Создание научных сетевых структур

Инструменты

Заключение новых соглашений о сотрудничестве в области исследований помогает виртуальным институтам им. Гельмгольца подготавливать и проводить множество исследований, большинство из которых имеют важное стратегическое значение. Кроме того, Объединение им. Гельмгольца содействует всевозможными способами развитию высших школ, находящихся в немецком научном пространстве. При этом дополнительным инструментом поддержки является, в том числе, привлечение к сотрудничеству выдающихся международных партнерских учреждений.              

В основе виртуальных институтов им. Гельмгольца лежит опыт одного или нескольких центров им. Гельмгольца, дополненный опытом множества партнерских высших школ, что позволяет им являться ключевыми центрами в важнейших областях исследований, имеющими международное значение и авторитет. Новые партнеры из Германии и других стран могут участвовать в виртуальных институтах в качестве ассоциированных партнёров. 

Виртуальные институты им. Гельмгольца располагают собственной структурой управления и менеджмента и сами разрабатывают концепции профессионального обучения своих молодых научных кадров. Они получают финансирование в течение трех-пяти лет, максимально составляющее 600.000 Евро в год из Импульсно-сетевого фонда и могут использовать эти средства для преобразования в более крупные организации, такие как, например, альянсы Объединения им. Гельмгольца.    

В рамках пяти проведенных на сегодняшний момент этапов тендерного конкурса поддержка в размере почти 100 миллионов Евро была или будет оказана 99 виртуальным институтам, в которых участвуют 326 партнеров из 61 немецкой высшей школы. При этом около 56 миллионов Евро получили/получат именно высшие школы.   

Процесс подачи заявок

Шестой этап приема заявок на создание виртуальных институтов им. Гельмгольца стартовал 30 сентября 2011 г. Заявки на создание виртуальных институтов могут подаваться только центрами им. Гельмгольца в рамках тендерного конкурса управления делами Объединения им. Гельмгольца. Срок приема заявок закончился 20 января 2012 г. Виртуальные институты были созданы на конкурсной основе с учетом мнения независимых специалистов и по результатам презентаций заявок перед экспертной комиссией. Следующий этап приема заявок состоится в будущем году.

12 новых виртуальных институтов с июля 2011 года

In-Situ Nano-Imaging of Biological and Chemical Processes

Участники: DESY , KIT, Universität Göttingen, Universität Heidelberg, Universität Karlsruhe, Dresden (TU)
Контакт: Prof. Dr.Christian Schroer, DESY

Задачей данного виртуального института является развитие визуализационных методов, основанных на рентгеновском излучении, позволяющих заглянуть внутрь органических и неорганических проб, не разрушая их, используя разрешение вплоть до нанометрового диапазона. Рентгеновские микроскопы установок PETRA III, FLASH и позже европейского XFEL будут оборудованы для проведения исследований со специальными пробами с целью поиска ответов на важные вопросы биологии (мембрана, структура клеток, самоагрегация) и химии (катализ, реакции окисления-восстановления и осаждения). Данным виртуальным институтом, сотрудниками которого являются ученые из таких областей как рентгеновская микроскопия, биология и химия, руководит Германский электронный синхротрон DESY.

Understanding and overcoming resistance to apoptosis and therapy in leukemia

Участники: DKFZ, Universität Duisburg-Essen, Universität Würzburg, Universität Ulm, University of London, Technical University of Denmark, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Heidelberg (NCT)
Контакт: Prof. Dr. Peter Lichter und Prof. Dr. Daniel Mertens, DKFZ

Проблема сопротивляемости опухолевых клеток запрограммированной гибели клетки (апоптоз) и химической терапевтике при злокачественных раковых заболеваниях до сих пор не решена.    
Целью виртуального института, руководимого Немецким онкологическим научным центром (DKFZ), является понимание основополагающих и передающихся механизмов сопротивления опухолевых клеток, а также применение этих знаний на практике в клинических условиях. Ученые пытаются нейтрализовать сопротивляемость опухолевых клеток с помощью биологически активных веществ, изучить молекулярные механизмы действия этих веществ и протестировать их терапевтический потенциал на практике в клиниках. В качестве моделирующей системы будет использоваться хроническая лимфатическая лейкемия, наиболее часто встречающийся в западных странах вид лейкемии.          

Integrated Climate and Landscape Evolution Analyses

Участники: GFZ, Universität Greifswald, TU Cottbus, Polnische Akademie der Wissenschaften
Контакт: Prof. Dr. Achim Brauer, GFZ

Изучение изменения климата и ландшафта в области, находящейся между северо-восточной Германией и северной Польшей, является главной задачей данного виртуального института, руководимого Центром имени Гельмгольца Потсдам – Германским геологическим исследовательским центром GFZ. Путем систематизации различных данных ученые пытаются получить подробное представление об изменении ландшафта, и провести разделение этих изменений на обусловленные естественными процессами и вызванные влиянием человека. Для этих целей была разработана концепция интегрированного анализа различных масштабированных по времени данных и сведений. Целью данных исследований является создание платформы для анализа изменений климата и ландшафта, основывающегося на процессе, принципы которого в дальнейшем будут использоваться для лучшего оценивания подобных изменений и разработки системы эффективного реагирования на них. 

Nuclear Astrophysics Virtual Institute

Участники: GSI, FZJ, HZDR, Universität Frankfurt am Main, Universität Würzburg, Universität Gießen, Universität Bonn, Universität Darmstadt, Universität Basel, Michigan State University, Schwerionenbeschleunigeranlage (GANIL) im französischen Caen
Контакт: Prof. Dr. Karlheinz Langanke, GSI

Основными объектами исследования в ядерной астрофизике являются гидростатическое горение в звездах и синтез тяжелых элементов во вселенной в результате r-процесса. Разработкой данных тем занимаются специалисты в области ядерной физики, астрофизики и астрономии. На экспериментальных установках, принадлежащих партнерам, ученые данного института могут исследовать свойства ядер, участвующих в r-процессе.       

The Helmholtz Virtual Institute of Complex Molecular Systems in Environmental Health – HICE

Участники: HMGU, MDC, KIT, Universität Rostock, Universität München, University of Eastern Finland, University of Cardiff, University of Luxembourg
Контакт: HMGU, Prof. Dr. Ralf Zimmermann

Какой эффект на человеческое здоровье оказывают мельчайшие переносимые с воздухом пылевые частицы (аэрозоли), производимые транспортом, промышленными предприятиями и домашними хозяйствами? Ученые данного виртуального института пытаются ответить на этот вопрос, подвергая модели легких и животных воздействию таких антропогенных аэрозолей и анализируя их химические и физические свойства. В долгосрочной перспективе данные опыты позволят исследовать причины и механизмы заболеваний, обусловленных влиянием окружающей среды, и идентифицировать биомаркеры предрасположенности, угрозы и отрицательного воздействия на здоровье.          

Dynamic Pathways in Multidimensional LandscapesDynamic Pathways

Участники: Stanford, USA (SLAC), Max-Born-Institut, Max-Planck-Institut für Biophysik, FU Berlin, TU Berlin, Universität Duisburg-Essen, Universität Potsdam, Universität Hamburg, Universität Amsterdam
Контакт: Prof. Dr. Alexander Föhlisch, HZB

Исследователи данного виртуального института изучают принципы действия функциональных материалов, свойства которых определяются составом их элементов и их взаимодействием друг с другом и с иными структурами. При этом большое значение имеют такие свойства как спин, заряд и орбитальная заселенность. Полученную в результате этого функциональность можно использовать, чтобы влиять, в том числе, на такие процессы как получение и преобразование энергии или сохранение и передача данных. Рабочими инструментами виртуального института являются рентгеновские источники, основывающиеся на ускорителях и расположенные в обоих задействованных центрах им. Гельмгольца – HZB (Центр им. Гельмгольца в Берлине) и DESY (Германский электронный синхротрон), а также оборудование партнерских учреждений. Разработанная в данном виртуальном институте исследовательская база будет использоваться, в том числе, для обучения молодых специалистов работе с Европейским лазером на свободных электронах (European XFEL), а также служить основой для дальнейших открытий ученых, работающих с данными источниками будущего.       

Functional nanomaterials for multimodality cancer imaging (Nano Tracking)

Участники: HZDR , Universität Münster, Universität Heidelberg, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, OncoRay Dresden, Monash University Melbourne, University College Dublin
Контакт: Dr. Holger Stephan, HZDR

Виртуальный институт «Нано-трекинг» под руководством Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) занимается разработкой на заказ новых наноматериалов для применения в области диагностики опухолей. В сотрудничестве с партнерами ученые исследуют особые виды взаимодействия наноматериалов и их распределение in vitro и in vivo. Полезные функции наноматериалов могут использоваться в области неинвазивной визуализации, т.к. они в качестве транспортировочного средства могут попасть в любую точку организма.          

Memory Effects in Resistive Ion-beam Modified Oxides (MEMRIOX)

Участники: HZDR, FZJ, TU Aachen, TU Freiberg, Universität Dresden, Universität Jena, ETH Zürich, University of California
Контакт: Dr. Sibylle Gemming, HZDR

Виртуальный институт «Memriox» представляет собой совместную исследовательскую инициативу по изучению модифицированных с помощью ионно-лучевой обработки мемристивных материалов на базе оксидов. Ученые под руководством Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) здесь исследуют наношкальные структуры, электрическое сопротивление которых можно регулировать с помощью электрического тока и которые в результате возникающего «мемристивного» эффекта могут использоваться как переключатели или электронезависимые запоминающие устройства. Данная технология имеет большое значения для развития чипов, как запоминающей среды и логических элементов, с использованием ключевых концепций «More-Moore» и «More-Than-Moore».         

Multifunctional Biomaterials for Medicine

Участники: HZG, HZB, FU Berlin, Universität Freiburg
Контакт: Prof. Dr. Andreas Lendlein, HZG

Мультифункциональные биоматериалы могут использоваться как составная часть медицинского лечения. Взаимодействие протеинов с биоматериалами обуславливает их функциональность, однако данное явление по-прежнему остается не до конца изученным и подконтрольным. В данном виртуальном институте проводятся исследования воздействия адсорбции протеинов на биофизические свойства полимерных биоматериалов и их биологическое взаимодействие друг с другом. В качестве примера здесь выступает функциональный желатин для регенерации тканей. Целью данного исследовательского проекта является разработка принципиального спектра методов для изучения взаимодействия биоматериалов с протеинами, а также лучшее понимание роли протеиновой адсорбции.          

Viral Strategies of Immune Evasion VISTRIE

Участники: HZI, Universität Hannover (MedH), Universität Düsseldorf, University of Rjeka
Контакт: Luka Cicin-Sain, HZI

Ученые из виртуального института «VISTRIE» исследуют новые важные принципы функционирования иммунной системы. Под руководством Центра им. Гельмгольца по исследованию инфекционных заболеваний (HZI) сотрудники института пытаются открыть новые иммуномодуляционные механизмы вирусов, которые могут пролить свет на функции иммунной системы организма-хозяина. При этом инструментом исследований для ученых являются вирусы герпеса (цитомегаловирус). Лучшее понимание функционирования иммунной системы откроет новые перспективы для профилактики и лечения инфекционных заболеваний.          

New X-ray analytic methods in material science (VI-NXMM)

Участники: KIT, HZG, TU München und Eidgenössische Materialprüfungsanstalt EMPA 
Контакт: Prof. Dr. Jürg Leuthold

Темой исследований данного виртуального института, руководимого Технологическим институтом Карлсруэ  (KIT), является разработка новых методов рентгеновского анализа для изучения материалов. Ученые здесь работают над созданием новых визуализационных рентгеновских систем микро- и субмикродиапазона для трубок рентгеновского и синхротронного излучения, которые помогут внести большой вклад в совершенствование материалов.

Helmholtz Virtual Institute Gasification Technology (HVIGasTech)

Участники: KIT, FZJ, DLR, TH Aachen, TU Clausthal, Paul Scherrer Institut, Energy research Center of Netherlands
Контакт: Prof. Dr.-Ing. Thomas Kolb

Данный виртуальный институт занимается моделированием процесса газификации твердых / жидких видов горючего в газогенераторах с газификацией в потоке. При проведении данных экспериментов используются результаты исследований Технологического института Карлсруэ (KIT) и его партнеров в области термохимического преобразования топлива под высоким давлением. Целью виртуального института является разработка средств имитационного моделирования, основанных на знании, для расчета параметров и габаритов технических газогенераторов с газификацией в потоке для широкого диапазона исходного сырья и продуктов (химические продукты, химические носители энергии, ток и тепло). Генерирование газа с газификаций в потоке под высоким давлением является важнейшей технологией эффективного преобразования энергии.