Tauche ein in die Welt der Proteine und ihrer Wechselwirkungen mit Luftschadstoffen! Die Post-Doktorandin Anna Backes erforscht, wie Luftschadstoffe wie Ozon und Stickoxide Proteine modifizieren können, die über die Atemluft in die Lunge gelangen oder sich dort bereits befinden. Diese chemischen Modifikationen können das Immunsystem triggern und stehen möglicherweise im Zusammenhang mit der Zunahme allergischer Erkrankungen.

Dazu setzt Anna Backes im Labor unterschiedliche Proteine verschiedenen Luftschadstoffen aus und untersucht diese anschließend auf Veränderungen. Die Ergebnisse kombiniert sie mit kinetischer Modellierung, um die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen und die wichtigsten Reaktionswege zu identifizieren. Ihr Ziel ist es, herauszufinden, ob diese Reaktionen beeinflusst oder sogar verhindert werden können.

Du erhältst einen Einblick in die komplexen Wechselwirkungen zwischen Luftschadstoffen und Proteinen, erfährst mehr über die Auswirkungen auf den menschlichen Körper und entdeckst, wie diese Forschung unser Verständnis von Umweltauswirkungen vertieft.

Die Untersuchung der Proteinmodifikation durch Luftschadstoffe trägt dazu bei, die Verbindung zwischen Umweltbelastung und Gesundheit besser zu verstehen. Die Forschung hilft dabei, das öffentliche Bewusstsein für die Risiken der Luftverschmutzung zu schärfen und Verhaltensänderungen herbeizuführen. Außerdem können durch das Verständnis der spezifischen Auswirkungen präventive Maßnahmen entwickelt und umgesetzt werden, um gesundheitliche Risiken zu minimieren und die Bevölkerung zu schützen.

Luftverschmutzung, Luftschadstoffe, Umweltauswirkungen, Proteinmodifikation, Gesundheitseffekte, Laborexperimente, kinetische Modellierung

Du bist an Annas Projekt interessiert? Dann fülle das unten stehende Formular aus und wir bringen dich mit ihr in Kontakt.

Fotos: Dom Jack für das Max-Planck-Institut für Chemie; Text: Laura Lelieveld-Fast und Anna Backes

Du bist was du isst. Diesen Satz hat vermutlich jeder von euch schonmal gehört. Doch so viel wir heute über Ernährung wissen, so wenig ist bisher bekannt über die Ernährungsgewohnheiten unserer Vorfahren, den frühen Hominiden, die vor ca. 3,6 Millionen Jahren den afrikanischen Kontinent bewohnt haben. Während wir, der Homo sapiens, heute die letzte lebende Art sind, koexistierten in vergangener Zeit viele verschiedene Arten der Gattung Homo zeitgleich. Ernährung war hier ein maßgeblicher Faktor für den Überlebenserfolg. 

Begebe dich auf eine Entdeckungsreise in die Vergangenheit! Sven Brömme, Doktorand am Max-Planck-Institut für Chemie (MPIC) in Mainz, erforscht gemeinsam mit einem internationalen Team die Ernährungsgewohnheiten der Frühmenschen. Das Forschungsprojekt konzentriert sich darauf, mit Hilfe einer innovativen Methode die Isotopenzusammensetzung von Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff in Zahnschmelz zu analysieren. Dies ermöglicht es nicht nur Informationen über die Ernährungsweise zu erlangen, sondern auch Erkenntnisse über die Klima- und Umweltbedingungen, unter denen die Frühmenschen lebten, zu gewinnen. Diese Informationen gewinnt Sven aus Zahnschmelz, dem härtesten Material unseres Körpers, der somit ideal geeignet ist, auch über lange geologische Zeiträume erhalten zu bleiben.

Ökosysteme sind überaus komplex. Deshalb führt es Sven für sein Projekt nach Mosambik in den Gorongosa Nationalpark, wo er mit seinem Team sowohl Zähne von Primaten und weiteren Tieren beprobt, als auch Pflanzenproben nimmt. Die Rekonstruktion von modernen Nahrungsnetzen liefert wichtige Informationen darüber wie den Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffverhältnissen der Nahrung in den Körper eingebaut werden. Durch seine Arbeit wird erstmalig der Zusammenhang dieser Isotopenverhältnisse im Zahnschmelz für ein Nahrungsnetz in einem afrikanischen Ökosystem erforscht. Dies liefert spannende Einblicke in die Ernährungsgewohnheiten unserer Vorfahren, denn hier ist jeweils nur ein kleines Teil des Puzzles überliefert.

Die Untersuchung von Stickstoffisotopen im Zahnschmelz ermöglicht nicht nur einen Blick darauf, wie die prähistorische Ernährung unserer frühen Vorfahren ausgesehen hat. Sie könnte auch Licht darauf werfen, ob die Frühmenschen Fleisch oder Pflanzen bevorzugten, insbesondere ob und wann es einen Wechsel in der Ernährung hin zu Fleisch gab, ob sie Fische oder Pilze konsumierten und wie die Nutzung des Feuers ihre Entwicklung beeinflusste.

Frühmenschliche Ernährung, Zahnschmelzanalyse, Aminosäuren, Ernährungsforschung, prähistorische Lebensweise, Forschungsreise, Evolutionäre Anthropologie

Du bist an Svens Projekt interessiert? Dann fülle das unten stehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Fotos: Tina Lüdecke und Carsten Costard für das Max-Planck-Institut für Chemie; Text: Laura Lelieveld-Fast und Sven Brömme

Begleite uns auf Entdeckungsreise in die Atmosphäre! Doktorand Philip Holzbeck erforscht, wie unsere Atmosphäre sich selbst reinigt. Auf vielen Flügen über dem Amazonas und dem Pazifik wird gemessen, wie sich bestimmte Spurengase, die hochreaktiven Hydroxylradikale, in unterschiedlichen Höhen und zu verschiedenen Tageszeiten verhalten. Diese Messungen helfen uns zu verstehen, wie unsere Atmosphäre funktioniert und wie sie sich in einem veränderten Klima verhält. Philip Holzbeck hilft uns durch seine Arbeit ein besseres Verständnis der Selbstreinigung der Atmosphäre und der Wolkenbildung zu erlangen. Tauche mit uns ein in die Welt der Atmosphärenforschung!

Erfahre mehr über Philips Arbeit und seine Begeisterung für die Atmosphärenforschung in diesem Kampagneninterview.

Du wirst einen Einblick in die aktuellen Missionen des deutschen Forschungsflugzeuges HALO erhalten, die aktuelle Forschung begleiten und darüber journalistisch berichten.

Die Untersuchung von Hydroxylradikalen, die als das „Waschmittel“ der Atmosphäre gelten, helfen uns besser zu verstehen, wie sich die Atmosphäre selbst reinigt und Aerosole entstehen. Die Ergebnisse beeinflussen, wie wir Umweltauswirkungen global verstehen und die Atmosphäre vor Schäden schützen können.

Atmosphärenforschung, Atmosphärenchemie/-physik, Feldforschung, Forschungsflugzeug HALO, Klimawandel, Klimaschutz

Du bist an Philips Projekt interessiert? Dann fülle das unten stehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Fotos: Philip Holzbeck, Thomas Sprünken (DLR), Carolina Nelson (MPIC); Text: Philip Holzbeck und Laura Lelieveld-Fast

Woher wissen wir eigentlich, dass unsere Emissionen schädlich für das Klima sind? Und welche Substanzen sind da problematisch? Simulationen und Modellberechnungen sind hier in aller Munde. Aber auf irgendwas müssen diese Modelle ja basieren und sollten ihre Vorhersagen irgendwann überprüft werden? Wie sieht denn unsere Atmosphäre wirklich aus?

Dazu gibt es u.a. Flugzeugkampagnen mit dem deutschen Forschungsflugzeug HALO, die die verschiedenen Schichten der Atmosphäre untersuchen. Schichten? Ja unsere Atmosphäre besteht aus Schichten: Die Tropopause bildet in der Atmosphäre die Grenzschicht zwischen der darunter liegenden Troposphäre und der darüber liegenden Stratosphäre. Die Höhe der Tropopause ist je nach Breitengrad und Jahreszeit unterschiedlich (8-18 km). Die Tropopause ist sehr sensitiv: kleine Änderungen können große Auswirkungen auf z.B. die Oberflächentemperatur der Erde haben (Klima relevant).

Doktorand Philipp Joppe konzentriert sich dabei auf die Aerosole (Größe, Anzahl, Zusammensetzung) in der Tropopausenregion in den mittleren Breiten. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf der chemischen Zusammensetzung von Aerosolpartikeln. Diese wird mit Hilfe eines Aerosolmassenspektrometers (das zerlegt/verdampft Aerosolpartikel und Philipp schaut was übrigbleibt, welche Komponenten nach der Verdampfung da sind) gemessen. Eine chemische Komponente dabei ist der Anteil von Sulfat (Schwefelverbindung). Sulfat ist der Hauptbestandteil von Aerosolpartikeln oberhalb der Tropopause und kann z.B. durch Vulkanausbrüche und damit verbundene starke Emissionen von Schwefelkomponenten beeinflusst werden. Philipps‘ Schwerpunkt liegt dabei auf kleinskaligen Prozessen, die Einfluss auf die Tropopausenregion nehmen können.

In diesem Projekt erwarten dich Einblicke in Kampagnenalltag und Laborarbeiten, sowie das Prinzip von Flugzeugkampagnen. Auch ermöglicht dir das Projekt einen Betrag zum Klimawandel, der von einem Experten erklärt wird.

Philipps Arbeit ist von entscheidender Bedeutung, da sie sich auf die Untersuchung von Aerosolen und ihrer chemischen Zusammensetzung in der Tropopausenregion konzentriert. Diese Region spielt eine kritische Rolle für das Klima, und Philipps Fokus auf kleinskalige Prozesse liefert wertvolle Einblicke darin, was die Atmosphärenzusammensetzung beeinflusst und somit Auswirkungen auf die Oberflächentemperatur der Erde haben kann.

Klimaforschung, Aerosole, Flugzeugmessungen

Du bist an Philipps Projekt interessiert? Dann fülle das unten stehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Fotos: Philipp Joppe, Text: Alex Gutmann, Philipp Joppe, Laura Lelieveld-Fast

Begebe dich mit uns auf eine Reise in die faszinierende Welt der Korallenriffe! Jonathan Jung, Geochemiker und Doktorand am Max-Planck-Institut für Chemie, erforscht verschiedene rezente und ausgestorbene Korallen. Sein Hauptaugenmerk liegt auf dem menschlichen Nährstoffeintrag in die Ozeane und den daraus resultierenden Folgen für die Korallen. Insbesondere sind die Korallen in der Karibik durch touristische Abwässer und Erwärmung gefährdet, was zu einem weitverbreitenden Absterben führt.

Jonathan zeigt dir, wie er auf Expeditionen Wasserproben nimmt und Bilder aufzeichnet, um die Zusammensetzung der Riffe zu verstehen. Seine Proben entnimmt er von Korallen bei Tauchgängen oder Wasserproben des offenen Ozeans vom Schiff aus. Manchmal findet er sogar fossile Korallenreste auf Wanderungen durch die Eifel oder das Bergische Land.

Jonathan Jungs Forschung beleuchtet, wie menschliche Einflüsse weltweit das Gleichgewicht der Korallenriffe stören. Durch das Verständnis dieser Prozesse können wir Maßnahmen zum Schutz der Korallen und ihrer sensiblen Ökosysteme entwickeln.

Geochemie, Steinkorallen, Nährstoffeintrag, Algenbildung, Expeditionen, Bergisches Land, Eifel, Umweltschutz

Du bist an Jonathans Projekt interessiert? Dann fülle das unten stehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Fotos: Jonathan Jung; Text: Laura Lelieveld-Fast und Jonathan Jung

In der Welt der Wissenschaft sind Modelle unverzichtbar, um komplexe Abläufe zu entschlüsseln und zukünftige Entwicklungen vorherzusagen. Doch die Genauigkeit eines Modells hängt von den Daten ab, die in seine Berechnungen einfließen. Wie kannst du diese Daten optimieren? Hier kommst du ins Spiel. Doktorand Matteo Krüger hat den „Labor-Kompass“ entwickelt, eine Software, die mathematische Methoden und maschinelles Lernen kombiniert, um Unsicherheiten in Modellen zu berechnen und die besten Experimente auszuwählen, um die Modelle zu perfektionieren.

Du wirst ein konkretes Beispiel erleben, wie künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen in der Praxis angewendet werden. Das Ganze wird dir direkt von einem Experten erklärt.

Du fragst dich vielleicht, warum du dich für solche Modelle interessieren solltest? Denk an die Wettervorhersage, die Regen ankündigt, oder dein Navigationsgerät, das deine Ankunftszeit berechnet. Das sind nur zwei Beispiele für den alltäglichen Einsatz solcher Modelle. Wir alle wollen, dass sie genauer und effizienter werden, und hier kannst du einen Beitrag dazu leisten.

Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen, Die Zukunft der Wissenschaft

Der Labor-Kompass wurde von Doktorand Matteo Krüger entwickelt. Du bist an Matteos Projekt interessiert? Dann fülle das untenstehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Grafik: Matteo Krüger, Foto: Matteo Krüger, Text: Matteo Krüger und Laura Lelieveld-Fast

Drohnen sind in aller Munde und werden für Filmproduktionen, in der Freizeit als auch für industrielle Zwecke verwendet. Aber wie sieht es eigentlich in der Forschung aus? Ist es sinnvoll Drohnen zu nutzen, um wissenschaftliche Erkenntnisse über die Zusammensetzung und Schichtung in der Atmosphäre zu erzielen?

Bodennahe Aerosole, Partikel in der Luft, und Spurengase sind für unsere Gesundheit relevant und beeinflussen somit auch unseren Alltag. Lasse Moormann untersucht wie diese bodennahen Aerosole und Gase in die Höhe transportiert werden und sich verteilen. In mehreren Kilometern Höhe werden solche Daten mit Radiosonden oder Flugzeugen untersucht, am Boden gibt es viele Messstationen, aber wie repräsentativ sind diese für die nächsten 10 m, 50 m oder 200 m? Lasse versucht mit seiner Arbeit nun diese Lücke zwischen Bodenmessungen bis zu 500 m über Grund zu schließen – und zwar mit Hilfe einer mit Messinstrumenten ausgestatteten Drohne.

Die Drohne trägt Sensoren für O₃, CO₂ und Messgeräte zur Analyse der Anzahl- und Größenverteilung von Partikeln. Ruß wird bestimmt um anthropogene Quellen zu identifizieren. Natürlich werden auch meteorologische Daten (Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Feuchte, Temperatur, Druck) gemessen. Die Messdrohne wird in Bodennähe und bis zu 500 m Höhe unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen eingesetzt. Für Lasse sind dabei besonders konvektive Bedingungen wie bei der Entstehung von Gewittern interessant.

Dich erwartet ein Einblick in die Entwicklung einer mobilen/fliegenden Messplattform, die Umweltdaten erfasst, um daraus Erkenntnisse zu ziehen. Auch erfährst du, was „alltägliche Schwierigkeiten“ rund ums Labors, sowie die Kampagnenplanung und -betrieb beinhalten.

Ihr erfahrt wie Umweltdaten in schwer zugänglichen Bereichen gemessen werden können. An einem sehr konkreten Beispiel erklärt euch der Experte wie die Entwicklung einer neuen Messplattform abläuft und diese Messplattform für die Atmosphärenforschung genutzt werden kann.

Technisch, Experimentell, Drohne

Du bist an Lasses Projekt interessiert? Dann fülle das untenstehende Formular aus und wir bringen dich mit ihm in Kontakt.

Foto Drohne: Ralf Weigel, Foto Kontaktinformation: Lasse Moormann, Text: Alex Gutmann, Lasse Moormann und Laura Lelieveld-Fast

Durchschnittlich verbringen Menschen in entwickelten Ländern etwa 90% ihrer Zeit in Innenräumen, sei es zu Hause, am Arbeitsplatz, in Einkaufszentren oder in öffentlichen Einrichtungen. Dabei hat die Innenraumluftqualität einen erheblichen Einfluss auf unsere körperliche Gesundheit, unsere geistige Leistungsfähigkeit und sogar unser emotionales Wohlbefinden.

Doktorandin Tatjana Müller fragt sich nun, was genau los ist mit der Raumluft, wenn dicke Luft herrscht. Dabei schaut sie vor allem ganz genau auf die Menschen selbst, die sich in diesen Innenräumen aufhalten. Sie untersucht die Luft um Probanden in kleinen Kammern und weiß: Das allgemein bekannte Kohlendioxid (CO2) ist nicht allein dafür verantwortlich, dass ein Raum stickig wird (schließlich ist CO2 geruchslos). Welcher Beitrag kommt nun von den Probanden (Emissionen)? Gibt es auch Stoffe, die von Probanden aus der Raumluft verbraucht werden? Welche Verteilung herrscht in der Kammer? Welche Folgereaktionen entstehen? Was ist anders im Sommer als im Winter?

Neben den Messungen selbst muss Tatjana immer wieder neue Techniken entwerfen, wie die Messgeräte bestimmte Emissionen messen können. Dafür werden Prototypen gebaut, die zum Beispiel nur den Atem oder bestimmte Körperregionen der Haut beproben können. Das ist manchmal gerade an unebenen und beweglichen Regionen wie der Achsel gar nicht so einfach.

Du berichtest über neue Erkenntnisse in einem Feld, dass uns wirklich alle direkt betrifft. Dabei stehst du selbst als potentielle Quelle für dicke Luft im Innenraum im Mittelpunkt. Dieses Projekt verbindet außerdem die Arbeit im Labor mit der Arbeit am Menschen.

Tatjanas Projekt ist von Bedeutung, da es den individuellen Einfluss des Menschen auf die Qualität der Innenraumluft präzise analysiert. Ihre Arbeit ermöglicht fortschrittliche Messungen und Techniken zur Optimierung der Raumluft, in der wir einen Großteil unseres Lebens verbringen und deren Qualität einen nachweisbaren Einfluss auf unsere körperliche und geistige Gesundheit ausübt.

Luft in Innenräumen, Laborexperimente, Menschliche Emissionen

Du bist an Tatjanas Projekt interessiert? Dann fülle das untenstehende Formular aus und wir bringen dich mit ihr in Kontakt.

Fotos: Tatjana Müller, Marouane Merizak, Benedict Arnoldi-Meadows; Text: Alex Gutmann und Laura Lelieveld-Fast