Im Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order (3DMM2O) verfolgen wir die Vision, jede digital formulierte Idee durch die Technologie der 3D Additiven Fertigung in die Realität zu übersetzen. Diese Art der Formgebung, bei der Material lokal hinzugefügt wird anstelle es zu entfernen, hat sich zu einem wichtigen Werkzeug auf der Makroskala entwickelt. Unser Alleinstellungsmerkmal besteht darin, diese Technologie zur molekularen Skala zu treiben, um so bisher unzugängliche wissenschaftliche Fragen in den Lebens- und Ingenieurwissenschaften zu beantworten und neue Anwendungen zu erschließen.

Aufbauend auf mehr als vierzigjähriger Erfahrung an der Universität Bayreuth in der afrikabezogenen Forschung hat sich der Exzellenzcluster Africa Multiple zum Ziel gesetzt, neue Antworten auf die theoretischen, methodischen und strukturellen Herausforderungen in den Afrikastudien zu entwickeln. Seit seiner Gründung im Jahr 2019 hat Africa Multiple innovative Ansätze und Formen der Forschungskooperation vorangetrieben, um die Afrikastudien sowohl konzeptionell als auch strukturell neu zu gestalten.

Die Gesundheit und das Wohlergehen von Menschen, Tieren und Pflanzen sowie ein stabiles Klima sind zentrale globale Anliegen unserer Zeit. Das Funktionieren aller Ökosysteme hängt entscheidend von fein ausbalancierten Interaktionen zwischen Mikroorganismen ab, die in miteinander verbundenen Lebensräumen wie Boden, Wasser und dem menschlichen Körper gedeihen. Das Gleichgewicht dieser Mikrobiome ist ständigen Herausforderungen durch umweltbedingte und vom Menschen verursachte Störungen ausgesetzt, die zu Ökosystemverschlechterungen, Ernteverlusten oder Krankheiten führen. Aktuelle Therapien, die nur Symptome mit breit wirkenden Antibiotika adressieren, verschlimmern oft die Situation. Trotz der dringenden gesellschaftlichen Bedeutung gibt es erhebliche Wissenslücken über die molekularen Faktoren, die die Mikrobiomdynamik steuern.

Das Bonn Center for Dependency and Slavery Studies (BCDSS) untersucht sowohl bekannte Formen der Abhängigkeit – wie z.B. die römische, transatlantische oder mamlukische Sklaverei, Zwangsarbeit und Schuldknechtschaft – als auch verstecktere Formen wie Menschenhandel und häusliche Knechtschaft.

Der Exzellenzcluster Biosystem-Design München (BioSysteM) widmet sich der Schaffung eine lebendigen, interdisziplinären Forschungsumgebung, die einen konstruktiven Design-Ansatz in den Biowissenschaften ermöglicht. Die Entwicklung komplexer molekularer und zellulärer Systeme mit programmierbaren Eigenschaften, die denen von lebenden Organismen ähneln, wird es erlauben, das Leben als Phänomen besser zu verstehen, lebende oder lebensähnliche Materialien mit beispiellosen Fähigkeiten zu erschaffen und die Grundlage einer neuen Generation revolutionärer Anwendungen in den Lebenswissenschaften und der Biomedizin zu legen.

Biologische Materialien zeichnen sich durch eine einzigartige Vielfalt an Funktionalitäten aus, die durch den Einsatz weniger, aber reichlich vorhandener chemischer Elemente entstehen. Im Gegensatz dazu benötigen technische Materialien für besondere Funktionen häufig seltene und nicht nachhaltig nutzbare chemische Elemente. Die Natur umgeht dieses Problem, indem sie Funktionalitäten durch maßgeschneiderte Mehrskalenarchitekturen realisiert, bei denen Wasser als Arbeitsfluid auf kleinsten Skalen mit seiner einzigartigen strukturellen Dynamik agiert.

Die Baubranche zählt zu den Hauptverursachern von Treibhausgasemissionen und den Hauptverbrauchern von Energie und Ressourcen. Während sie die Umwelt durch Abfall, Lärm und andere Emissionen belastet, leidet sie unter stagnierender Produktivität, schwierigen Arbeitsbedingungen und einem zunehmenden Arbeitskräftemangel. Um die globale Erwärmung zu verlangsamen und zugleich bezahlbaren, klimaresilienten Wohnraum für die Bevölkerung und die entsprechende Infrastruktur zu schaffen, muss die Bauindustrie eine disruptive Transformation durchlaufen.

Der Cyberspace hat in den letzten Jahren einen immer größeren Teil unseres Lebens eingenommen und die Informationsgesellschaft ist zur Realität geworden. Dies geht mit einem tiefgreifenden Wandel in der Cybersicherheit und einer dramatischen Vergrößerung der Angriffsfläche für Cyberattacken einher. Im Fokus der Angreifer stehen zunehmend Ziele wie Krankenhäuser, öffentliche Einrichtungen sowie kritische Infrastrukturen. Diese Situation wird durch staatliche Angreifer weiter verschärft, welche zunehmend geopolitische Ziele verfolgen. Das Aufkommen disruptiver Technologien wie generativer KI, Quantencomputern oder Blockchains und Kryptowährungen erhöht die digitalen Risiken zusätzlich. Dieser dramatische Umbruch stellt eine grundlegende Bedrohung für unsere Gesellschaft dar, welche demokratische Prozesse, kritische Infrastrukturen und das Wohlergehen der Bürger*innen gleichermaßen gefährdet.

Die Zahl der älteren Menschen nimmt weltweit stetig zu. Der Alterungsprozeß ist der Hauptrisikofaktor für Diabetes, Herz- und Nierenerkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen und Hautkrankheiten. Dieser dramatische demografische Wandel stellt die Gesellschaften vor enorme gesundheitliche und sozioökonomische Herausforderungen.

Chiralität bezeichnet die Eigenschaft eines Objekts, sich von seinem Spiegelbild zu unterscheiden. Sie ist in der Natur allgegenwärtig und findet sich in Elementarteilchen, Molekülen sowie biologischen Strukturen. Chiralität manifestiert sich in vielen physikalischen Phänomenen und führt zu einer intrinsischen Stabilität gegenüber äußeren Störungen. Weltweit haben chirale Materialien großes Interesse geweckt.

Der Klimawandel und die Verknappung natürlicher Ressourcen gefährden die globale Ernährungssicherheit und die natürlichen Ökosysteme. CEPLAS begegnet diesen Herausforderungen durch Grundlagenforschung zu komplexen Eigenschaften von Pflanzen und ihrer Mikrobiota (Holobionten), die die Anpassung an begrenzte Ressourcen und Umweltveränderungen beeinflussen. Diese Erkenntnisse bilden die wissenschaftliche Grundlage für die Vorhersage und gezielte Veränderungen von Pflanzenmerkmalen und Entwicklung SMARTer Pflanzen mit neuartigen Eigenschaften und verbesserter Umweltanpassung.

Die Vision von CeTI² ist es, Menschen und Maschinen zu befähigen, in Quasi-Echtzeit in global verteilten realen und virtuellen Umgebungen zu interagieren. Das Cluster verfolgt dabei das Ziel, innovative technologische Lösungen für globale Herausforderungen wie Pandemien, den demografischen Wandel, Fachkräftemangel, Klimawandel und geopolitische Unsicherheiten zu entwickeln.

Unsere Mission ist es, die molekulare Sprache des Lebens zu verstehen. Wie nehmen Zellen im Körper Signale aus ihrer Umgebung wahr, integrieren diese Informationen, um Entscheidungen zu treffen, und kommunizieren miteinander, um Funktionen im Gewebe zu koordinieren? Durch die Entwicklung neuer Werkzeuge zur Steuerung der Signalübertragung wollen wir Innovationen für Gesundheit und nachhaltige Landwirtschaft vorantreiben.

Die Zukunft von uns Menschen, der Tier- und Pflanzenwelt und aller nachfolgenden Generationen hängt wesentlich davon ab, wie sich das Klima auf der Erde verändert. Welche Entwicklungen sind dabei plausibel und wie können gewünschte Klimazukünfte realisiert werden? Diese Fragen sind mit vielen Unsicherheiten verbunden. Um Entscheidungen zu treffen, müssen wir Menschen die Lage realistisch einschätzen, wissen, was auf uns zukommt und welche Gestaltungsmöglichkeiten wir haben. Im Exzellenzcluster „Climate, Climatic Change, and Society“ (CLICCS) an der Universität Hamburg widmen sich die Forschenden diesen komplexen Fragen in einer besonderen Kombination aus fachlicher Tiefe und interdisziplinärer Vielfalt.

Die menschliche Gesundheit hängt entscheidend von Mikroorganismen ab, die die Mikrobiome unserer Körperoberflächen bilden. Im gesunden Zustand unterstützen diese kommensalen Mikroorganismen wichtige physiologische Körperfunktionen. Bakterielle Krankheitserreger verursachen hingegen jährlich Millionen Todesfälle, mit steigender Tendenz, aufgrund von Antibiotikaresistenzen und unzureichenden industriellen Antibiotika-Entwicklungsprogrammen. Die Verhinderung der Ausbreitung und Infektion durch antibiotikaresistente bakterielle Pathogene (ARBPs) ist für die Bewahrung medizinischer Errungenschaften des 20. Jahrhunderts essenziell.

Das Verhalten von Kollektiven ist fesselnd und faszinierend zugleich. Aber wie genau kommt es zu den komplexen Choreographien von Vogelschwärmen, der Arbeitsteilung in Insektenstaaten oder der Entstehung menschlicher Trends und Moden?

Woraus besteht Materie? Wie entstand das Universum und welche Kräfte wirken in ihm? Was ist der Ursprung von allem, was wir beobachten? Schon immer haben sich Menschen diese Fragen gestellt. Inzwischen beschreibt das Standardmodell der Teilchenphysik die Wechselwirkungen zwischen den fundamentalen Bausteinen der Materie, den Quarks und Leptonen. Doch es lässt zentrale Fragen offen: Wie genau bildet sich Materie durch die starke „Color“-Kraft? Wie entstand die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Universum, und wie hängt sie mit den verschiedenen Arten („Flavors“) der Quarks zusammen? Gibt es noch unentdeckte Teilchen oder Kräfte?

Trotz Fortschritten in der Behandlung sind Herz- und Lungenerkrankungen weiterhin die führenden Todesursachen weltweit. Die demografische Entwicklung mit zunehmender Alterung der Bevölkerung und neue Risikofaktoren stellen weitere Herausforderungen für die Therapie dieser Krankheiten dar. Ein tiefes Verständnis der zugrundeliegenden, komplexen Veränderungen auf unterschiedlichen Ebenen bietet die Chance, zielgerichtete diagnostische und therapeutische Konzepte zu entwickeln.

Der Exzellenzcluster Cross-Cultural Philology“ erforscht mit einem kulturübergreifenden Ansatz philologische Praktiken und kulturelle Dynamiken über einen Zeitraum von 5.000 Jahren. Im Mittelpunkt steht der Reichtum philologischer Traditionen im Nahen und Mittleren Osten, in Ostasien, auf dem indischen Subkontinent, in Nord-, Ost- und Westafrika und in Europa. Ziel ist es Gemeinsamkeiten und Unterschiede, Kontinuitäten und Diskontinuitäten zu erschließen und damit Erkenntnisse zu gewinnen, die weit über die bisherige Forschung hinausgehen.

Neue Materialien mit maßgeschneiderten Funktionalitäten bilden die Grundlage modernerTechnologien, von der Informationsverarbeitung über die Energieversorgung bis zu Mobilität. Die Festkörperphysik, Wegbereiter vieler bedeutender technologischer Durchbrüche, hat das revolutionäre Konzept der Topologie eingeführt: Materialien können faszinierende und robuste globale Eigenschaften aufweisen, die nicht in lokalen Messungen sichtbar sind.

Das zentrale Ziel des Clusters ist es, emergentes Verhalten der Materie zu verstehen und – noch einen Schritt weiter – dynamisch neue Funktionalitäten zu schaffen.

Der Meeresboden ist die größte Schnittstelle im Erdsystem, an der physiobiogeochemische Prozesse Stoffkreisläufe und Klimadynamik bestimmen. Der Cluster erzielt neues Prozessverständnis der Rolle des Ozeans im globalen Haushalt von Energie, Kohlenstoff und anderen Elementen sowie deren dynamischen Änderungen unter Erderwärmung.

Die scheinbar unbegrenzt verfügbaren Ressourcen haben der Menschheit ein rapides Bevölkerungswachstum ermöglicht, das mit einer massiven Ausbeutung fossiler Brennstoffe einherging. Mit der daraus resultierenden voranschreitenden Zerstörung unserer Umwelt steuern wir nun auf ein Zeitalter der Ressourcenknappheit zu, welches nahezu alle Produktionstechnologien in ihren Grundfesten zu erschüttern droht. Weltweit wird daher bereits intensiv an Möglichkeiten geforscht, Produktion nachhaltiger, effizienter und automatisierter zu gestalten.

Die dynamische Entwicklung unseres Universums wird durch nichtlineare physikalische Prozesse gesteuert, die auf unterschiedlichsten Zeitskalen, von Sekundenbruchteilen bis hin zu Milliarden von Jahren, ablaufen. Wie beeinflusst deren Kopplung das heutige Universum?

Im Fokus von e-conversion steht die Erforschung der Energieumwandlungsvorgänge, die an Grenzflächen ablaufen. Dort, wo Licht, Ladungen und Materie interagieren, untersucht unser Exzellenzcluster die Grundlagen für neue Energietechnologien der Zukunft.

ECONtribute setzt neue Maßstäbe für die Analyse von Märkten und Politikmaßnahmen. Durch die Integration vielfältiger menschlicher Denk- und Handlungsweisen in die Analyse von Märkten und Politikmaßnahmen hat ECONtribute in der ersten Förderphase einen Perspektivwechsel vorangetrieben, um drängende gesellschaftliche Herausforderungen zu adressieren. Dabei werden u. a. Überzeugungen und Erwartungen, Gerechtigkeitsvorstellungen und soziale Präferenzen konsequent berücksichtigt, um menschliches Verhalten auf Märkten zu erklären. Ziel ist es, konkrete Handlungsempfehlungen für die Gestaltung von Märkten und Politikmaßnahmen abzuleiten und deren verteilungspolitische Auswirkungen systematisch zu analysieren.

Wälder bedecken ca. 30% der globalen Landfläche und erbringen viele essenzielle Ökosystemleistungen (ÖSL), wie die Produktion erneuerbarer Ressourcen, Abmilderung des Klimawandels, Wasserrückhaltung, Förderung der menschlichen Gesundheit und Schutz der biologischen Vielfalt. Angesichts des raschen Klimawandels, neuartiger Störungen und der Neuansiedlung und des Verlusts von Arten entwickeln sich viele Wälder zu neuartigen Ökosystemen, die in der Evolutionsgeschichte keine Entsprechung haben.

Pflanzen sind die Grundlage des terrestrischen Lebens. Um ihr Überleben zu sichern, haben sie wirksame und vielseitige Strategien entwickelt, um Veränderungen in ihrer Umwelt zu meistern, besonders durch Gewährleistung von Robustheit, d. h. die Aufrechterhaltung von Funktionen trotz Störungen. Angesichts des zunehmenden anthropogenen Drucks auf unseren Planeten ist das Verständnis der Mechanismen und Grenzen pflanzlicher Robustheit von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung wirksamer und wissensbasierter Strategien zur Erhaltung pflanzlicher Ökosysteme und zur Sicherung der landwirtschaftlichen Produktivität.

Das Exzellenzcluster Hausdorff Center for Mathematics hat zum Ziel, Spitzenforschung im Bereich der Mathematik und ihrer Anwendungen zu fördern und damit Bonn als weltweit führendes Zentrum und Kristallisationspunkt für internationale Wissenschaftler:innen zu etablieren. Das Forschungsprogramm des HCM hat große internationale Sichtbarkeit und erstreckt sich über die Mathematik in ihrer ganzen Breite, von ambitionierter Grundlagenforschung bis zu industriellen und medizinischen Anwendungen.

Hörverlust ist die häufigste Sinnesstörung und beeinträchtigt Kommunikation, Kognition, Hirngesundheit, soziale Teilhabe und Lebensqualität. Als führendes interdisziplinäres Konsortium haben wir in vorangegangen Förderphasen die Auswirkungen von Hörverlust untersucht und innovative biomedizinische sowie technische Lösungen für eine personalisierte Hörversorgung entwickelt. Obwohl der Cluster bedeutende Fortschritte bei der Behandlung von Hörverlust erzielt hat, kann keine der Lösungen den Reichtum natürlichen Hörens wiederherstellen. Dies liegt daran, dass die Zusammenhänge zwischen molekularen Mechanismen und Hörprofilen noch unzureichend verstanden sind, was für kausale Therapien entscheidend ist. Zudem fehlen transformative technologische Ansätze in der Weiterentwicklung von Hörhilfen. Angesichts jüngster Fortschritte in den Bereichen Genetik, Datenwissenschaft, KI und Gesundheitstechnologie haben wir jetzt die einzigartige Möglichkeit, dies zu verändern.

Das 21. Jahrhundert hat die Erforschung der menschlichen Ursprünge revolutioniert. Rasche methodische Fortschritte ermöglichten Entdeckungen, die den Status quo auf den Kopf gestellt haben. Wir wissen jetzt, dass mehrere Homininenarten, die zusammen eine bisher unvorstellbare Vielfalt menschlicher Vorfahren repräsentieren, entgegen der vorherrschenden Definition von Arten nicht nur zeitlich und räumlich koexistierten, sondern sich auch wiederholt gekreuzt haben.

Trotz intensiver Forschung steigt die Zahl an Krebserkrankungen und -todesfällen deutlich. Durch Krebsfrüherkennung können einige Tumore früher erkannt und kurativ behandelt werden, aber insgesamt werden immer noch 25-50% aller soliden Tumore in einem fortgeschrittenen, oft metastasierten Stadium diagnostiziert. Diese sind trotz einer wachsenden Zahl neuer Therapeutika meist unheilbar. Solche Tumorerkrankungen stehen im Mittelpunkt des iFIT-Exzellenzclusters.

Gesellschaftliches Zusammenleben setzt nicht nur das Funktionieren von Regelwerken, Verfahren und Institutionen voraus, sondern auch gemeinsam geteilte Vorstellungen, Narrative und Bilder. Die Praktiken des Teilens solcher Vorstellungen, Narrative und Bilder nennen wir "soziales Imaginieren". Sie tragen dazu bei, gemeinsame, intersubjektiv anerkannte Vorstellungswelten zu erschaffen, die alltagsweltliche Orientierung und Halt bieten.

ImmunoPreCept leistet Pionierarbeit für einen Paradigmenwechsel in der Medizin, von der Behandlung von Krankheiten hin zur aktiven Erhaltung der Gesundheit. Der Cluster erforscht, wie Immunnetzwerke im Gewebe die Homöostase aufrechterhalten und frühe molekulare Abweichungen in diesen Prozessen Krankheiten vorhersagen. Dadurch werden gezielte Prävention und eine frühzeitige Interzeption bei chronischen Erkrankungen möglich.

Immunologie ist von grundlegender Bedeutung für die Gesundheit des Menschen und damit ein herausragend wichtiges Thema für die Gesellschaft. ImmunoSensation hat sich zu einem führenden Zentrum für Immunologie entwickelt und steht in engem Austausch mit anderen internationalen Institutionen. Mit seinem innovativen wissenschaftlichen Konzept hat ImmunoSensation zahlreiche neue Erkenntnisse, insbesondere auf dem Gebiet der Angeborenen Immunität, beigetragen, und den Begriff immune sensing als anerkanntes Paradigma in der Immunologie geprägt.

Der Exzellenzcluster „The Politics of Inequality“ untersucht, wie politische Prozesse soziale Ungleichheiten erzeugen, verstärken oder abbauen. Im Zusammenspiel von Wahrnehmung, Beteiligung und Politik erforschen wir die Dynamik von Ungleichheit in Demokratien und Nicht-Demokratien weltweit.

Der Exzellenzcluster Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für eine transformative Architektur (IntCDC) hat das Ziel, die methodischen Grundlagen für die dringend notwendige, zukunftsfähige und klimapositive Transformation des Planens und Bauens zu schaffen. Durch interdisziplinäre und integrative Forschung soll das volle Potenzial digitaler Technologien genutzt werden, um die gravierenden ökologischen, ökonomischen und sozialen Herausforderungen des Bausektors zu bewältigen. Hierfür bündelt IntCDC die international anerkannten Kompetenzen der Universität Stuttgart, des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme und von Bauhaus Erde in den Bereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Bauphysik und Geodäsie, Fertigungs- und Systemtechnik, Informatik und Robotik sowie Sozial-, Geistes- und Wirtschaftswissenschaften.

Die Vision des Internet of Production (IoP) besteht darin, eine neue Ebene der Crossdomain-Zusammenarbeit zu ermöglichen, indem semantisch adäquate und kontextabhängige Daten aus Produktion, Entwicklung und Nutzung in Echtzeit auf einer angemessenen Granularität bereitgestellt werden.

LeiCeM ist ein klinisch ausgerichtetes Forschungszentrum für Patienten mit „Metabolischem Syndrom“ (MetS). Der Fokus liegt auf neuen Ansätzen zur Verbesserung des Krankheitsverlaufs und Vermeidung der Folgeerkrankungen (Herzerkrankungen, Schlaganfall, Nieren- und Lebererkrankungen, Neurodegeneration).

Die zentrale Vision des livMatS-Clusters ist es, das Beste aus zwei Welten, der biologischen und der technischen Welt, miteinander zu verbinden und adaptive, energieautonome Materialsysteme mit lebensähnlichen Funktionen zu entwickeln.

Ein wesentlicher Treiber der Klimakrise ist das menschengemachte Ungleichgewicht im Kohlenstoffkreislauf. Im biologischen Kohlenstoffkreislauf spielen Mikroorganismen eine Schlüsselrolle, denn sie haben die Umwandlung von CO2 vor Milliarden Jahren „erfunden“ und unseren Planeten zu einer lebensfreundlichen Welt gemacht. Heute setzen sie global etwa so viel CO2 um wie Pflanzen.

Maschinelles Lernen verändert die Wissenschaft tiefgreifender, als wir es noch vor wenigen Jahren erwartet hätten. Zwar wurden Methoden des maschinellen Lernens bereits erfolgreich für die Lösung einzelner wissenschaftlicher Probleme eingesetzt, heute scheinen aber noch weitreichendere Möglichkeiten greifbar. “Foundation models”, die mit großen Datensätzen trainiert wurden, stellen Repräsentationen der Daten bereit, die sich für ein breites Aufgabenspektrum eignen und haben die Sprachverarbeitung bereits revolutioniert. “Diffusion models” ermöglichen es, Daten aus komplexen Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu erzeugen, und mit modernen Programmierparadigmen können wissenschaftliche Theorien als Teil von Analyseworkflows implementiert werden. Doch die Methoden des maschinellen Lernens haben offensichtliche Mängel mit Blick auf ihre Zuverlässigkeit, Robustheit und Interpretierbarkeit.

Das Forschungszentrum der Berliner Mathematik MATH+ verfolgt das Ziel, Mathematik in Wechselwirkung mit interdisziplinärer Forschung voranzutreiben, um Fortschritte bei zentralen Fragestellungen in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern zu erzielen.

Der Cluster „Mathematik Münster: Dynamik – Geometrie – Struktur“ fördert Spitzenforschung durch einen einzigartigen, integrierten Ansatz zur Lösung grundlegender Fragestellungen in verschiedenen mathematischen Disziplinen. Komplexe Herausforderungen werden durch die Kombination unterschiedlicher Techniken, Perspektiven und Fachrichtungen auf höchstem Niveau adressiert.

Der Cluster »Matters of Activity. Image Space Material« hat das Ziel, Grundlagen für eine neue Kultur des Materialen zu schaffen. Die zentrale Vision des Clusters ist es, im Zeitalter des Digitalen, das Analoge in der Aktivität von Bildern, Räumen und Materialien neu zu entdecken. Dabei verschränken sich Biologie und Technik, symbolische Formen und Material, Natur und Kultur in neuartiger Weise.

Das Ziel des Exzellenzclusters "Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen (MBExC)" ist die Entschlüsselung von krankheitsrelevanten Funktionseinheiten von Herz- und Nervenzellen.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt erweitern die Grenzen unseres Wissens und unserer experimentellen Möglichkeiten in der Quantenwissenschaft. Die Forscher des MCQST haben dabei eine bedeutende Rolle gespielt und das MCQST als weltweit führendes Forschungszentrum für Quantenwissenschaft und -technologie (QWT) etabliert. Sie haben bahnbrechende wissenschaftliche Fortschritte innerhalb der QST erzielt, die durch zahlreiche Auszeichnungen und Ehrungen gewürdigt wurden. Gleichzeitig hat sich das MCQST zu einem zentralen Ankerpunkt im Münchner Quantenökosystem entwickelt.

Der Exzellenzcluster “Matter and Light for Quantum Computing” (ML4Q) nahm 2019 sein wissenschaftliches Programm auf. Ziel ist es die Grundlagen einer umfassenden Quantentechnologie mit Rechen- und Netzwerkfunktionalität zu entwickeln. Führende Forscher:innen der Universitäten Köln, Bonn und Aachen gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich bündeln ihre Expertise aus den Bereichen Festkörperphysik, Quantenoptik und Quanteninformation, um dieses Zukunftsfeld entscheidend voranzubringen.

Eine der spektakulärsten Verhaltensweisen von Tieren ist ihre Fähigkeit, über enorme Distanzen präzise zu einem Ziel zu navigieren. Die transkontinentalen Flüge winziger Insekten oder die globalen Bewegungen von Milliarden von Zugvögeln - oft zu Orten, die sie noch nie besucht haben - sind bemerkenswerte Leistungen, die bisher kaum verstanden sind. NaviSense verfolgt das Ziel, die Sinnessysteme und Mechanismen zu erforschen, die Tiere zur Navigation nutzen, und zu zeigen, wie diese Mechanismen Technologien inspirieren und sich auf Gesellschaft, Ökologie und Artenvielfalt auswirken können.

Der Fokus unseres Exzellenzclusters liegt auf der Erforschung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen. Ziel des interdisziplinären Forschungsverbundes ist es, die zugrunde liegenden Krankheitsmechanismen besser zu verstehen und auf dieser Basis neue Therapieansätze zu entwickeln.

Die Nukleinsäureforschung hat in den letzten Jahren bahnbrechende Erkenntnisse über grundlegende Mechanismen der Biologie geliefert. Ursprünglich primär als Träger genetischer Information betrachtet, wissen wir heute, dass Nukleinsäuren darüber hinaus eine aktive Rolle, unter anderem als Katalysatoren enzymatischer Reaktionen, als strukturelle Komponenten makromolekularer Komplexe, als Leit- und Gerüststrukturen, als Regulatoren und sogar als Signalmoleküle und Liganden, spielen können (Nukleinsäuren als „Subjekte“).

ORIGINS hat sich zum Ziel gesetzt, die Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Entstehung des Lebens zu verstehen und grundlegende Fragen der Menschheit zu beantworten. In den letzten sechs Jahren haben wir eine einzigartige Zusammenarbeit zwischen Bio-, Teilchen-und Astrophysikern in München aufgebaut, um die Ursprünge des Universums zu enträtseln, von Quantenfluktuationen über dieBildung von Galaxien, Sternen und Planeten bis hin zur Entstehung des Lebens.

PhenoRob steht für die nachhaltige und technologiegetriebene Transformation der Landwirtschaft. Der Exzellenzcluster widmet sich der zentralen Herausforderung, die Nutzpflanzenproduktion effizienter, ressourcenschonender und zugleich nachhaltiger zu gestalten. Ziel ist es, durch den Einsatz modernster Technologien und der Zusammenarbeit eines interdisziplinären Teams, neue Wege für eine zukunftsfähige Nutzpflanzenproduktion zu eröffnen.

Als bundesweit einziger Exzellenzcluster der Technischen Optik wendet PhoenixD einen holistischen Ansatz an und erforscht völlig neue optische Systeme, die nahtlos Hard- und Software verbinden.

Der Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) erforscht, wie chronische Entzündungen individuell besser verstanden, behandelt und verhindert werden können. Ein Schwerpunkt liegt hier auf der translationalen klinischen Forschung.

Die bedeutenden Fortschritte in der Physik im letzten Jahrhundert haben unser Verständnis verschiedener Zustände der Materie erweitert. Jedoch sind die Eigenschaften des lebenden Zustands der Materie sowie die Entstehung komplexer räumlich-zeitlicher Strukturen in lebenden Systemen bis heute nicht vollständig geklärt. Daher bleibt die Identifizierung der physikalischen Prinzipien, die das Leben bestimmen, eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. Das Exzellenzcluster ‚Physik des Lebens‘ (Physics of Life; PoL), eines von fünf Clustern an der Technischen Universität Dresden, hat sich zum Ziel gesetzt, diese Herausforderung anzugehen und die physikalischen Gesetze aufzudecken, die die dynamische Organisation lebender Materie bestimmen.

Die Energiewende als unaufschiebbare Transformation unserer globalen Wirtschaft steht vor Herausforderungen wie begrenzter Rohstoffverfügbarkeit, Niedergang der europäischen Bergbauindustrie, geopolitischer Gefahren und Preisschwankungen. Dies betrifft besonders die elektrochemische Energiespeicherung (EES) als Schlüsseltechnologie für erneuerbare Energien. Alternative EES-Technologien erfordern eine koordinierte Grundlagenforschung, die auf leistungsstarke, sichere und nachhaltige Lösungen abzielt. Diese Technologien müssen auf reichlich verfügbaren Rohstoffen beruhen, die Energiesicherheit und -souveränität verbessern und eine resiliente und nachhaltige Energiezukunft ermöglichen.

Im Innersten unseres Universums existiert eine Welt von Teilchen, die so klein sind, dass sie unsere Vorstellungskraft sprengen, und doch so grundlegend, dass sie alles, was wir sehen, ausmachen. Das Standardmodell (SM) der Teilchenphysik beschreibt diesen Mikrokosmos mit hoher Präzision und liefert uns ein tiefes Verständnis der grundlegenden Kräfte, der Struktur der Materie und der Entwicklung des Universums.

Der Exzellenzcluster Quantum Universe II (QU-II) zielt auf die Erweiterung unseres Verständnisses der Naturgesetze ab – von der frühesten Quantenära der kosmologischen Entwicklung bis zu den größten gravitativen Strukturen des heutigen Universums. Trotz der Erfolge des Standardmodells der Teilchenphysik und der Allgemeinen Relativitätstheorie bleiben grundlegende Fragen offen: Woher rührt die große Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie? Woraus besteht die Dunkle Materie? Was verursacht die beschleunigte Expansion des Universums? Wie kann Gravitation quantenmechanisch beschrieben werden und durch welche mathematischen Strukturen?

„Messen heißt wissen“ – das ist das Wesen der Naturwissenschaften. Messen an der Quantengrenze ist das Wesen der Quantenmetrologie.

Deep Learning (DL) hat in den letzten zehn Jahren zu bahnbrechenden Fortschritten in der künstlichen Intelligenz (KI) geführt, und trotzdem haben aktuelle KI-Systeme immer noch bemerkenswerte Schwachstellen. Zum einen erfordern sie beträchtliche Ressourcen, was zu einer Monopolstellung einiger weniger großer Unternehmen führt. Zum anderen können sie nicht logisch denken oder mit ungewohnten Situationen umgehen. Sie verbessern sich nicht kontinuierlich und müssen ständig angepasst und neu trainiert werden.

Die Exzellenzcluster-Initiative “Verantwortungsvolle Elektronik im Zeitalter des Klimawandels” (REC²) wird einen Paradigmenwechsel in Konzeption, Design, Realisierung, Nutzung und Entsorgung elektronischer Bauteile herbeiführen. Elektronik ist allgegenwärtig, sie ist unerlässlich für den Fortschritt und unterstützt uns in der Bewältigung vieler Herausforderungen, wie dem Klimawandel. Allerdings ist die Elektronik selbst auch ein Teil des Problems: Ihr beträchtlicher Energiebedarf steigt stetig und die immer kürzeren Nutzungszeiten führen zu einem enormen Ressourcenverbrauch.

Der Exzellenzcluster „Religion und Politik. Dynamiken von Tradition und Innovation“ der Universität Münster untersucht seit 2007 das komplexe Verhältnis von Religion und Politik quer durch die Epochen und Kulturen. Die 140 Wissenschaftler*innen aus 20 geistes- und sozialwissenschaftlichen Fächern und 10 Ländern befassen sich in der Förderphase von 2019 bis 2025 besonders mit „Dynamiken von Tradition und Innovation“.

Das Team des Exzellenzclusters RESIST setzt sich gezielt für Menschen ein, die besonders anfällig für Infektionen sind. Dazu zählen insbesondere Neugeborene, Seniorinnen und Senioren sowie Personen mit einem geschwächten Immunsystem. Für sie können Viren und Bakterien nicht nur belastend, sondern oft lebensgefährlich sein.

Solvation Science wurde von RESOLV als interdisziplinäres Forschungsgebiet neu etabliert. In unserem vereinheitlichten Ansatz werden Lösungsmittel nicht mehr nur als bloße Zaungäste, sondern als entscheidende Gestalter chemischer Prozesse angesehen. RESOLV entwickelt innovative Techniken und Methoden, um lösungsmittelgesteuerte Prozesse zu verstehen und zu kontrollieren. Solvation Science ist eine wesentliche Grundlage zur Bewältigung drängender wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Herausforderungen, wie z.B. der Transformation der Produktion von Grundchemikalien weg von fossilen hin zu nachhaltigen Kohlenstoff- und Energiequellen.

ROOTS erforscht die weit in die Vergangenheit zurückreichenden Ursprünge der Verflechtung sozialer, kultureller und ökologischer Prozesse. So trägt ROOTS dazu bei, die langfristige Entwicklung dieser Verflechtungen zu erklären und zu verstehen, auf welche Weise sie bis in die Gegenwart nachwirken.

Die zentrale Vision des Exzellenzclusters SCALE (Subzelluläre Architektur des Lebens) ist es, die molekularen Prinzipien zu verstehen, die die innere Organisation von Zellen steuern. SCALE erforscht, wie zelluläre Strukturen entstehen, sich dynamisch verändern und in Gesundheit, Stress oder Krankheit miteinander kommunizieren.

Der Exzellenzcluster "Science of Intelligence (SCIoI)" trägt maßgeblich dazu bei, Intelligenz als Ganzes besser zu verstehen. Hierzu werden die bestehenden Erkenntnisse aus verschiedenen Disziplinen der Intelligenzforschung zusammengeführt.

Das liberale Gesellschaftsmodell steht weltweit unter wachsendem Druck. Autoritäre und illiberale Staaten, aber auch gewalttätige nichtstaatliche Akteure, stellen eine ernsthafte Bedrohung für liberale Demokratien von außen dar – im Inneren berufen sich populistische Bewegungen und Parteien auf liberale Werte, während sie deren Bedeutung infrage stellen. Damit stärken sie Extremismus, schwächen das Vertrauen in Institutionen und vertiefen gesellschaftliche Polarisierung.

Der Exzellenzcluster "Nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrtsysteme" hat das Ziel, die grundlegende wissenschaftliche und technologische Basis für ein transformationsfähiges Luftverkehrssystem der Zukunft zu schaffen.

Seit 2019 entwickeln Forschende des Exzellenzclusters "Daten-Integrierte Simulationswissenschaft (SimTech)" an der Universität Stuttgart eine neue Klasse von simulations- und datengesteuerten Ansätzen, die die Anwendbarkeit und Genauigkeit von Simulationen erhöhen und die Art und Weise verändern, wie wir Wissenschaft und Technik betreiben.

Der Exzellenzcluster STRUKTUREN untersucht, wie Struktur, kollektive Phänomene und Komplexität aus den Grundgesetzen der Physik entstehen. Die dabei verwendeten Konzepte und Methoden sind auch zentral, um relevante Strukturen in großen Datenmengen zu finden und neuartige analoge Rechner zu entwickeln.

SyNergy – der Münchner Cluster für Systemneurologie – hat ein neues Forschungsgebiet definiert, in dem Systembiologie und systemische Neurowissenschaften auf klinische Neurologie treffen. Unterstützt von den beiden Münchner Exzellenz-Universitäten und fünf Helmholtz- und Max-Planck-Instituten hat dieses langfristige Programm wichtige Erkenntnisse ergeben und dauerhafte Infrastrukturen geschaffen.

Bottom-up Synthetic Immunology: Neue Wege zur Bekämpfung von Infektionen und Krebs. Infektionskrankheiten wie AIDS und Malaria sowie schwer behandelbare Krebsarten wie Pankreas- und Gehirntumore bleiben eine globale Gesundheitsbedrohung. Trotz intensiver Forschung fehlen oft wirksame Präventions- oder Behandlungsmöglichkeiten. Gemeinsam ist diesen Krankheiten, dass sie den Immunmechanismen entgehen, während gezielte Eingriffe in Immunzell-Gewebe-Wechselwirkungen bislang kaum möglich sind und experimentelle Modelle dafür erst entstehen.

Der Cluster Temporal Communities hat das Ziel, ein neues Verständnis von Literatur in globaler Perspektive zu entwickeln. Er will dazu beitragen, die traditionellen Rahmenkategorien der Literaturgeschichte, "Nation" und "Epoche", zu überwinden.

Die Luft, die wir atmen, das Wasser, das wir trinken, unsere Nahrung und andere Ressourcen resultieren aus Interaktionen zwischen der Geo- und der Biosphäre. Diese Wechselwirkungen zu verstehen ist daher unverzichtbar für das Überleben und Wohl der Menschheit, die durch den anthropogenen Wandel gefährdet sind. Der gegenwärtige anthropogene Einfluss ist beispiellos, aber die zugrundeliegenden Naturgesetze sind universell gültig.

Das Ziel von The Adaptive Mind ist es, das wissenschaftliche Verständnis der Anpassungsfähigkeit menschlichen Verhaltens zu transformieren. Unsere Ergebnisse werden nicht nur eine der fundamentalsten Fragen der Psychologie beantworten, sondern auch neue Wege für individualisierte Ansätze zu psychischer Gesundheit und die Etablierung robuster, Künstlicher Intelligenzsysteme eröffnen. Anpassungsfähiges Verhalten stellt vermutlich eine der größten Leistungen des Menschen dar.

Die Zukunft wird erneuerbar! Die Gestaltung eines postfossilen Zeitalters erfordert die Entwicklung disruptiver Technologien zur Herstellung und Nutzung von flüssigen Energieträgern und chemischen Produkten als Grundlage für eine nachhaltige Verknüpfung von Energie und Chemie. Energiereiche Moleküle, die erneuerbare Energien zusammen mit nachwachsenden Rohstoffen speichern, leisten einen wichtigen Beitrag zur Defossilisierung des Transportsektors, insbesondere für schwierig elektrifizierbare Schwerlast- und Non-Road-Anwendungen, die einen erheblichen Anteil am Gesamtenergiebedarf haben. Gleichzeitig sind energiereiche Moleküle wesentliche Bestandteile für eine Netto-Null-Produktion von Chemikalien, die die Grundlage für Ernährung, Gesundheit und Wohlstand darstellen.

Gesellschaften verändern sich weltweit rapide. Technologie spielt dabei eine zentrale und zugleich am-bivalente Rolle, wie aktuelle Debatten über künstliche Intelligenz, Neurotechnologien und autonome Systeme zeigen. Trotz dieser Schlüsselrolle bleibt Technologie im Portfolio der Sozialwissenschaften oft randständig und wird in einschlägigen Theorien selten als expliziter oder wesentlicher Faktor behandelt. Gerechtigkeits- und Demokratietheorien beispielsweise behandeln ihre Kernfragen oft getrennt von Technologie und Innovation. Gleichzeitig spielen die Sozialwissenschaften in der Technikentwicklung oft eine nachgeordnete Rolle. Diese Diskrepanz verhindert, dass wir komplexen globalen Herausforderun-gen, dem wachsenden Misstrauen gegenüber Technologie und der transformativen Wirkmacht neuer Technologien adäquat begegnen.

Das Versprechen der Menschenrechte, Menschen überall auf der Welt vor Ungerechtigkeit zu schützen und ihnen ein Leben in gleicher Würde zu ermöglichen, bleibt trotz zahlreicher Verträge, Institutionen und Organisationen in vielerlei Hinsicht unerfüllt. Zudem nimmt die Skepsis im akademischen Diskurs und die offene Ablehnung der Menschenrechte durch politische Akteure zu.

Schreiben zählt zu den zentralen Kulturtechniken der Menschheit. Über Jahrtausende hinweg hat es Gesellschaften geprägt und sämtliche soziale und technische Revolutionen überdauert. Die Bedeutung der Handschriftlichkeit erschöpft sich dabei nicht allein im Inhalt des Geschriebenen. Sie zeigt sich auch in den verwendeten Materialien, Schreibwerkzeugen, Nutzungszusammenhängen und in der Art und Weise, wie Schriftartefakte bearbeitet, weitergegeben und aufbewahrt werden. Steintafeln mit Inschriften, Palmblattmanuskripte, Papyrusrollen, mittelalterliche Kodizes oder Graffiti – die Vielfalt dieser Artefakte spiegelt die unterschiedlichen Funktionen wider, die Schrift im Alltag erfüllte und immer noch erfüllt.

Das zentrale wissenschaftliche Ziel von UniSysCat ist, die nächste Stufe zukünftiger Herausforderungen in der Katalyse zu meistern: die Entschlüsselung, Erzeugung und Kontrolle von Reaktionsnetzwerken in der chemischen und biologischen Katalyse mit unterschiedlicher Komplexität in Zeit und Raum.