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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2024-06-01 - 2027-05-31

Das Projekt PoLaRecCE zielt darauf ab, innovative Werkzeuge und Ansätze zur Unterstützung von Landbewirtschaftungspraktiken zu entwickeln, um degradierte Böden besser an die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnisse der lokalen Gemeinschaft anzupassen. Sie steht im Einklang mit der Politik des Grünen Deals der EU und ist eine Antwort auf die Herausforderungen der Umweltzerstörung und des Klimawandels. In Mitteleuropa (CE) ist die nachhaltige Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Böden, die durch verschiedene menschliche Aktivitäten kontaminiert oder degradiert sind, eine administrative und soziale Herausforderung. In vielen Regionen Europas sind landwirtschaftliche Böden oder Grenzertragsböden mit verschiedenen Arten von Schadstoffen belastet. Darüber hinaus werden diese Böden immer noch für den Anbau von Lebens- und Futtermitteln genutzt, was zu einer unkontrollierten Aufnahme von Schadstoffen in die Nahrungskette führt. Dieses Projekt bietet eine Das Projekt entwickelt ein innovatives und kohärentes Bewirtschaftungsprogramm zur Wiederherstellung der landwirtschaftlichen Nutzbarkeit auf kontaminierten und marginalen Flächen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Verbreitung des Wissens und der praktischen Erfahrungen europäischer Organisationen aus verschiedenen Klimaregionen, um die neuesten Strategien für die schnelle Sanierung und Wiederherstellung degradierter Böden für die landwirtschaftliche Non-Food-Produktion umzusetzen. Ein solcher Ansatz bewahrt die grundlegenden Funktionen des Bodens und minimiert die Übertragung von Schadstoffen aus dem Boden in die Nahrungskette. Die Aufnahme der landwirtschaftlichen Non-Food-Produktion wird als alternative Einkommensquelle für Landwirte angesehen. Im Falle von Brachflächen, die von Kommunen verwaltet werden, wird im Rahmen dieses Projekts vorgeschlagen, sie in umweltfreundlichere Gebiete umzuwandeln. Ausgewählte Pilotgebiete (0,5-2 ha) in verschiedenen Regionen Mittel- und Osteuropas werden eingerichtet, um die innovativsten Methoden zur schnellen Detektion verschiedener Schadstoffe anzuwenden. Wenn der Boden saniert werden muss, werden die am besten geeigneten und kostengünstigsten Techniken gefördert, um nachhaltige Umweltmanagementpraktiken zu stärken und eine Non-Food-Landwirtschaft zu ermöglichen. Es ist auch geplant, eine wirtschaftliche Berechnung der vorgeschlagenen Lösungen durchzuführen, die sich auf die Bedürfnisse der lokalen Märkte konzentriert.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2022-07-01 - 2029-06-30

Die Molekularinformatik hat sich in den letzten Jahren von einer Nischendisziplin zu einer treibenden Kraft der Erforschung und Entwicklung funktioneller kleiner Moleküle wie Medikamente und Agrochemikalien entwickelt. Fortschrittliche Algorithmen sowie leistungsstarke Computerhardware eröffnen beispiellose Möglichkeiten für das gezielte Design sicherer und wirksamer kleiner Moleküle. Das volle Potenzial computergestützter Methoden in den Biowissenschaften ist jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Einer der Hauptgründe für diese Situation ist die Tatsache, dass die leistungsstärksten Technologien in der Molekularinformatik, insbesondere im maschinellen Lernen und in der Simulation, auf die Verfügbarkeit erheblicher Mengen qualitativ hochwertiger Daten für Entwicklung und Validierung angewiesen sind. Trotz kürzlich gestarteter Initiativen zur Förderung der gemeinsamen Forschung und des Lernens bleibt die überwiegende Mehrheit hochwertiger chemischer, biologischer und struktureller Daten hinter Unternehmens-Firewalls und unzugänglich für die Forschung durch Experten in der Wissenschaft. Diese Initiative für das Christian-Doppler-Labor für Molekularinformatik in den Biowissenschaften zielt darauf ab, die Grenzen des maschinellen Lernens und der Molekulardynamik-Simulationstechnologien für die Vorhersage der Bioaktivität kleiner Moleküle zu erweitern, indem sie drei akademische Experten-Forschungsgruppen der unterstützt mit Big Data zu den chemischen und biologischen Eigenschaften kleiner Moleküle und mit erheblichen Kapazitäten für experimentelle Tests und Methodenvalidierung. Die einzigartige Synergie, die durch dieses Konsortium generiert wird, ergibt sich aus zwei wichtigen Faktoren: Erstens haben die beiden Industriepartner dieses Konsortiums ein starkes Interesse an der Cheminformatik, aber ihre Geschäftsbereiche stehen nicht in Konkurrenz zueinander. Zweitens, und aus wissenschaftlicher Sicht sehr wichtig, konzentrieren sich diese Industriepartner auf unterschiedliche Bereiche der Chemie, was Wissenschaftlern eine einzigartige Gelegenheit eröffnet, die Kapazität und Anwendbarkeit von In-Silico-Methoden mit einzigartig vielfältigen, hochwertigen Daten zu verbessern.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2024-05-01 - 2031-04-30

The so-called green transition – which refers to a general concept that shall allow for turning the current non-sustainable into a climate-neutral scenario – is one of the most urgent challenges for today´s generation. In this context, the sustainable and resource-efficient use of materials makes a significant contribution to ecological change and to a modern, competitive economy. Material fatigue is the most common reason for failure of technical components, and therefore must be considered as one of the determining mechanisms for the period of use. The optimal component design enables economical use of materials – which considers the energy-efficiency of lightweight constructions – and durability (i.e. very long lifetime). The defect-tolerance approach is based on the assumption that structures do contain crack-like defects. Designing components for maximum service life according to this methodology therefore means that crack growth must be prevented. Applying this concept enables to correlate endurable stresses with the size and geometrical parameters of defects by the use of fracture-mechanics principles. Such defects may be material-inherent (e.g., pores, cavities, nonmetallic inclusions, material inhomogeneities) or production- and application-related (e.g., scratches, punch marks, surface roughness, corrosion pits) and cannot be completely avoided. A safe component design, therefore, ensures that cyclic stresses occurring at relevant locations do not exceed a critical value – which depends on the expected maximum defect size (and geometry). Furthermore, it must be considered that with progressing service life, failure mechanisms may change: fatigue cracks can initiate in the interior of a material rather than on the surface or environmentally degrading effects may become relevant (corrosion fatigue). The declared goal of the CD laboratory is to systematically investigate the high and very high cycle fatigue properties of steels as well as to identify the underlying fracture mechanisms and the relevant parameters for predicting the cyclic strength. Using innovative methods, such as the ultrasonic fatigue testing systems developed at the Institute of Physics and Materials Science (IPM-BOKU), will serve to obtain comprehensive material data within reasonable time and – highly relevant nowadays – with minimum input of energy. Based on fracture-mechanics principles, the obtained data will be evaluated with the aim to develop an appropriate fatigue-strength prediction method. In addition, artificial intelligence (machine learning) is applied to enable optimisation of properties under cyclic loading. The results will enable the company partner to develop competitively viable, resource- and cost-efficient steel belt systems and the project leader and his team at BOKU to further strengthen their expertise in defect-tolerance and very high cycle fatigue.

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