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Zwischen Bevölkerungswachstum, Kriegen und klimatischen Umwälzungen muss sich die menschliche Nahrungskette "vom Feld bis zum Teller" unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit neu erfinden. Ein riesiges Untersuchungsgebiet, das für Wissenschaftler aus allen Bereichen besonders herausfordernd ist. Unser Dossier beleuchtet einen Teil dessen, was in den Labors und auf den Feldern köchelt.

Wissenschaftler der EPFL nutzen hochmoderne bildgebende Verfahren, um Licht in die Entwicklung der Parkinson-Krankheit zu bringen, indem sie untersuchen, wie das Protein Alpha-Synuclein, der Hauptverursacher der Krankheit, den Zellstoffwechsel stört. Die Parkinson-Krankheit ist eine komplexe neurodegenerative Erkrankung, die durch die Degeneration bestimmter Arten von Neuronen im Gehirn gekennzeichnet ist, was zu einer Reihe von motorischen und nicht-motorischen Symptomen führt.

Mit einem innovativen Projekt in Sri Lanka haben ein EPFL-Forscher und ein sri-lankischer Forscher gezeigt, dass das Bauwesen in Schwellenländern effizienter, nachhaltiger und verantwortungsvoller arbeiten kann.

Wissenschaftler zeigen, dass es möglich ist, mit einem Glassubstrat einen Femtosekundenlaser herzustellen, der in die Handfläche passt. Ist es möglich, einen Femtosekundenlaser ganz aus Glas zu bauen? Yves Bellouard, Leiter des Galatea-Labors der EPFL, hat sich auf diese Frage eingelassen, nachdem er jahrelang stundenlang Femtosekundenlaser für Laborexperimente ausgerichtet hat.

Forscherinnen und Forscher der EPFL decken ein komplexes Proteinnetzwerk auf, das die asymmetrische Entwicklung der Organe im Embryo steuert. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis von genetischen Krankheiten und der biologischen Grundlagenforschung. Um ihre Umgebung zu überwachen, verwenden Zellen Zilien, d. h.

Eine vollständige Verletzung des Rückenmarks führt heute zu irreversiblen Lähmungen. Wissenschaftler des Neurorestore-Zentrums berichten heute in Science über die Wirksamkeit einer Gentherapie, die bei Mäusen das Nachwachsen der Nerven durch die Läsion fördert und sie so steuert, dass sie sich an den richtigen Stellen wieder verbinden, um die motorischen Funktionen wiederherzustellen.

Wissenschaftler der EPFL haben die schnelle Dynamik eines Virus in nie dagewesener Detailgenauigkeit mit einer Version der Kryo-Elektronenmikroskopie mit einer zeitlichen Auflösung im Mikrosekundenbereich festgehalten. Proteine sind unverzichtbare Bestandteile biologischer Systeme. Sie verrichten ihre Arbeit mit außerordentlicher Präzision und Geschwindigkeit.

Wissenschaftler der EPFL haben einen Ansatz entwickelt, der die Fähigkeit des Bakteriums E. coli zur Stromerzeugung verbessert. Dieser Fortschritt bietet eine leistungsfähige und nachhaltige Lösung für die Behandlung von organischen Abfällen und eröffnet neue Horizonte für die vielseitige mikrobielle Stromerzeugung.

Die von Greta Thunberg getragene pazifistische Klimamobilisierung hat das individuelle Umweltverhalten der Schweizer Einwohnerinnen und Einwohner beeinflusst, wie eine Untersuchung eines Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der EPFL zeigt. Im September 2019 waren alle Augen auf die Aktivistin Greta Thunberg gerichtet, die als globale Figur der Klimastreikbewegung rund 4 Millionen junge Demonstrantinnen und Demonstranten in 150 Ländern mit sich riss.

Die Verschmelzung von 2D-Halbleitern und ferroelektrischen Materialien könnte zu einer sowohl digitalen als auch analogen Informationsverarbeitung führen, mit der Folge, dass die Energieeffizienz und die Leistung elektronischer Geräte verbessert werden. Wir leben in einer analogen Welt, die durch kontinuierliche Informationsströme gekennzeichnet ist, die unser Gehirn gleichzeitig verarbeitet und aufzeichnet, während unsere Geräte die Informationen digital in Form von diskreten Binärcodes verarbeiten, indem sie die Daten in Bits aufteilen.

Auf der Grundlage der Ergebnisse der Knotentheorie und mithilfe von physikalischen Simulationen haben Forscherinnen und Forscher der Fakultät für Informatik und Kommunikation (IC) einen Datensatz aus Tausenden verschiedener elastischer Knoten erstellt, der für den Entwurf neuer Strukturen verwendet werden kann.

Forscherinnen und Forscher der EPFL und der Universität Manchester lüften die Geheimnisse der Nanofluidik mit Hilfe eines 2D-Materials und Licht. Eine Entdeckung auf dem Gebiet der Nanofluidik könnte unser Verständnis des molekularen Verhaltens auf kleinsten Skalen auf den Kopf stellen. Forschungsteams der EPFL und der Universität Manchester haben eine bislang unbekannte Welt enthüllt, indem sie die neu entdeckten fluoreszierenden Eigenschaften eines graphenähnlichen 2D-Materials, des Bornitrids, nutzten.

Eine im Kanton Waadt durchgeführte Studie der EPFL ermöglicht es, Faktoren zu identifizieren, die die Entscheidung für den Kauf von Solarmodulen positiv beeinflussen. Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die geografische Nähe eine bedeutende Rolle spielt und den bekannteren Faktor der sozialen Nähe ergänzt.

Wissenschaftler der EPFL und der Charles University haben eine Methode entwickelt, um die dynamischen und Nichtgleichgewichtseigenschaften komplexer ungeordneter Systeme zu analysieren, wie z. B. Gold mit magnetischen Verunreinigungen oder Meinungen, die in sozialen Netzwerken verbreitet werden.

Wissenschaftler der EPFL haben einen Durchbruch im Bereich der thermoelektrischen Materialien erzielt, um die Abwärme besser für die Erzeugung nachhaltiger Energie zu nutzen. Etwa 70% der Energie, die wir im Alltag verbrauchen, wird in Form von Wärme verschwendet, die von Motoren, Fabriken und Elektrogeräten erzeugt wird.

Ausgehend von einem Datensatz mit den Bewegungen eines Hundes konstruierte Mickaël Achkar einen Roboter, der, wenn er einmal gestartet ist, selbstständig laufen kann. Die Leidenschaft des Laboratoriums für computergestützte Roboterkonstruktion und -herstellung (CREATE) besteht darin, neue Methoden zu finden, um Roboter zu konstruieren und ihnen gleichzeitig neue Fähigkeiten zu verleihen.

Wissenschaftlern der EPFL ist es gelungen, die Lebensdauer des Quantenzustands eines mechanischen Oszillators zu verlängern. Dieser Durchbruch hat weitreichende Auswirkungen auf Quantencomputing- und -kommunikationssysteme. In den letzten zehn Jahren haben Wissenschaftler große Fortschritte bei der Erzeugung von Quantenphänomenen in mechanischen Systemen gemacht.

Ingenieure der EPFL schlagen eine systemweite Integrationslösung für die Abscheidung von Kohlenstoff und seine Mineralisierung in der Zementherstellung, der Stahlindustrie und der Abfallverbrennung vor. Ingenieure der EPFL in Sion, Schweiz, haben nachgewiesen, dass es möglich ist, in wichtigen Industriezweigen "Netto-Null"- und "Netto-Negativ"-Emissionen zu erreichen, indem die Kohlenstoffabscheidung und -mineralisierung direkt in die industriellen Prozesse integriert wird.

Forscherinnen und Forscher der EPFL haben herausgefunden, dass ein spezifischer Immunsignalweg die altersbedingte Entzündung und Neurodegeneration fördert. Ihre Arbeit kann dazu beitragen, die Mechanismen zu verstehen, die altersbedingten Störungen und Krankheiten zugrunde liegen. Mit zunehmendem Alter durchläuft der Körper verschiedene Veränderungen, die sich auf unsere allgemeine Gesundheit auswirken und uns anfälliger für Krankheiten machen können.

Eine kürzlich von Forscherinnen und Forschern der EPFL durchgeführte Studie enthüllt, wie Bakterien das Immunsystem von Fruchtfliegen beeinflussen. Dies gibt Aufschluss über die Entwicklung der Wirtsabwehr gegen spezifische Krankheitserreger und nützliche Mikroben. Tiere und Menschen leben mit einer großen Anzahl von Mikroorganismen zusammen, die als Mikrobiom bezeichnet werden, und bilden eine komplexe Beziehung, die von wechselseitig nützlich bis hin zu pathogen reichen kann.