Das Internationale Joint Research Lab (IJRL) „Architecture Criticism and Heritage“ analysiert die Rolle der Architekturtheorie und -kritik im Umgang mit Baudenkmälern und deren politischen, professionellen und kulturellen Wertzuschreibungen mit einem besonderen Fokus auf Fragen sozialer, ökologischer und ökonomischer Nachhaltigkeit. Die komplexen globalen Herausforderungen des Klimawandels, der Ressourcenknappheit und der Urbanisierung können nicht allein durch neue Technologien bewältigt werden, sondern müssen politisch, sozial, kulturell und nicht zuletzt räumlich integriert werden. Baudenkmäler und historische Infrastrukturen bilden Bausteine auf dem Weg zu einer nachhaltigen gebauten Umwelt, die die Teilhabe und Lebensqualität der Menschen verbessert. „Architecture Criticism and Heritage“ erforscht gebaute Umwelten und befragt sie auf ihre Potenziale für eine nachhaltige Zukunft. Damit greift das IJRL akute Fragen auf, wie sie derzeit die EU-Initiative „New European Bauhaus“ mit ihrem Fokus auf bereichernde, nachhaltige und inklusive Räume versucht zu formulieren. Das Projekt baut auf bestehenden Forschungskooperationen zwischen dem Center for Critical Studies in Architecture (CCSA), dem Netzwerk Mapping Architecture Criticism der Université Rennes 2 und dem Politecnico di Milano und der Cultural Landscape Research Group an der Universidad Politécnica de Madrid auf. Das CCSA ist eine seit 2017 aktive Kooperation zwischen dem Fachbereich Architektur der Technischen Universität Darmstadt, dem Kunstgeschichtlichen Institut der Goethe-Universität Frankfurt am Main und dem Deutschen Architekturmuseum.

Prof. Dr. Christiane Salge, FG Architektur- und Kunstgeschichte
Dr. Lisa Beißwanger, FG Architekturtheorie und -wissenschaft und FG Architektur- und Kunstgeschichte
Dr. Frederike Lausch, FG Architektur- und Kunstgeschichte

(Internationale) Partnerinstitutionen

Architekturmuseum, Deutschland
Fachhochschule Dortmund, Deutschland
Goethe-Universität Frankfurt, Deutschland
Politecnico di Milano, Italien
Universidad Politécnica de Madrid, Spanien
Universität Kassel, Deutschland
Université Rennes 2 – Haute Bretagne, Frankreich

Hauptansprechpartnerin an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Christiane Salge
Architektur- und Kunstgeschichte
Fachbereich Architektur

Als virtuelle Repräsentation eines physischen Produktes oder Produkt-Service-Systems können Digitale Zwillinge Anwendungen in verschiedenen Phasen der Produktentstehung finden und die sichere und nachhaltige Produktentwicklung unterstützen. So können Digitale Zwillinge zur effizienteren Nutzung von Ressourcen, zur Steigerung der Flexibilität in Wertschöpfungsprozessen sowie zur Verknüpfung und Beherrschung von Daten beitragen. Im IJRL verbinden sich Forscher*innen, die Anwendungen des Digitalen Zwillings im gesamten Produktlebenszyklus vom Werkstoff bis zur Fertigung und Produktnutzung erforschen. Das IJRL dient dabei der Festigung der bereits bestehenden wissenschaftlichen Beziehung zwischen der Universidade de São Paulo (USP), der ENS Paris-Saclay, der Chalmers University of Technology und der Technischen Universität Darmstadt und hat das Ziel, das inhaltliche Spektrum der wissenschaftlichen Zusammenarbeit auszubauen.

(Internationale) Partnerinstitutionen

Chalmers University of Technology, Schweden
École normale supérieure Paris-Saclay, Frankreich
Universidade de São Paulo, Brasilien

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Prof. Dr.-Ing. Benjamin Schleich
Product Life Cycle Management
Fachbereich Maschinenbau

The present project with the University of Texas San Antonio (UTSA) strate-gize a development to cope with the increasing challenges of climate change. Thereby, new water resources will be identified such as treated wastewater and reuse options of water in industrial processes. Also, the use of brackish water as an alternative to freshwater in coastal areas will be explored to save exist-ing freshwater resources. Additionally, water sensitive concepts will be devel-oped to retain and store water in rural and urban areas. Financial support will be provided by funding e.g., by the German Research Foundation (DFG), which recently opened a call for joint work with the National Science Founda-tion (NSF) of the USA. The ongoing collaborative work between Holger Lutze (Environmental Analytics and Pollutants), Christoph Schüth (Hydrogeology), and Britta Schmalz (Engineering Hydrology and Water Management) with Saugata Datta Chair of the Institute of Water Research Sustainability and Policy of UTSA is an excellent basis for a fostered continuation in the frame of an international joint research lab.

Prof. Dr. Holger Volker Lutze, FG Umweltanalytik und Schadstoffe
Prof. Dr. Christoph Schüth, Hydrogeologie
Prof. Dr. Britta Schmalz, FG Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung
Dr. Sajjad Abdighahroudi, FG Umweltanalytik und Schadstoffe

Internationale Partnerinstitution

University of Texas San Antonio, USA

• • Prof. Dr. Saugatta Datta, Chemical Hydrogeology and Low Temperature Geochemistry
  • Prof. Dr. Jose Lopez-Ribot, Water and Health and Immunology
  • Prof. Dr. Marcio Giacomoni, Water Reuse and Recycling and Storm Water Runoff Reuse
  • Prof. Dr. Kaushik Mitra, Geochemistry and Water Resources

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Holger Volker Lutze
FG Umweltanalytik und Schadstoffe
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

Ziel des IJRL „Ionen an Grenzflächen“ ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkung verschiedenartiger Ionen mit technologisch und biologisch relevanten Grenzflächen. Anwendungsbeispiele hierfür sind die Stabilisierung von Schäumen, die Wiedergewinnung von Schwermetallen aus Industrie- oder Nuklearabfällen oder die ionenspezifisch induzierte Ausbildung von Oberflächenladungen an Biomembranen. Die beteiligten Arbeitsgruppen bearbeiten diese und andere Aspekte mit sich gegenseitig ergänzenden experimentellen und theoretischen Methoden. Auf der experimentellen Seite werden gezielt präparierte Grenzflächen unter wohldefinierten Bedingungen dem Einfluss von typischen und atypischen Ionen ausgesetzt. Solche Proben können dann durch Streumethoden mit Licht-, Röntgen- und Neutronen-Strahlung, sowie durch Messung von Grenzflächenkräften umfassend charakterisiert werden. Atomistische Simulationen und thermodynamische Modellierung der untersuchten Phänomene können einerseits anhand der experimentellen Daten in ihrer Aussagekraft überprüft werden und liefern andererseits zusätzliche mechanistische und atomar aufgelöste Einblicke, die experimentell unzugänglich aber für das Verständnis entscheidend sind.

Internationale Partnerinstitution

Institut de Chimie Séparative de Marcoule, Frankreich

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Emanuel Schneck
Institut für Physik Kondensierter Materie
Fachbereich Physik

Im Rahmen des IJRL “Solid State Lighting Technology – Components to Systems” kooperieren die Universitäten auf dem Gebiet der Materialanalyse und der Zuverlässigkeitsbetrachtung von halbleiterbasierten Beleuchtungs- und Bestrahlungssystemen. Durch vielschichtige Analysen der zum Einsatz kommenden Halbleiterbauelemente und Komponenten, werden physikalische Alterungsmechanismen und Schwachstellen identifiziert, die eine Optimierungen von den Einzelkomponenten bis hin zur Systemebene ermöglichen. Mit Hilfe speziell designter Testabläufe beschleunigter Lebensdauertests, werden Schwachstellen verschiedener Halbleiterbauelemente und deren Gehäusebauformen identifiziert. Die dabei erhobene Datengrundlage dient der Erstellung multidimensionaler Modelle, die eine elektrische, optische und thermische Modellierung der Bauteile über den Alterungszeitraum ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht der Transfer der Daten auf Multi-Domain-Modelle die Erstellung digitaler Zwillinge, die für die Simulation von Beleuchtungs- und Bestrahlungseinheiten eingesetzt werden können. Analog abgeleitete Modelle für die verwendeten Vorschaltgeräte erlauben in Kombination mit den Alterungsmodellen weiterer optischer Kompetenten eine Simulation der Bestrahlungseinheiten auf Systemebene. Gestützt durch Daten statischer und zyklischer Labortests soll die Robustheit der Modelle zusätzlich verbessert werden, wodurch eine möglichst präzise Vorhersage der Lebensdauer und der Wartungsintervalle unter veränderlichen Umgebungsbedingungen im Feldeinsatz ermöglicht werden soll. Auf diese Weise sollen neben Lebensdauerberechnungen und Wartungsvorgängen auch die Produktentwicklungszyklen von LED-Systemen erheblich verkürzt werden.

Prof. Dr. Tran Quoc Khanh, FG Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung
Prof. Dr. Klaus Hofmann, FG Integrierte Elektronische Systeme
Prof. Dr. Sebastian Schöps, Computational Electromagnetics
Dr. Alexander Herzog, FG Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Internationale Partnerinstitutionen

University of Padova, Italy

• • Prof. Dr. Matteo Meneghini
  • Dr. Matteo Buffolo
  • Prof. Dr. Nicola Trivellin
  • Dr. Riccardo Torchio

Delft University of Technology, The Netherlands

• • Prof. Dr. Willem Dirk van Driel
  • Prof. Dr. Gui Qi Zhang
  • Filip Simjanoski

Budapest University of Technology, Hungary

• • Prof. Dr. András Poppe
  • Dr. Gusztáv Hantos
  • Dr. János Hegedus

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Dr. Alexander Herzog, FG Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung

Das iJRL „Memristor Technology“ verfolgt das Ziel, relevante Aspekte der Grundlagen, der Technologie und der Nutzung von memristiven Bauelementen voranzutreiben. Es befasst sich mit den Materialeigenschaften und der Defektstruktur verschiedener Arten von Memristoren auf der Grundlage von Oxid-, magnetischen und ferroelektrischen Materialien. Auf der Anwendungsseite werden mehrere neuartige Rechenverfahren mit Memristoren zur Steigerung der Energieeffizienz behandelt, darunter FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), neuromorphes Rechnen und sogenanntes in-memory computing. Auf der Analyse- und Modellierungsseite besteht ein Alleinstellungsmerkmal darin, dass alle relevanten Skalen von Dichtefunktionaltheorie, der Mehrphasen- und kompakten Modellierung sowie des Schaltungsentwurfs einbezogen werden. Die experimentelle Analyse korreliert fortschrittliche Methoden der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) mit physikalischen Modellen, die für die kompakte Simulation des Verhaltens von Modellbauelementen und Arrays verwendet werden. Damit etabliert das iJRL eine Methodik ausgehend von innovativen Materialien über einzelne Bauelemente und Arrays bis hin zur Schaltungsebene, die auch für interessierte Partner im Bereich der elektronischen Material- und Halbleiterindustrie auf emergente Materialien in diesem sich schnell entwickelnden Feld übertragen werden kann.

(Internationale) Partnerinstitutionen

Goethe-Universität Frankfurt, Deutschland
National Cheng Kung University, Taiwan
Universitat Autònoma de Barcelona, Spanien

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Lambert Alff
Institut für Materialwissenschaft
Fachbereich Material- und Geowissenschaften

Der Stickstoffkreislauf wird durch menschliche Aktivitäten stark beeinflusst. Seinen Gleichgewichtszustand wiederherzustellen, ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Zu den Einflussfaktoren auf den Stickstoffkreislauf gehören u.a. Lachgasemissionen aus Böden, aus landwirtschaftlichen und technischen Systemen, hohe Nitratkonzentrationen im Grundwasser oder hohe Stickstoffwerte in Oberflächengewässern. Diese tragen alle zur Verschmutzung der Umwelt und zum Verlust der Artenvielfalt bei. Um das anhaltende Ungleichgewicht im Stickstoffkreislauf zu überwinden, ist ein verantwortungsvolles Stickstoffmanagement von entscheidender Bedeutung, da Stickstoffüberschüsse die Ökosysteme schädigen und Stickstoffmangel die Ernährungssicherheit gefährdet. Das IJRL N-SUSTAIN erforscht die Rolle von Stickstoff und insbesondere des wichtigen Treibhausgases N2O (Lachgas) in natürlichen und technischen (Öko-)Systemen mit einem multidisziplinären Ansatz. Wir kombinieren dazu Forschung in den Bereichen Umweltbiotechnologie, Mikrobiologie, (Ab)Wasserbehandlungstechnologien und Wasserressourcenmanagement, um nachhaltige Lösungen für die Verringerung von Stickstoff- und N2O-Emissionen zu entwickeln.

Das IJRL N-SUSTAIN zielt insbesondere darauf ab, nachhaltige Lösungen für die Probleme im Stickstoffkreislauf zu erarbeiten und gleichzeitig eine Brücke zwischen Naturwissenschaften und Technik zu schlagen.

Prof. Dr. Susanne Lackner, FG Wasser und Umweltbiotechnologie (FB Bau- und Umweltingenieurwissenschaften)
Prof. Dr. Jörg Simon, Microbial energy conversion & biotechnology (FB Biologie)
Prof. Dr. Torsten Frosch, FG Biophotonik – Medizintechnik (FB Elektrotechnik und Informationstechnik)
Prof. Dr. Chrisoph Schüth, FG Hydrogeologie (FB Material- und Geowissenschaften)
Prof. Dr. Kay Knöller, Isotopen-Geochemie (FB Material- und Geowissenschaften)
Dr.-Ing. Shelesh Agrawal, FG Wasser und Umweltbiotechnologie (FB Bau- und Umweltingenieurwissenschaften)

Internationale Partnerinstitutionen

Tokyo University of Agriculture and Technology, Japan

Prof. Akihiko Terada, Umweltbiotechnologie
Prof. Shohei Riya, Chemieingenieurwesen
Prof. Megumi Kuroiwa, Umweltwissenschaften
Prof. Shin Okazaki, Umweltmikrobiologie

Hauptansprechpartnerin an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Susanne Lackner
FG Wasser und Umweltbiotechnologie
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

Im IJRL Sustainable Road and Air Mobility wird an methodischen Grundlagen und innovativen Konzepten für eine nachhaltige Mobilität auf der Straße und in der Luft geforscht. Hierbei erfolgt unter anderem eine anwendungsnahe Forschung an effizienten und leichten Antriebs- und Strukturtechnologien für die Mobilität der Zukunft. Eine Reduktion der Masse führt im allgemeinen Fall zu einer höheren Sensitivität gegenüber Schwingungen, was zu einer Erhöhung von Schallabstrahlung und Lärm führen kann. Daher werden zusätzlich schwingungstechnische und vibroakustische Aspekte berücksichtigt, um den Komfort von konventionellen Lösungen beizubehalten. Neben den strukturmechanischen Themen werden auch strömungstechnische Aspekte untersucht. Hierbei handelt es sich um grundlegende Untersuchungen von beispielsweise aerodynamischen Phänomenen, welche bei modernen Mobilitätsträgern auftreten. Diese Grundlagenforschung dient zur Vertiefung des Verständnisses von spezifischen nichtlinearen Phänomenen in Strömungen. Hieraus werden Vorgehensweisen abgeleitet, welche eine numerische Simulation dieser strömungstechnischen Phänomene ermöglichen soll. In Summe findet somit eine umfassende Betrachtung von Mobilitätsträgern im Luft- und Straßenverkehr unter verschiedenen Aspekten statt, aus der sich Maßnahmen zur nachhaltigen Gestaltung von Mobilität ableiten lassen sollen. Das IJRL dient der Festigung der bereits bestehenden wissenschaftlichen Beziehung zwischen der École Central de Lyon und der Technischen Universität Darmstadt und hat das Ziel, das inhaltliche Spektrum der wissenschaftlichen Zusammenarbeit auszubauen.

(Internationale) Partnerinstitutionen

École Centrale de Lyon, Frankreich
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Deutschland

Hauptansprechpartner an der TU Darmstadt

Prof. Dr. Stephan Rinderknecht
Institut für Mechatronische Systeme
Mechatronik (MEC)