Weltweit werden pro Jahr 273 Milliarden Liter Tee konsumiert, Tendenz steigend. Ein deutsch-chinesisches Team mit Jülicher Beteiligung hat das Erbgut von mehr als 200 Sorten Tee analysiert. Dabei hat es herausgefunden, welche Genvarianten für die Produktion derjenigen Inhaltsstoffe verantwortlich sind, die als Gesundmacher gelten. Vergleichend untersucht hatte es sowohl alte und wilde als auch gezüchtete Teepflanzen aus 16 Provinzen Chinas. Mit dem neuen Wissen lassen sich künftig gezielt besonders gesunde Sorten züchten.
– Institut für Bio- und GeowissenschafteN –
Platin gilt als sehr guter Katalysator für die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser an der Kathode von Brennstoffzellen. Doch mit der Zeit lösen sich die Platinpartikel auf. Ein internationales Team mit Jülicher Beteiligung hat herausgefunden, wie sich bei diesem unerwünschten Prozess die Atome an der Platinoberfläche bewegen, anordnen oder sogar von ihr ablösen. Dieses Wissen kann helfen, die Stabilität des Katalysators zu erhöhen und so etwa den Wasserstoffantrieb von Fahrzeugen zu verbessern: beispielsweise durch den Einsatz von speziellen Zusatzstoffen, die die Atombewegungen unterdrücken.
– Institut für Bio- und Geowissenschaften –
Das Skelett von Zellen ist ständig in Bewegung: Laufend bauen sich Elemente des Zellgerüsts ab oder auf oder organisieren sich neu. Jülicher Forschende haben Modelle und Techniken entwickelt, um diese dynamischen Prozesse am Computer zu simulieren. Dadurch wollen sie besser verstehen, was in der Zelle abläuft. Die Erkenntnisse sollen helfen, sogenannte aktive Materialien zu entwickeln. Das sind Werkstoffe, die ihre Eigenschaften selbstständig an sich verändernde Umweltbedingungen anpassen.
– Institut für Biologische Informationsprozesse/Institute for Advanced Simulation –
Die zwei Videosimulationen der Jülicher Forscher zeigen, wie scheinbar chaotisch und doch geordnet sich Proteinfäden bewegen können, die das Zytoskelett von Zellen bilden.
Magnetische Nanopartikel sind für Datenspeicher, Batterien und Anwendungen in der Medizin interessant. Doch sie verhalten sich anders als bisher angenommen: Unter dem Einfluss eines Magnetfeldes wächst der Kern eines Partikels, in dem die magnetischen Momente geordnet vorliegen. Dagegen wird der Oberflächenbereich, in dem magnetische Momente ungeordnet sind, dünner. Diese Erkenntnisse sind für die gezielte Nutzung der Nanopartikel wichtig. Ein internationales Team, darunter auch Jülicher Forschende, hatte dazu spezielle Experimente mit Neutronenstreuung durchgeführt.
– Jülich Centre for Neutron Science –
Handelsübliche Lithium-Ionen-Akkus, etwa in Smartphones und Elektroautos, besitzen eine Anode aus Graphit. Theoretisch sollten Exemplare mit Silizium-Anoden um ein Vielfaches mehr Energie speichern können, doch in der Praxis machen sie nach kurzer Zeit schlapp. Jülicher Forschende haben nun eine Ursache dafür herausgefunden: Die zwei Schichten, die sich auf der Silizium-Anode bilden, sind nicht einheitlich. Dadurch entstehen beim Laden Risse und Defekte in der Anode. Diese Schichten sind nach Ansicht der Forscher ein erfolgversprechender Ansatzpunkt, um der raschen Batteriealterung entgegenzuwirken.
– Institut für Energie- und Klimaforschung –
Für die Entwicklung eines Alzheimer-Wirkstoffkandidaten haben Prof. Dieter Willbold und seine Teams in Jülich und Düsseldorf einen der drei „Innovationspreise der BioRegionen in Deutschland“ 2020 erhalten. Der patentierte Wirkstoffkandidat RD2 verfolgt einen neuen, sogenannten anti-prionischen Ansatz: Er zerlegt die Amyloidbeta-Oligomere, die eine entscheidende Rolle bei dem Krankheitsprozess spielen, und verhindert deren Neubildung. RD2 hat die erste von drei Phasen mit klinischen Studien, die für die Zulassung als Medikament notwendig sind, mittlerweile abgeschlossen.
– Institut für Biologische Informationsprozesse –
stellt die Europäische Kommission für die letzte Phase des Human Brain Projects (HBP) zur Verfügung. Im HBP erkunden Forschende aus 131 europäischen Institutionen die Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Die Erkenntnisse fließen zunehmend in Medizin, Technologien und Computing ein. Dazu beitragen soll der Ausbau der digitalen Forschungsplattform EBRAINS, die auch nach Ablauf des Projekts Ressourcen wie aktuelle Daten, Analysen und Hirnsimulationen bereitstellt (siehe Beitrag „Dem Gehirn auf der Spur“).
– Institut für Neurowissenschaften und Medizin –
Die nordamerikanische Staudenpflanze Sida hermaphrodita hat großes Potenzial als Lieferant für Biomasse: Sie wächst auch auf schlechten Böden und entwickelt bis zu einem Drittel mehr Biomasse als Mais. Für ihren Einsatz als Heizmaterial wären Pellets die ökologisch sinnvollste Form, wie Jülicher Forschende festgestellt haben. Sie haben außerdem herausgefunden, dass der Anbau von zwei Pflanzen pro Quadratmeter am wirtschaftlichsten wäre. Im Pilotprojekt BioökonomieREVIER ist geplant, die Pflanze testweise anzubauen und herauszufinden, ob sich die Biomasse beispielsweise auch für Isoliermaterial oder als Rohstofflieferant für Basischemikalien nutzen lässt.
– Institut für Bio- und Geowissenschaften –
Bilder: Forschungszentrum Jülich/Sascha Kreklau, Dick, Häberle/TU München, Gerard A. Vliegenthart at al.; Filamentous active matter: Band formation, bending, buckling, and defects; Science Advances 22 Jul 2020: Vol. 6, no. 30, eaaw9975, DOI: 10.1126/sciadv.aaw9975 (CC-BY 4.0), Carmen Hauser/Shutterstock.com, DONOT6_STUDIO/Shutterstock.com, Bjoern Wylezich/Shutterstock.com
