Integriert interdisziplinär – so forscht die RWTH

Die RWTH Aachen stellt sich den gesellschaftlichen Herausforderungen von heute, morgen und übermorgen. Für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein idealer Ort.

Simulation ist eines der Zukunftsthemen: Die Graduiertenschule AICES wurde im Rahmen der Exzellenzinitiative eingerichtet.
Simulation ist eines der Zukunftsthemen: Die Graduiertenschule AICES wurde im Rahmen der Exzellenzinitiative eingerichtet. © Peter Winandy/RWTH Aachen

Mit einer Vision im Kopf und einer Schutzbrille vor den Augen hat sich Dr. Tobias Beck im Labor des Instituts für Anorganische Chemie der RWTH Aachen University auf die Suche begeben. Auf die Suche nach einem voll­kommen neuen Material, das der Chemiker aus Biomolekülen und Nano­partikeln, also aus weichen und harten Komponenten oder, wie er es beschreibt, aus Stoffen aus zwei Welten, designen wollte. Einem neuen Material, das beispiels­weise in der Medizin­technik dazu dienen könnte, Gift­stoffe (Toxine) aus dem menschlichen Blut zu entfernen, die die klassische Dialyse nicht entfernen kann. Drei Jahre später hat Beck eine Methode entwickelt, um solche neuartigen Nano­materialien tatsächlich herzustellen, indem er Nano­partikel in Protein­container einpackt und daraus Materialien konstruiert, die sogar zwei verschiedene Nano­partikel enthalten können. Ein mehr als bemerkens­werter Erfolg, der dazu führte, dass Beck im Januar ins Junge Kolleg der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissen­schaften und der Künste aufgenommen wurde.

„An der RWTH habe ich ein exzellentes Umfeld für meine Forschung“, erklärt der junge Wissenschaftler. Denn seine Forschung ist nicht nur inter­disziplinär, sondern auch institutionen­über­greifend unter Einbindung des Universitäts­klinikums, des benachbarten Leibniz-Instituts für Inter­aktive Materialien DWI und des Forschungs­zentrums Jülich, einer Helmholtz-Einrichtung, angelegt. „Die RWTH ist wirklich der perfekte Ort für mich“, sagt er.

Logo RWTH Aachen

Becks Arbeit mit Nanomaterialien ist sinnbildlich für die fächerübergreifende visionäre Forschung der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen. Die RWTH versteht sich als integrierte inter­disziplinäre technische Universität, sie ist die größte technische Universität im Land, bundes­weit mit Spitzen­werten bei den eingeworbenen Drittmitteln. Es gibt mehr als 45000 Studierende, davon 9650 internationale aus 125 Ländern, 550 Professorinnen und Professoren an neun Fakultäten mit insgesamt 260 Instituten, sechs Sonderforschungsbereiche und Transregios, zehn weitere Beteiligungen an solchen SFB und Transregios, 36 Graduiertenprogramme, davon neun Graduiertenkollegs der Deutschen Forschungsgemeinschaft und natürlich die bisherigen Erfolge in der Exzellenzinitiative: zwei Exzellenzcluster („Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse“ und „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“), die Graduiertenschule für computergestützte Natur- und Ingenieur­wissen­schaften (AICES) und ein ausgezeichnetes Zukunfts­konzept mit der unmiss­verständlichen Betonung der eigenen Ansprüche: „RWTH 2020: Meeting Global Challenges“. Bis zum Jahr 2020 will die Hochschule gemessen an wissen­schaftlichem Output, an der Qualität ihrer Absolventinnen und Absolventen sowie an Dritt­mitteln die beste deutsche technische Universität und eine der fünf besten Europas sein.

Experise wird in Profilbereichen gebündelt

Die großen Forschungsfragen, die gesellschaftlichen Herausforderungen von heute, morgen und übermorgen wurden an der RWTH in sogenannte Profil­bereiche zusammen­gefasst: Computational Science & Engineering, Energy, Chemical & Process Engineering, Information & Communication Technology, Materials Science & Engineering, Medical Science & Technology, Molecular Science & Engineering, Mobility & Transport Engineering und Production Engineering. Die Profil­bereiche bündeln die wissen­schaftliche Expertise der Hochschule. „Erkenntnis­getriebene Grund­lagen­forschung, systematisch inter­disziplinäre Zugänge, hohe Kompetenz in den Ingenieur-, Natur- und Lebens­wissen­schaften sowie Integration der sich dynamisch entwickelnden Gesellschafts­wissen­schaften prägen das Forschungsprofil der RWTH Aachen. Grundlage wissenschaftlicher Exzellenz an der RWTH ist die Verbindung von disziplinärer Kompetenz und der Befähigung zum interdisziplinären Forschen. Hierdurch sind wir befähigt, aktuelle technische und gesellschaftliche Veränderungen maßgeblich mitzugestalten“, erklärt der Prorektor für Forschung, Prof. Rudolf Mathar.

Wechselspiel der Wissenschaften

„Unsere Stärke liegt im Wechselspiel zwischen den Technikwissenschaften und den Natur-, Lebens-, Geistesund Sozial­wissenschaften“, erklärt Rektor Prof. Ernst Schmachtenberg. Das habe bislang in den Exzellenzinitiativen zum Erfolg geführt. Das soll auch nun zum Erfolg führen, denn die RWTH wurde aufgefordert, fünf Voll­anträge (vier eigene und einen im Verbund) einzureichen.

In einem ist auch Dr. Julia Kowalski involviert. Kowalski, Absolventin der Universität Augsburg, Promotion an der ETH Zürich, hat kürzlich ihre Habilitation in Geofluid­dynamik an der Fakultät für Georessourcen und Material­technik abgeschlossen. Sie ist unter anderem Co-Antragstellerin der Enceladus Explorer Initiative En- Ex des Raumfahrt­managements des Deutschen Zentrums für Luft- und Raum­fahrt DLR und will mit der Raumfahrt­agentur zukünftig nach außer­irdischem Leben auf dem Saturnmond Enceladus suchen. Und wie Beck wurde die 39-Jährige in das Junge Kolleg der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissen­schaften und der Künste aufgenommen.

Dr. Tobias Beck, Jahrgang 1981, ist Leiter einer unabhängigen Nachwuchs­gruppe am Institut für Anorganische Chemie. Er promovierte als Stipendiat der Studien­stiftung an der Universität Göttingen, forschte anschließend mit einem Marie-Curie-Stipendium der Europäischen Kommission zum Thema Proteindesign an der ETH und wechselte 2014 für seine Habilitation an die RWTH. „Es war eine sehr bewusste Entscheidung, nach Aachen zu gehen“, sagt er – an eine besonders forschungs­starke Hoch­schule. Dr. Julia Kowalski, Nachwuchs­gruppen­leiterin an der Graduierten­schule AICES, entwickelt mit ihrem Team Simulations­modelle zu Fragen wie: Wie gerät eine Schnee­decke ins Rutschen, welche Gefahr geht von einer Lawine aus? Ist die Bahn­linie weiter unten am Berg gefährdet? Und darüber hinaus: Wie laufen Schmelz­prozesse im Eis – auf der Erde und auf anderen Himmel­skörpern – ab? Können Geo­prozesse dieser Art berechnet werden und damit die Folgen des Klima­wandels unter­sucht oder Welt­raummissionen besser geplant werden? Ihre Arbeit beginnt meist am leeren White­board, das nach und nach mit Formeln gefüllt wird. Sie sagt: „Die mathe­matische Modellierung, also die Abstraktion der Realität in Gleichungen, ist die Voraus­setzung, um eine Frage­stellung der effizienten Bearbeitung durch einen Computer überhaupt erst zugänglich zu machen.“ Darauf aufbauend werden Computer­modelle entwickelt. Entscheidend ist, wie prädiktiv am Ende simuliert werden kann. Sprich: Wie gut ist die computer­gestützte Prognose? „Simulieren können wir viel, gut sind wir aber nur, wenn wir Daten aus Labor- und Feld­versuchen reproduzieren können“, sagt sie.

Die Liste der eindrucksvollen Forschungs­resultate der RWTH Aachen ist lang, reicht von grund­legenden Erkenntnissen etwa in der Katalyse bis zu gebauten Elektro­autos, die bundesweit die Post ausliefern. Und dies soll auch in Zukunft nicht anders sein. „Die RWTH verpflichtet sich dem Ziel, grundlegende und verantwortungsvolle Forschung zu den großen Fragen unserer Zeit zu leisten und hierbei die Qualität und die inter­nationale Sichtbarkeit der Forschung weiter zu steigern“, betont Prorektor Mathar. Und Rektor Schmachtenberg sagt: „Ich bin mir sicher, dass die Hochschule mit exzellenten Forschern, hervorragenden Studierenden, großartigen Lehrenden und tollen Mitarbeitern bestens aufgestellt ist.“

Interview mit Prorektor Prof. Rudolf Mathar

Was ist charakteristisch an der Forschung an der RWTH Aachen?
Alleinstellungsmerkmale sind die nachgewiesene Kooperationsfähigkeit zwischen den Ingenieur-, Natur- und Lebenswissenschaften sowie die ausgeprägte Fähigkeit zur Verbindung unterschiedlicher Wissenschaftskulturen. Dies ist die Voraussetzung für die Erforschung komplexer Systeme und führt zu deren ganzheitlichem Verständnis.

Was zeichnet Ihrer Meinung nach zukünftige Forschung aus?
Bahnbrechende Forschung erfordert den Einsatz digitaler Werkzeuge. Wie an den Profilbereichen und den aktuell beantragten Exzellenzclustern erkennbar, werden diese Werkzeuge aktiv entwickelt. Zugleich sind wir durch unsere interdisziplinäre Forschungskompetenz in der Lage, digitale Werkzeuge und Modelle fachübergreifend einzusetzen, um grundlegende Wirkzusammenhänge aus großen Datenmengen abzuleiten. Dem Forschungs­thema Information, Computing und Data Science kommt als Querschnittsthema eine besondere Bedeutung zu, da es durch die Entwicklung innovativer datenbasierter Methoden für viele Fachdisziplinen universelle Modelle und Verfahren bereitstellt.

© RWTH Aachen

Wie schafft die RWTH die dazu notwendigen Rahmenbedingungen?
Die RWTH wird in ihrem Zukunftskonzept eine strukturelle Weiter­entwicklung der Profil­bereiche vornehmen, die insgesamt der Vernetzung der erkenntnis­getriebenen Grundlagenforschung mit der anwendungs­orientierten Forschung sowie der Stärkung der Kooperation mit außeruniversitären Institutionen dient. Ein strategisches Ziel ist die zukünftige Zusammen­führung themen­verwandter Strukturen zu schlag­kräftigen Centern in Zusammen­arbeit mit dem Forschungs­zentrum Jülich, mit dem in der Jülich Aachen Research Alliance JARA kooperiert wird. Die RWTH wird darüber hinaus zum Auf- und Ausbau einer inter­disziplinären Forschungskultur ihre Kooperationen mit außer­universitären Partnern intensivieren.

Kontakt

RWTH Aachen University
Templergraben 55
52062 Aachen
Tel. (0241) 80 1
www.rwth-aachen.de

Dieser Artikel ist in „Wie wird geforscht in Nordrhein-Westfalen“, eine Sonderveröffentlichung, am 24.5.18 in DIE ZEIT erschienen.

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