Forschung wirkt: Christian Doppler Labore für den Fortschritt

Von innovativen Krebstherapien bis zum öffentlich zugänglichen Quantencomputer: Die gesamte Gesellschaft profitiert von wissenschaftlichen Forschungsergebnissen. Die Labore werden teils durch die öffentliche Hand, teils durch die beteiligten Firmen finanziert. Derzeit gibt es sechs CD-Labore, zwei wurden vor Kurzem erfolgreich beendet.

Quantencomputer für die Öffentlichkeit

Der neueste Zugang unter den Christian Doppler Laboren ist das Labor für Optische Quantencomputer. Seit 4. September 2020 leitet Philip Walther, Physiker der Universität Wien, die Forschungseinrichtung. Wissenschafter*innen der Universität Wien entwickeln hier gemeinsam mit dem Internet-Riesen Tencent Mobility neue Technologien für Quantencomputer. Damit der wissenschaftliche Fortschritt möglichst breit genutzt werden kann, arbeitet das Labor an einem Online-Zugang für diesen speziellen Rechner. Das ist besonders interessant für Unternehmen und auch Forscher*innen, die für ihre komplexen Rechnungen einen Quantencomputer brauchen. Irgendwann könnte es möglich sein, diese Berechnungen beispielsweise in Apps zu integrieren.

Mehr Sicherheit bei Produktionssystemen

Wie können Industrieanlagen vor Hackern geschützt werden? Dieser Frage geht das Forschungsteam von Informatiker Edgar Weippl im Christian Doppler Labor für Verbesserung von Sicherheit und Qualität in Produktionssystemen nach. Gemeinsam mit den Industriepartnern Stiwa und SMS Group modernisieren Forscher*innen der Universität Wien laufend Produktionssysteme. Zwei weitere österreichische Partner (Euvic und Copdata) sind seit Jänner 2021 mit dabei. Vor allem die komplette Automatisierung von Industrieprozessen macht es schwierig, einen möglichen Hackerangriff schnell zu lokalisieren und abzuwehren. Das CD-Labor setzt deshalb auf Prävention: Ziel ist es, potentielle Sicherheitslücken in der IT-gesteuerten Produktion noch vor Inbetriebnahme zu finden und diese zu eliminieren.

Schneller Krebs heilen mit Drug Design

Gerade einmal vier Proteine im menschlichen Körper, die mutieren können, sind für mehr als 50 Prozent der Krebserkrankungen verantwortlich. Das Christian Doppler Labor für Entropieorientiertes Drug Design unter der Leitung von Nuno Maulide (Vorstand Institut für Organische Chemie Universität Wien) will dieses Problem lösen. Die Wissenschafter*innen der Universität Wien forschen gemeinsam mit dem Pharmakonzern Boehringer Ingelheim zum Thema entropieorientiertes Wirkstoffdesign. Indem man bewegliche Moleküle im Medikament zum Erstarren bringt, können sie besser an das schadhafte Zielprotein gebunden werden, weil sie sich nicht mehr verschieben können. Das erhöht die Wirksamkeit der Medikamente. Mit dieser Technologie können beispielsweise Krebszellen schneller zum Absterben gebracht werden.

Süßungsmittel, die wirklich schmecken

Lebensmittel mit Zucker füllen mittlerweile ganze Regale in Supermärkten. Dieser Umstand kann zu Übergewicht und Diabetes führen – Süßungsmittel können hier eine Alternative bieten. Im Christian Doppler Labor für Geschmacksforschung untersucht Barbara Lieder (Senior Scientist für Physiologische Chemie, Universität Wien) die geschmacklichen Profile von Süßstoffen. Die künstlich erzeugte Süße unterscheidet sich aber in mehreren Punkten von der klassischen Zuckersüße. Gemeinsam mit Symrise AG wollen die Wissenschafter*innen mehr Daten dazu sammeln, wie Süßstoffe im Körper wirken und wie unsere Süßrezeptoren den Zuckerersatz wahrnehmen. So können Süßungsmittel gefundenwerden, die auch (gut) schmecken.

Moderne Lasertechnik für den Umweltschutz

Im Christian Doppler Labor für Mid-IR Spektroskopie und Halbleiter Optik dreht sich alles um Infrarotlicht. Unter der Leitung des Physikers Oliver Heckl von der Universität Wien und dem Industriepartner Thorlabs (ehem. Crystalline Mirror Solutions GmbH, das Startup ging aus der Fakultät für Physik an der Universität Wien hervor.) arbeitet das Forschungsteam an einem neuartigen Infrarot-Spektrometer, der überall einsetzbar sein soll. Die mobile Lasertechnik kann beispielsweise Treibhausgase oder Luftverschmutzung direkt vor Ort messen. Weil die innovativen Laser unabhängig von den Umwelteinflüssen funktionieren, können genauere Messdaten erzielt werden.

Wirkungseffizienz bei Medikamenten erhöhen

Die Forschung im Christian Doppler Labor für Wissensbasierte Strukturbiologie und Biotechnologie ist breit gefächert. Unter der Leitung von Robert Konrat und Kristina Djinović -Carugo vom Department für Strukturbiologie liegt der Forschungsschwerpunkt auf Proteinstrukturen. Im Feld Strukturbiologie wollen die Forscher*innen neue Einblicke in Proteine als potentielle Ziele von Medikamenten gewinnen. Ein anderes Anwendungsgebiet ist die Analyse von Wirkungsmechanismen von Antikörpern auf der molekularen Ebene: Auch hier kann die Wirksamkeit von Medikamenten gegen schwere Infektionskrankheiten erhöht werden. Die Forschung findet aber in der Futtermittelherstellung Anwendung. Das niederösterreichische Unternehmen Biomin produziert gemeinsam mit den Forscher*innen der Universität Wien Futterzusätze, die Mykotoxine unschädlich machen.

Zwei Christian Doppler Labore wurden vor Kurzem erfolgreich abgeschlossen:

Den perfekten Transportweg finden

Wie transportiert man Industrieware am ökologisch effizientesten von A nach B? Wie kann man Leerfahrten vermeiden und somit Geld und Zeit sparen? Das sind nur zwei Fragestellungen, die Wissenschafter*innen im Christian Doppler Labor für effiziente intermodale Transportsteuerung behandelten. Ziel war es, mit der Programmierung von Logistik-Systemen die Unternehmen mit effizienten, fertig berechneten Lösungsvorschlägen zu unterstützen. Die Forscher*innen untersuchten Wege zu einem neuen, ökologisch sinnvollen Mobilitätskonzept. Das Projekt unter der Leitung von Karl Dörner vom Institut für Betriebswirtschaftslehre an der Universität Wien lief von Februar 2013 bis Ende Jänner 2021.

Sicherheit im Auto durch innovative Magnetfeldmessung

Das Christian Doppler Labor Advanced Magnetic Sensing and Materials (AMSen) unter der Leitung von Dieter Süß hatte das Ziel, durch die Entwicklung neuer Sensorik mehr Sicherheit in die Automobilindustrie zu bringen. Das Team der Universität Wien konnte gemeinsam mit der Donau-Universität Krems und dem Industriepartner Infineon Technologies Austria AG eine neue Generation von Magnetfeldsensoren entwickeln. Diese werden eingesetzt, um Parameter wie beispielsweise Lenkradstellung und Drehmoment für ABS-Systeme zu messen. Ein besonderer Erfolg: Anders als die Vorgängertechnologien bringen die kreisrunden Layouts in Form einer Spin-Konfiguration ein genaueres Messergebnis. So ist die Software weniger fehleranfällig. Die Forschung des 2020 ausgelaufenen CD-Labors war 2019 für den hochkarätigen Houskapreis nominiert.