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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-11-01 - 2025-10-31

Die Auswirkungen von Hitze auf Pflanzen sind untrennbar mit dem Wasserverbrauch der Pflanzen verbunden. Hitzewellen haben sich mehr als verdreifacht, erwärmen sich um 2,3 K und gehen meist mit Trockenheit einher. Bei Hitze agieren die Spaltöffnungen an der Grenze zwischen Kühlung und kritischem Wasserverlust. Sobald sie sich schließen, hört die Kühlung auf, die Überhitzung der Blätter steigert die Transpiration und der Wasserverlust über die Kutikula wird entscheidend. Leider steigt die Permeabilität der Kutikula mit der Hitze exponentiell an. Es ist wenig bekannt über die strukturelle Basis der Veränderungen, ob die erhöhte kutikuläre Transpiration reversibel ist und ob eine Akklimatisierung möglich ist. Auch die Toleranz gegenüber verschiedenen Hitzedosen und die Wirkung auf die kutikuläre Transpiration ist weitgehend unbekannt. Um diese Wissenslücken zu schließen, werden Pflanzen in gemäßigten alpinen vs. tropischen Habitaten verglichen, die unterschiedlichen Hitzedosen (Intensität x Dauer) ausgesetzt sind. Dabei werden die folgenden Fragen behandelt: Was sind die habitatspezifischen Hitzedosen, Blatt-zu-Luft-Temperaturdifferenzen und Dampfdruckdefizite? Beeinflusst die Hitzedosis das Hitzeüberleben? Welche Hitzedosis, Dampfdruckdefizite und welches Pflanzenwasserpotential schließen die Spaltöffnungen? Wie reagiert die kutikuläre Transpiration auf verschiedene Hitzedosen und Dampfdruckdefizite? Sind hitze-induzierte Veränderungen der kutikulären Transpiration reversibel? Verändert die Hitzeeinwirkung die Kutikula-Struktur? Erklärt übermäßiger Wasserverlust Hitzeschäden? Das Projekt erforscht daher die Reversibilität und das Akklimatisierungspotential von Hitzeschäden der kutikulären Transpiration mit verschiedenen Ansätzen. Um Einblicke in die Kutikula von Pflanzen aus kalten vs. heißen Habitaten zu erhalten, werden RAMAN-Mikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt. Vom Labor zum Feld und von Molekülen zu Individuen reichend, verspricht die Studie umfassend neue Erkenntnisse zum Hitzeüberleben von Pflanzen. Die Ergebnisse werden wichtig sein, um das zukünftige Hitzerisiko für Pflanzen in einer global wärmeren Welt abzuschätzen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-08-01 - 2022-07-31

Quantenpunkte (QD) sind Hochleistungsmaterialien für Anwendungen mit optischer Umwandlung, wie z. B. farberzeugende Schichten in Displays. Die nächste Generation der Displays und anderen optoelektronischen Geräten die Formulierung von Quantenpunkten mit hohem Volumenanteil in organischen Flüssigkeiten, die zB auf LEDs in LCD- und mikro-LED-Displays gedruckt werden können. Solche Quantenpunkt-Tinten sind noch nicht auf dem Markt und stellen für Perowskit QDs (PQD) eine besondere Herausforderung dar, da sie instabil sind, eine uneinheitliche Größe aufweisen und im Rohzustand nicht mit organischen Matrizen kompatibel sind. BrightComSol hat Pionierarbeit bei molekularen Oberflächenbeschichtungen und Produktionsmethoden zur Formulierung von PQDs in hochviskosen Polymerkunststoffsystemen mit hohen Volumenanteilen geleistet. Wir werden auf dieser Technologie aufzubauen, um eine Oberflächenbeschichtung und eine Synthesemethode zu entwickeln, die es ermöglicht, PQDs in typischen Tintenformulierungen zu dispergieren. Durch eine Kombination aus Größenänderung der PQDs in Gegenwart solcher Liganden und Optimierung der Liganden werden wir Formulierungen von PQDs realisieren, die für den Druck langfristig kolloidal stabil sind. Unsere neuen Liganden und Formulierungen werden dichte Schalen um die kleinen PQDs erzeugen. Ein Teil der Schale stabilisiert die PQD-Oberfläche und Kristallstruktur, der andere Teil sorgt für die Kompatibilität mit der Flüssigkeit der Tinte. Wir werden die Dispersionen charakterisieren, von den Eigenschaften der as-synthetisierten PQDs über die kolloidale Stabilität bis hin zu den optischen Eigenschaften der Tintendispersionen. Unsere akademischen Partner an der BOKU werden uns bei der Auswahl und Synthese neuartiger Liganden unterstützen, die die Stabilität der PQDs und PQD-Dispersionen aufgrund ihrer molekularen Architektur und physikochemischen Eigenschaften optimieren.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-09-01 - 2022-06-30

Seit dem durch das neuartige Coronavirus (SARS-CoV-2) verursachten COVID-19-Ausbruch besteht die unmittelbare Notwendigkeit, seine Ausbreitung zu kontrollieren, insbesondere durch die Entwicklung einer wirksamen Impfung. Anders als bei den meisten untersuchten Impfstoffentwicklungen schlagen wir die Herstellung von S-Layer-coronavirus-Spike-Protein-Fusionsproteinen zur Verwendung als immunogene Zusammensetzung für eine intranasale und orale Applikation vor. Die wissenschaftlichen Grundlagen für derartige Proteinmaterialien wurden vor Jahrzehnten in unserer Abteilung entwickelt und intensiv erforscht - jedoch nicht mit der COVID-bezogenen Proteinfunktionalisierung. Unser Ziel in dieser strategischen Partnerschaft mit AVALON Globalcare ist es, eine Immunisierungsstrategie zu entwickeln, die nicht unbedingt zu einem vollständigen Schutz gegen COVID-19-Infektionen führt, aber zumindest vorübergehend eine Immunisierung erreicht, oder zumindes bestärkt wird. Das immunologische Know-how des Partners AVALON GloboCare, USA, und der BOKU werden im Projekt vereinigt und diese neue Strategie beforscht. In dieser Zusammenarbeit wollen wir eine ausreichende Immunisierung (Immunstimulation) induzieren, um die Entwicklung eines schweren COVID-19 Krankheitsverlaufes zu verhindern, das häufig von organschädigenden Prozessen begleitet wird. Der endgültige Impfstoff wird an der BOKU auf Laborebene untersucht. Der industrielle und kommerzielle Anteil des Projektes liegt in der Hand von AVALON GloboCare. Wir gehen davon aus, dass die Entwicklung eines Schleimhautimpfstoffs (für die intranasale und orale Anwendung) an der BOKU weniger anspruchsvoll sein wird als die Herstellung von Impfstoffen für die intramuskuläre oder subkutane Anwendung. Ein solcher Schleimhaut-durchdringender Impfstoff stellt mit vielen Aspekten einen für uns ausgesprochen interessanten, wissenschaftlichen Aspekt dar.

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