren und viele ihrer Wissenschaftler sind Professoren an den Universitäten in Berlin und Brandenburg. Das garantiert eine enge Verzahnung von Forschung und Lehre. In den Instituten arbeiten ca Mitarbeiter, Diplomanden, Doktoranden und Gastwissenschaftler. Bund und Länder stellen die Grundfinanzierung, zudem erwirtschaften die Institute etwa 30 Prozent ihres Etats aus Drittmitteln. Entstanden ist der Forschungsverbund in einer einzigartigen historischen Situation: Nach der Wende brauchten die aus der ehemaligen Akademie der Wissenschaften der DDR hervorgegangenen acht neu gegründeten Institute eine effiziente Verwaltung. Dafür gibt es, als gemeinsame Trägergesellschaft, seit 1992 den Forschungsverbund. Geschäftsführerin: Dr. Manuela B. Urban Forschungsverbund Berlin e.v. Rudower Chaussee 17 Tel. (030)

3 5 Laser mit Leistung Kommunikation, Energie, Gesundheit, Mobilität: Innovationen in diesen Bereichen basieren vor allem auf immer kleineren und immer leistungsfähigeren elektronischen und optischen Bauteilen. Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) erforscht solche Module und Systeme auf der Basis von Verbindungshalbleitern. Dabei entwickelt das FBH leistungsstarke und hochbrillante Diodenlaser, UV-Leuchtdioden und hybride Lasersysteme vom sichtbaren bis zum ultravioletten Spektralbereich. Die Anwendungsgebiete sind enorm vielfältig: von der Medizintechnik über Präzisionsmesstechnik und Sensorik bis hin zur optischen Satellitenkommunika tion. In der Mikrowellentechnik realisiert das FBH hocheffiziente, multifunktionale Verstärker und Schaltungen zum Beispiel für energieeffiziente Mobilfunksysteme und für Komponenten, die die Fahrsicherheit von Autos erhöhen. Eine enge Zusammenarbeit des FBH mit der Industrie sorgt dafür, dass die Forschungsergebnisse zur praktischen Anwendung kommen. Für besonders erfolgreiche Ausgründungen stehen dabei eagleyard Photonics und JENOPTIK Diode Lab. Digitaler Leistungsverstärker mit 4-stufigem Galliumnitrid-Chip für die mobile Kommunikation der Zukunft mit hoher Effizienz und höchster Flexibilität. Fotos: FBH/P. Immerz/schurian.com Beschäftigte: 284 Etat (in Mio. EUR): 26,24 Prof. Dr. Günther Tränkle Ferdinand-Braun-Institut Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik Gustav-Kirchhoff-Str. 4 Tel. (030)

4 7 Suche nach Wirkstoffen Schon immer haben die Menschen nach Substanzen gesucht, die dabei helfen, Krankheiten zu bekämpfen und Leiden zu lindern. Im Mittelpunkt der Grundlagenforschung am Leibniz- Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) stehen Proteine, die wichtigsten Bausteine des Körpers. Die Wissenschaftler erforschen deren Aufbau, ihre Funktion und schließlich die Möglichkeiten, sie zu beeinflussen. Ziel ist es, Wirkstoffe zu finden, die an Proteine binden und deren Funktionen ändern können. Sie kommen dann als Werkzeuge für die Forschung sowie als Bausätze für neue Arzneimittel in Frage. Biologen und Chemiker arbeiten gemeinsam in über zwanzig Forschergruppen an den Kernthemen des Instituts: Molekulare Physiologie und Zellbiologie, Strukturbiologie und Chemische Biologie. Modernste Technologieplattformen unterstützen sie dabei: ein NMR- Zentrum, eine offene Screeningplattform und ein massenspektrometrisches Labor bieten einzigartige Arbeitsbedingungen. Bindungstasche in einem Hormonrezeptor ein Schlüssel für neue Therapien? Der Hormonrezeptor fängt mit seiner Bindungstasche das schilddrüsenstimulierende Hormon (TSH) ein. Dieses regt die Schilddrüse zum Ausschütten von Botenstoffen an. Die Bindungstasche eine FMP-Forschergruppe fand sie könnte daher ein neuer Therapieansatz für Schilddrüsenerkrankungen sein. Abb./Foto: G. Krause, FMP Beschäftigte: 288 Etat (in Mio. EUR): 25,74 Prof. Dr. Volker Haucke Prof. Dr. Dorothea Fiedler Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie Robert-Rössle-Str Berlin Tel. (030)

5 9 Für die Zukunft unserer Gewässer Ausreichend sauberes Wasser und intakte Gewässer sind unverzichtbar für das Wohl des Menschen und die Erhaltung einer einzigartigen Fauna und Flora. Flüsse, Seen, Auen und Moore gehören zu den am stärksten durch den Menschen geprägten Lebensräumen. Klimaänderung und rapider Landschaftswandel erhöhen zusätzlich den Druck auf die Gewässer. Nur ein nachhaltiges Management kann aquatische Ökosysteme langfristig schützen. Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) ist das größte deutsche Zentrum für ökosystemare Forschung an Binnengewässern und verbindet Grundlagen- mit Vorsorgeforschung. Das IGB untersucht die Struktur und Funktion der Ökosysteme unter naturnahen Bedingungen und bei verschiedensten Stressfaktoren. Forschungsschwerpunkte sind unter anderem die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten unter sich rasch ändernden Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen und die Biodiversität aquatischer Lebensräume. Gewässerforschung unter welchen Bedingungen vermehren sich Cyanobakterien? Cyanobakterien (früher bekannt als Blaualgen) sind Bakterien und betreiben wie Pflanzen Photosynthese. Ihnen verdanken wir, dass es Sauerstoff in der Atmosphäre gibt. Bei hohen Temperaturen können sie sich in nährstoffreichen Seen massenhaft vermehren. Einige Arten produzieren dann Gifte, die in hoher Konzentration dem Menschen schaden (Anabaena crassa, 200fach vergrößert). Forscher des IGB untersuchen, welche Bedingungen das Wachstum der unterschiedlichen Stämme begünstigen. Fotos: IGB Beschäftigte: 417 Etat (in Mio. EUR): 19,17 Prof. Dr. Klement Tockner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Müggelseedamm Berlin Tel. (030)

6 11 Kristallgitter in Perfektion Kristalle sind die Grundlage für moderne Technologien. Mit ihrer hohen strukturellen Perfektion und ihrer zielgerichtet eingestellten Zusammensetzung finden sie Verwendung in der Mikro-, Opto- und Leistungselektronik, der Photovoltaik, in Optik und Lasertechnik, in der Sensorik und Akustoelektronik sowie für Grundlagenuntersuchungen. Am Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) werden experimentell und theoretisch die wissenschaftlich-technischen Grundlagen des Wachstums und der Züchtung von kristallinen Festkörpern erforscht. Zur Herstellung von Kristallen, dünnen kristallinen Schichten und Nanostrukturen werden Züchtungsmethoden aus der Schmelze, der Gasphase und der Lösung angewendet. Neben Forschungsaufgaben erfüllt das Institut gleichzeitig eine überregionale Servicefunktion, indem es Kristalle und Technologien für Projektpartner und Kunden in Forschungseinrichtungen und der Wirtschaft bereitstellt. Kristallzüchtung Millimeterarbeit bei hohen Temperaturen Bei Temperaturen bis ca C wachsen Oxidkristalle wenige Millimeter in der Stunde, ihre Züchtung dauert je nach Größe mehrere Tage. Der Edelmetalltiegel mit der Schmelze wird dabei mit Hochfrequenztechnik geheizt. Aus solchen Kristallen werden u. a. Laser oder Sensorbauelemente hergestellt. Fotos: IKZ Beschäftigte: 118 Etat (in Mio. EUR): 12,98 Prof. Dr. Günther Tränkle (kommissarisch) Leibniz-Institut für Kristallzüchtung Max-Born-Str. 2 Tel. (030)

7 13 Forschung für den Artenschutz Krankheiten und Veränderungen des natürlichen Lebensraumes bedrohen viele Wildtiere in ihrem Bestand. Biologen und Veterinärmediziner am Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) untersuchen Säugetiere und Vögel in ihren Wechselbeziehungen mit Mensch und Umwelt. Hauptziel ist die Erforschung der Anpassungsleistungen und -grenzen größerer Wildtiere und ihrer Rolle in natur- und kulturnahen Ökosystemen. Die gewonnenen Erkenntnisse sind Voraussetzung für einen wissenschaftlich begründeten Artenschutz und für Konzepte der ökologischen Nachhaltigkeit bei der Nutzung natürlicher Ressourcen. Die Forscher arbeiten vor Ort im IZW und im Rahmen von Kooperationsprojekten in Europa, Asien, Afrika sowie Nord-, Mittel- und Südamerika. Sie leisten anwendungsorientierte und interdisziplinäre Grundlagenforschung in den Bereichen Evolutionsökologie, Evolutionsgenetik, Wildtierkrankheiten, Reproduktionsbiologie und Reproduktionsmanagement bei Zoo- und Wildtieren. Das IZW ist auf vielfältige Weise mit Universitäten und außeruniversitären Einrichtungen auf nationaler und internationaler Ebene vernetzt. Genanalysen entsteht eine neue Elefantenart? Forscher des IZW haben in einer Studie Anhaltspunkte dafür gefunden, dass sich der Asiatische Elefant in zwei Arten (Spezies) entwickeln könnte. Nach der Untersuchung des Erbgutes von 78 thailändischen Elefanten (Elephas maximus) habe sich eine Auseinanderentwicklung des Genpools gezeigt. Das Bild zeigt Elefantenspermien. Fotos: Dagmar Viertel (l.), Goerss Beschäftigte: 221 Etat (in Mio. EUR): 11,98 Prof. Dr. Heribert Hofer DPhil Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung Alfred-Kowalke-Str Berlin Tel. (030)

8 15 Atome in Bewegung Das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeit spektroskopie (MBI) betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik und Kurzzeitdynamik bei der Wechselwirkung von Materie mit Laserlicht und verfolgt daraus re sultierende Anwendungen. Mit Lasern und laserbasierten Kurzpuls- Lichtquellen werden Experimente im Femtosekundenzeitbereich (1 Femtosekunde = 1 Millionstel einer Milliardstel Sekunde) und bei extrem hohen Lichtintensitäten (10 20 Watt pro Quadratzentimeter) durchgeführt. Das Forschungsprogramm konzentriert sich auf optisch induzierte nichtlineare Phänomene sowie die Beobachtung und die Kontrolle ultraschneller Dynamik. Solche Untersuchungen geben direkten Einblick in mikroskopische Prozesse und Strukturen, welche die physikalischen Eigenschaften von Atomen, Molekülen, Plasmen, Festkörpern und Oberflächen bestimmen. Aktuelle Beispiele sind die Beobachtung ultraschneller Strukturänderungen in Kristallen mit Röntgenimpulsen und die Beschleunigung von Protonen und Ionen in extrem hohen Laserfeldern. Mit ultrakurzen Röntgenimpulsen werden Beugungsbilder von Pulverproben aufgenommen (links), die aus kleinen Kristalliten bestehen. Das Ringmuster ist typisch für das jeweilige Material und erlaubt die Bestimmung der momentanen Atompositionen. Das rechte Bild zeigt eine Anordnung zur Beschleunigung von Teilchen mit ultrastarken Laserimpulsen. Abb.: MBI; Ralf Günther (r.) Beschäftigte: 249 Etat (in Mio. EUR): 20,22 Direktoren: Prof. Dr. Thomas Elsässer Prof. Dr. Marc Vrakking Prof. Dr. Stefan Eisebitt Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie Max-Born-Str. 2A Tel. (030)

9 17 Halbleiter nach Maß Elektronik-Bausteine sie werden immer kleiner und ermöglichen immer leistungsfähigere und energiesparendere Computerchips. Der Schwerpunkt der Forschung des Paul-Drude- Instituts für Festkörperelektronik (PDI) in Berlin-Mitte liegt auf Untersuchungen nanostrukturierter III-V Halbleiter und sogenannter hybrider Schichtsysteme aus Ferromagneten und Halbleitern. Die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Strukturen werden auf atomarer Skala bereits durch die Wachstumsprozesse kontrolliert und eingestellt. Das Maßschneidern von Materialien auf der Nanoskala führt zu neuen Eigenschaften und Funktionalitäten, z.b. zum Erzeugen, Schalten, Speichern und Übertragen von elektrischen und optischen Signalen. Mit seinen festkörperphysikalischen Methoden will das PDI neue Funktionalitäten entwickeln, die zum Tragen kommen können, wenn die Bauelemente in der Elektronik bei fortschreitender Miniaturisierung an die Grenzen der klassischen Physik stoßen. Halbleiter neue Erkenntnisse über elektronische Eigenschaften von Atomen Mit Hilfe des Rastertunnelmikroskops können die PDI-Forscher einzelne Indiumatome auf einer Indium arsenidoberfläche linear anordnen. Foto: PDI, Stefan Fölsch Beschäftigte: 115 Etat (in Mio. EUR): 12,01 Prof. Dr. Henning Riechert Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.v. Hausvogteiplatz Berlin Tel. (030)

10 19 Modelle für alle Fälle K omplexe Probleme in Wirtschaft, Wissenschaft und Technik lassen sich häufig mathematisch modellieren. Die Modelle sind nicht beschränkt auf eine einzelne Anwendung, sondern sie sind oft vielfältig einsetzbar. Zudem lassen sich viele Probleme mit Hilfe mathematischer Methoden schneller und billiger lösen als ausschließlich mit aufwändigen realen Experimenten. Das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) leistet projektorientierte Forschung in der Angewandten Mathematik. Am Anfang jeden Problems stehen dabei die interdisziplinäre Modellierung und die Untersuchung eines mathematisch-theo retischen Modells. Numerische Simulationen führen schließlich zu Lösungsansätzen für die reale Anwendung. Forschungsschwerpunkte sind mathematische Untersuchungen zu Nano-, und Optoelektronik, Optimierung und Steuerung technischer Prozesse, Phasenübergängen und multifunktionalen Materialien, Stochastik in Natur- und Wirtschaftswissenschaften, Strömungs- und Transportproblemen in Kontinuen sowie numerische Methoden in der Analysis und Stochastik. Beschäftigte: 159 Etat (in Mio. EUR): 12,95 Prof. Dr. Michael Hintermüller Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.v. Mohrenstraße 39 Magnetresonanztomographie Mathematikmodelle demonstrieren das Denken Faserstränge in der sogenannten Weißen Substanz des Gehirns: Ein bildgebendes Verfahren in der Medizin ist die Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie. Sie ermittelt die Bewegungen von Wassermolekülen auf allerkleinstem Raum und schließt daraus auf Strukturen. Mathematiker helfen bei der Auswertung der Daten und erzeugen daraus Modelle. Abb./Foto: WIAS Berlin Tel. (030)

11 Die Institute des Forschungsverbundes Berlin e.v. Berlin FMP Robert-Rössle-Str Berlin PDI Hausvogteiplatz Berlin IZW Alfred-Kowalke-Str Berlin WIAS Mohrenstr Berlin MBI Max-Born-Str. 2A IKZ Max-Born-Str. 2 FBH Gustav-Kirchhoff-Str. 4 IGB Müggelseedamm Berlin und auf