Synergien in der Forschung

Im Zentrum dieses Forschungsschwerpunkts steht ein neues Verständnis von Lösungsmitteln als aktive Treiber chemischer Reaktivität statt als passive Medien. Durch die Neudefinition von Solvatation als molekularen Designparameter baut dieser Schwerpunkt auf dem international anerkannten Exzellenzcluster RESOLV, 15 ERC-Grants und Forschungsbauten wie ZEMOS (4.000 m²) und CALEDO (3.600 m²) auf. Das Konsortium hat Pionierarbeit geleistet mit Bottom-up-Ansätzen zu lokalen Lösungsmittel­effekten, Thermodynamik und Reaktivität unter extremen Bedingungen. Enge Kooperationen mit dem Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien GmbH, dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion sowie dem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung untermauern diese Position. Durch die Integration fortgeschrittener Spektroskopie, Simulation, Automatisierung und KI-gestützter Modellierung überträgt das Forschungsfeld molekulare Erkenntnisse in ein prädiktives Lösungsmittel- und Formulierungsdesign – und beschleunigt damit umweltfreundlichere Katalyse, elektrifizierte Synthese sowie ressourceneffiziente chemische Prozesse.

Dieser Forschungsbereich integriert Deutschlands einzigen Exzellenzcluster für Cybersicherheit (EXC CASA: Securing the Digital Society), das MPI für Sicherheit und Datenschutz und das Lamarr-Institut für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz zu einem einzigartigen Ökosystem für resiliente digitale Infrastrukturen. Durch die Verbindung nachweisbarer Sicherheit – von Post-Quanten-Kryptographie bis hin zu System-Level-Assurance – mit vertrauenswürdiger, ressourceneffizienter „Triangular AI“ adressiert der Verbund systemische Risiken, die in 6G, dem Internet der Dinge (IoT) und datengetriebenen Gesellschaften entstehen. Groß angelegte Kooperationen wie TRR 391, GRK 2624, 6GEM und das Research Center Trust verbinden Kryptographie, Statistik, KI sowie menschenzentrierter Vertrauens- und Usability-Forschung. Ein Dutzend ERC Grants, ein Leibniz-Preis in der Kryptographie sowie eine kontinuierliche Führungsrolle in der internationalen Sicherheits- und KI-Standardisierung unterstreichen die globale Sichtbarkeit. Durch die Kopplung formaler Garantien, statistischer Robustheit und gesellschaftlicher Einbettung setzt dieses Ökosystem europäische Maßstäbe für sichere, vertrauenswürdige und souveräne digitale Systeme.

Um Materie von der Quanten- bis zur Ensembleebene zu verstehen, müssen die Erkenntnisse aus zwei komplementären Laboren integriert werden: terrestrische Beschleuniger und der Kosmos selbst. Dieser Forschungsbereich zielt darauf ab, die Lücke zwischen kontrollierten Labormessungen und hochenergetischen kosmischen Beobachtungen zu schließen und eine integrierte Perspektive zu entwickeln, die neue Schlussfolgerungen und Erkenntnisse ermöglicht. Durch seine Verankerung im Exzellenzcluster Color Meets Flavor, im Sonderforschungsbereich (SFB) 1491 „Cosmic Interacting Matter“, im TRR 391 „Spatio-temporal Statistics for the Transition of Energy and Transport“, im GRK 2624 „Biostatistical Methods for High-Dimensional Data in Toxicology“ sowie im standortübergreifenden Ruhr Astro Particle, and Plasma Physics Center (RAPP) vereint der Forschungsbereich Teilchen-, Hadronen-, Astro- und Plasmaphysik und beteiligt sich an führenden internationalen Kooperationen wie ATLAS, Auger, CTAO, Einstein Telescope, IAXO, SKAO, LHCb und dem IceCube-Projekt. Durch die systematische Verbindung von Präzisionsmessungen, Multi-Messenger-Beobachtungen und plasma­physikalischer Theorie liefert das Konsortium belastbare Erkenntnisse über fundamentale Kräfte sowie über die Zusammensetzung und Entwicklung leuchtender und dunkler Materie im Universum.

Ein Paradigmenwechsel in der Materialwissenschaft ist im Gange: Die bisher intuitiv gesteuerte Erforschung entwickelt sich zu datenbasiertem Deisgn. Durch seinen Fokus auf datengetriebene Materialentdeckung, Materialsynthese und fortgeschrittene spektroskopische Techniken treibt dieser Forschungsbereich Innovationen an. Unter Nutzung der weltweit eingesetzten Alexandria Materials Database (> 6 Millionen DFT-Berechnungen) und des benchmarkführenden GRACE ML integriert er Multiskalenmodellierung (ICAMS) mit atomarer Mikroskopie und Hochleistungsspektroskopie im Forschungsbau ZGH sowie im interdisziplinären Forschungszentrum DAEDALUS. Der Forschungsbereich verbindet die global ausgerichtete Materialinformatik der Ruhr-Universität Bochum mit TU Dortmunds Expertise in verlässlicher, wissensintegrierter KI am Lamarr-Institut, um Innovationen zu beschleunigen. Durch die Bündelung von Datenbanken, Plattformen und Werkzeugen ebnet das Ruhr Innovation Lab den Weg von der Entdeckung zur Anwendung und setzt Maßstäbe für reproduzierbare und nachhaltige Materialinnovationen.

In Zeiten digitaler Disruption, zunehmender Polarisierung und globaler Verflechtungen ist es für resiliente Gesellschaften entscheidend zu verstehen, wie Wissen entsteht, vermittelt und verhandelt wird. Dieser Forschungsbereich begreift Komplexität nicht nur als Teil der Welt, sondern auch als Ergebnis epistemischer Praktiken, medialer Infrastrukturen und kultureller Rahmenbedingungen, die prägen, was als Wissen gilt. Aufbauend auf starken kooperativen Strukturen – wie dem Sonderforschungsbereich (SFB) 1567 „Virtual Lifeworlds“, DFG-geförderten Forschungsgruppen, dem College for Social Sciences & Humanities sowie dem KWI – Kulturwissenschaftlichen Institut Essen – integrieren Forschende der Ruhr-Universität Bochum und der TU Dortmund geistes- und sozialwissenschaftliche Ansätze mit partizipativen Forschungsformaten und dekolonialen Perspektiven. Gemeinsam entwickeln sie reflexive, global orientierte Ansätze weiter, die Forschung, Lehre und gesellschaftliches Engagement miteinander verzahnen.

Rascher technologischer Wandel, soziale Ungleichheit, Mobilität und demografische Veränderungen haben tiefgreifende Auswirkungen auf die psychische Gesundheit über die gesamte Lebensspanne hinweg und prägen Bildungsbiografien. Dieser Forschungsbereich eht diese Herausforderungen mit einem interdisziplinären Konsortium aus Philosophie, Psychologie, Bildungswissenschaften, Sozialwissenschaften und Neurowissenschaften an. Aufbauend auf international sichtbaren Infrastrukturen – wie dem Deutschen Zentrum für Psychische Gesundheit (DZPG), dem Forschungs- und Behandlungszentrum für Klinische Psychologie (FBZ), IGLU – Internationale Grundschul-Lese-Untersuchung sowie groß angelegten digitalen Panels mit bis zu 150.000 Teilnehmenden – verbindet der Bereich konzeptionelle Grundlagen mit Längsschnittdaten, klinischer Forschung, groß angelegten Bildungsstudien und Interventionen in realen Kontexten. Zu den geplanten Maßnahmen gehören die Entwicklung integrativer, theoriegeleiteter Modelle, den Ausbau digitaler Kohortenstudien, die Weiterentwicklung evidenzbasierter Bildungs- und Präventionsprogramme, die Skalierung partizipativer und Citizen-Science-Ansätze sowie die Stärkung translationaler Prozesse von der Forschung in die Praxis. Gemeinsam fördern diese Aktivitäten Resilienz, Bildungsgerechtigkeit und die nachhaltige Förderung von mentaler Gesundheit.

Nichtlineare, emergente und multiskalige Wechselwirkungen sind allgegenwärtig, werden in der Ingenieurwissenschaft jedoch häufig unterdrückt, weil sie als schiwerig zu kontrollieren gelten. Gleichzeitig eröffnen sie jedoch transformative Möglichkeiten. Der Forschungsbereich „Engineering Complexity“ zielt darauf ab, diese Wechselwirkungen zu verstehen und ihr Potenzial zu nutzen, um adaptive Materialien, lastoptimierte Freiformbauteile sowie resiliente und ressourceneffiziente Produktionssysteme zu ermöglichen. Verankert in der Humboldt-Professur von F. Ömer Ilday und dem Center for Complex Laser-Matter Interactions, dem Transregio-Sonderforschungsbereich (TRR) 188 „Damage Controlled Forming Processes“ sowie der DFG-Forschungsgruppe RU 5620 „Laser Metal Deposition“, bündelt er die Stärken von Ruhr-Universität Bochum und TU Dortmund in Produktionsprozessen, Materialien, Mechanik und datengetriebener Modellierung in einem starken Forschungsverbund. Zusammen mit der KI-Expertise des Lamarr-Instituts für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz entsteht so die Grundlage für ein international wettbewerbsfähiges Konsortium, das sich der Verbesserung der Robustheit, Effizienz und Vielseitigkeit komplexer technischer Systeme widmet. Die Wirkung liegt auf der Hand: neue wissenschaftliche Standards, robuste industrielle Technologien und nachhaltige Wertschöpfung für die Gesellschaft.