Neue europäische Spitzenförderung für Forschende der Universität Bayreuth

Prof. Dr. Johannes Buchen, Juniorprofessur für Geomaterialien, erforscht mit seinem durch einen ERC Starting Grant geförderten Projekt wasserhaltige Phasen im unteren Erdmantel. Wasser ist nicht nur die Grundlage des Lebens auf der Erde, es ist auch ein zentraler Akteur in den geologischen Prozessen, die die Erde gestalten: Seit Milliarden von Jahren steht die Erdoberfläche durch Vulkanismus und Plattentektonik in ständigem Austausch mit dem Erdinneren. Dabei hat sich ein tiefer Wasserkreislauf entwickelt, der möglicherweise bis in den unteren Erdmantel reicht. Diese bislang wenig erforschte Zone könnte entscheidend zur Stabilität von Ozeanen und der Atmosphäre beigetragen haben und damit zum Fortbestand lebensfreundlicher Bedingungen auf der Erde. Ziel von HYDROSPHEAR ist es herauszufinden, ob und wie Wasser in den Gesteinen des unteren Erdmantels gespeichert werden kann. Obwohl dieser Bereich fast die Hälfte der Erdmasse ausmacht, ist bislang unklar, ob dort überhaupt nennenswerte Mengen von Wasser vorhanden sind. Diese Wissenslücke will Buchen schließen, indem die Stabilität und Eigenschaften bestimmter wasserhaltiger Kristalle in Experimenten bei den extremen Bedingungen des unteren Erdmantels im Labor erforscht und mit geophysikalischen Daten verglichen werden. So kann abgeschätzt werden, wie viel und wo genau Wasser im unteren Erdmantel gespeichert sein könnte. Das Projekt startet Anfang 2026 und wird für fünf Jahre mit 1,5 Mio. Euro gefördert.

Während der weltweite Bedarf an Technologiemetallen insbesondere durch die Nachfrage nach erneuerbaren Energien, E-Mobilität und Digitalisierung stark ansteigt, werden gleichzeitig die Umweltauswirkungen der Metallproduktion und -verarbeitung immer relevanter. SEMPATHY begegnet dieser Herausforderung durch die Entwicklung eines revolutionären Modellierungsrahmens, der erstmals eine systemische Sicht auf globale Metallkreisläufe ermöglicht und die Metalle selbst als Legierungselemente, Verunreinigungen oder in Abfallströmen verfolgen kann. Im Ergebnis sollen digitale und interaktive Metallpfad-Karten entstehen, die den Weg der Technologiemetalle vom Bergbau bis zum Recycling unter Berücksichtigung von Ertragsraten, elementarer Zusammensetzung und unbeabsichtigter Kontamination darstellen. Das Projekt soll im Januar 2026 starten und wird bis einschließlich 2030 mit 1,5 Mio. Euro gefördert.

Zudem erhält Prof. Dr. Christopher Künneth einen ERC Starting Grant für sein Projekt „Generative polymer informatics“ (genPI). Mit seiner Forschung will Künneth mithilfe von generativer Künstlicher Intelligenz neuartige Polymerstrukturen mit präzise zugeschnittenen Eigenschaften erzeugen und so die traditionellen ressourcenintensiven und manuellen Entdeckungsprozesse von neuen Polymeren im Labor beschleunigen. Dieser bahnbrechende Ansatz verspricht, völlig neue Klassen von Polymeren zu erschließen und geht dabei direkt auf zentrale globale Herausforderungen wie ökologische Nachhaltigkeit, erweiterte Funktionalität und innovative Synthesemethoden ein. Die erfolgreiche Umsetzung des Projekts könnte die Polymerproduktion von der nachhaltigen Fertigung bis zum Gesundheitswesen revolutionieren und fördert die Zusammenarbeit und Innovation zwischen Wissenschaft und Industrie. Das Projekt wird ab 2026 für fünf Jahre mit 1,5 Mio. Euro gefördert.

Hierfür will Plajer Kunststoffe mit besonderer Architektur herstellen, die sich die sogenannte metallophile Wechselwirkung zunutze macht – schwache, aber hochgerichtete Anziehungskräfte zwischen Metallatomen, die es ermöglichen, Metallionen wie Perlen auf einer Kette zu stabilisieren und elektrisch zu koppeln. Durch diese Anordnung entsteht ein einzigartiger elektronischer Aufbau, bei der die Metallkette als leitfähiger Pfad fungiert, während eine gewundene Polymerhülle optische Eigenschaften präzise steuert. So können Materialien erzeugt werden, die nicht nur besonders gut leuchten, sondern auch zirkular polarisiertes Licht aussenden – ideal für den Einsatz in energieeffizienten Displays. Das Projekt kombiniert dabei Methoden der Polymerchemie mit Koordinationschemie und testet neben Gold auch häufiger vorkommende Metalle wie Kupfer oder Eisen für einen nachhaltigen Ansatz.

ERC Synergy Grant-Träger an der Universität Bayreuth

Bislang mangelt es an Wissen über die Elemente, aus denen Exoplaneten bestehen, den Aufbau ihrer Atmosphären sowie die Kräfte und Prozesse, die ihren inneren Aufbau bestimmen (sogenannte geodynamische Prozesse). Das am BGI koordinierte internationale Forschungsprojekt GEOASTRONOMY will diese Wissenslücke schließen, insbesondere im Zusammenhang mit der Frage, wie erdähnliche Planeten entstehen und sich entwickeln. Die Forscher untersuchen drei Kategorien von Planeten: Sub-Neptune (Exoplaneten, die kleiner als Neptun sind), Super-Erden (Exoplaneten, die größer als die Erde sind) und Exoplaneten mit ultrakurzen Umlaufzeiten, die möglicherweise Magmaozeane und ionisierte Atmosphären haben.

Das interdisziplinäre Forschungsteam verbindet Prinzipien der Geowissenschaften mit denen der Astrophysik. Forscher am BGI der Universität Bayreuth berechnen plausible Gesamtzusammensetzungen der Exoplaneten und ihre thermochemische Entwicklung, die in geodynamische Modelle einfließen. Die Ergebnisse werden anschließend von Forschern der Experimentellen Petrologie (CNRS) und der Astrophysik (LMU) weiterverwertet. Der ERC fördert das Projekt über einen Zeitraum von sechs Jahren mit über zehn Millionen Euro, die zu etwa gleichen Teilen auf die drei Forschungsstandorte aufgeteilt werden.