Dritte Runde für Sonderforschungsbereiche unter Beteiligung der TU

Unter den 28 SFB, deren Einrichtung oder Weiterführung die DFG jetzt beschlossen hat, sind neben den drei Darmstädter Verbünden auch zwei Verbünde der Goethe-Universität Frankfurt. Die hessische Wissenschaftsministerin Angela Dorn stellte heraus, dass der Erfolg der Rhein-Main-Universitäten beim Einwerben der Förderung besonders der Profilbildung zu verdanken sei. „Das Förderformat SFB ist wegen der hohen Fördersummen sehr begehrt. Eine Hochschule bekommt diese Förderung nur auf der Basis kontinuierlicher, strategischer Schwerpunktbildung, die das Land auch durch das bundesweit einzigartige Forschungsförderprogramm LOEWE unterstützt. Ich freue mich, dass der Mut der Universitäten zur konsequenten Stärkung ihrer Stärken und damit ihrer Profile so belohnt wurde.“

Dem Sonderforschungsbereich 1119 „CROSSING“ der TU Darmstadt stellt die DFG von 2022 bis 2026 weitere zehn Millionen Euro zur Erforschung und Entwicklung von langfristig vertrauenswürdigen Sicherheitslösungen auf der Grundlage von Kryptografie bereit, die leistungsfähigen Quantencomputern standhalten können. In den ersten beiden Förderphasen gelang es den Forschenden neue, gegen Quantenangriffe sichere Verschlüsselungs- und Signaturverfahren zu entwickeln und kryptografische Protokolle besonders hinsichtlich der Effizienzanforderungen zu verbessern.

Ebenso wurde der intelligente Krypto-Assistent „CogniCrypt“ vorgestellt, der Anwendungsentwicklerinnen und -entwickler aktiv bei der Auswahl und Einbindung von kryptografischen Komponenten unterstützt. Die nun bewilligte dritte Förderphase will CROSSING dazu nutzen, die Vollendung der kryptografischen Lösungen, Techniken und Methoden zu erreichen. Der Sonderforschungsbereich wird zudem durch den neuen Projektbereich „Transfer“ ergänzt, in dem die Ergebnisse von CROSSING mit Industriepartnern in die Praxis gebracht werden sollen.

Insgesamt werden 13 wissenschaftliche Teilprojekte bearbeitet, außerdem wird das integrierte Graduiertenkolleg (IRTG), das Doktorandinnen und Doktoranden in ihrer Karriereentwicklung unterstützt, weitergeführt. CROSSING ist interdisziplinär angelegt: Mehr als 65 Forschende aus den Gebieten Kryptografie, Systemsicherheit, Quantenphysik, Informationstheorie, Zahlentheorie, Hochleistungsrechnen und Softwaretechnik arbeiten zusammen. Der Sonderforschungsbereich ist im TU-Profilthema „Cybersecurity & Privacy“ angesiedelt und wird am Fachbereich Informatik der TU Darmstadt von Sprecher Prof. Marc Fischlin koordiniert. Die TU Darmstadt kooperiert in CROSSING mit der Universität Duisburg-Essen, der Universität Paderborn, der Universität Regensburg sowie dem Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie (SIT) in Darmstadt. Der im Jahr 2014 eingerichtete Sonderforschungsbereich CROSSING erreicht mit der Zusage für die dritte Förderperiode die maximale Förderdauer von zwölf Jahren.

Ebenfalls für eine dritte Laufzeit verlängert wurden zwei SFB-Transregio (SFB-TRR)-Verbünde, an denen die TU Darmstadt beteiligt ist.

Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie

Forschende aus den Bereichen Chemie, Physik, angewandte Mathematik, Maschinenbau und Informatik der Universität Mainz, des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und der TU Darmstadt arbeiten seit 2014 gemeinsam im SFB-TRR 146 an der Entwicklung neuer Methoden für Multiskalensimulationen von weicher Materie. Zu den physikalischen Systemen, die den Bereich der weichen Materie umfassen, gehören unter anderem Flüssigkeiten, Kolloide, Polymere, Schäume, Gele und verschiedene biologische Materialien, deren Eigenschaften selten auf einer Längen- und einer Zeitskala allein verstanden werden können.

In den ersten beiden Förderperioden haben Forschende der Rhein-Main-Universitäten Darmstadt und Mainz neue „coarse-graining“-Methoden entwickelt, darunter Simulationsansätze mit gemischter Auflösung, Methoden zur Überbrückung der Teilchen-Kontinuum-Lücke und Ansätze zur Modellierung von materialspezifischen Gedächtniseffekten in Teilchen-Reibungen und dynamischen Observablen, die die transienten Fließeigenschaften weicher Materie auf mesoskopischen Zeit- und Längenskalen bestimmen. Diese Entwicklungen haben nun in der dritten Förderperiode neue Wege für die Untersuchung komplexer Nichtgleichgewichtsflüssigkeiten und biochemischer Systeme eröffnet.

Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken

Der Sonderforschungsbereich-Transregio 154 Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken hat zum Ziel, Antworten auf die Herausforderungen einer effizienten Gasversorgung mit mathematischen Methoden zu geben. Dies umfasst zum Beispiel die effiziente Berechnung von optimalen Betriebsstrategien sowie die Lösung mehrstufiger Modelle für Gasmärkte. Um dies zu erreichen, sind neue Erkenntnisse in den Gebieten der mathematischen Modellierung, numerischen Analysis und Simulation sowie der ganzzahligen, kontinuierlichen und stochastischen Optimierung notwendig.

Die mathematischen Forschungsfragen sind auf weitere Felder anwendbar. Schwerpunkte der dritten Phase sind insbesondere die Berücksichtigung von Wasserstoff als Energieträger sowie eine weitere Intensivierung der Kopplung von Modellen und Methoden über mathematische Disziplinen hinweg. Der TRR 154 wird von der FAU Erlangen-Nürnberg koordiniert. Neben der TU Darmstadt sind die HU Berlin, die TU Berlin und das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin (WIAS) beteiligt.

KM