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Freiwilliges wissenschaftliches Jahr


Im FWJ begleiten Sie ein Jahr lang ein Forschungsprojekt Ihrer Wahl. Gemeinsam mit Ihren Betreuern und Teamkollegen erforschen Sie beispielsweise neue Erkenntnisse im Bereich der Quantenphysik, Laserforschung und Werkstoffkunde. Durch die praktische Tätigkeit in den Forschungslaboren erhalten Sie Einblicke in naturwissenschaftliche Berufsfelder in einem international geprägten Umfeld.

Freiwilliges wissenschaftliches Jahr


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Im FWJ können Sie ein zwölfmonatiges oder zwei sechsmonatige Forschungsprojekt/e in einer Arbeitsgruppe absolvieren.

Wer kann mitmachen?

Das Freiwillige Wissenschaftliche Jahr richtet sich an Abiturientinnen und Abiturienten, die sich für ein Studium oder eine Ausbildung im naturwissenschaftlichen Bereich interessieren. Sie können das Freiwillige Wissenschaftliche Jahr dazu nutzen

  •     praktische Erfahrungen zu sammeln
  •     sich beruflich zu orientieren
  •     ein Jahr bis zum Studien- oder Ausbildungsbeginn zu überbrücken.


Die im FWJ verbrachte Zeit wird als Wartesemester angerechnet. Eine bereits erhaltene Studienplatzzusage bleibt bestehen. 

Die folgenden Projekte werden durch QUEST im Rahmen des FWJ angeboten:

Institut für Erdmessung / QUEST:
Analyse geodätischer Satellitendaten

Am Institut für Erdmessung untersuchen wir Messungen der räumlichen und zeitlichen Variationen des Gravitationsfeldes der Erde. Unsere Gruppe analysiert insbesondere langjährige Zeitreihen der Satellitenmission GRACE, die das Gravitationsfeld der Erde global durch Sensorsysteme (Ranging, Beschleunigungsmesser, Rotationssensoren,?) erfasst. Der Praktikant/die Praktikantin wird bei der Datenanalyse und Programmierung mitarbeiten. Im Lauf des Praktikums wird der Praktikant/die Praktikantin die Grundzüge der wissenschaftlichen Signalverarbeitung kennenlernen und einen Einblick in die wissenschaftliche Nutzung der Daten für die Erdsystem- und Klimaforschung erhalten.

Laser Zentrum Hannover, Abteilung Nanotechnologie, Gruppe Nanophotonik:
Planung, Aufbau und Charakterisierung durchstimmbarer Laserquellen für spektroskopische Untersuchungen an Nanostrukturen
Unter Verwendung von kommerziellen Laserdioden sollen verschiedene Laserkonzepte erarbeitet und untersucht werden, die es erlauben, mit Hilfe durchstimmbarer Laserstrahlung eine optische Charakterisierung von 2 und 3 dimensionalen Nanostrukturen vorzunehmen. Die entsprechend zu untersuchenden Strukturen können unter Anleitung erfahrener Mitarbeiter selbstständig hergestellt werden. Dabei sind Computerkenntisse äusserst nützlich (CAD, Programmierung). Bei der Durchführung des Projektes ist es ggf. notwendig, spezielle optische und mechanische Komponenten, die für die experimentelle Realisation benötigt werden, eigenständig zu konzipieren und herzustellen. Dabei ist die Kommunikation mit anderen Instituten, Abteilungen und mechanischen und elektronischen Werkstädten erforderlich. Die anfallenden Arbeiten im Bereich der Elektronik (Schaltungsaufbau, Löten) sollen selbstständig durchgeführt werden.

Planung und Aufbau wissenschaftlicher Demonstrationsexperimente
Hierbei sollen wirkungsvolle Experimente konzipiert und realisiert werden, die es beim Einsatz in Vorlesungen und Vorführungen ermöglichen, einfache aber auch komplizierte physikalische Sachverhalten anschaulich zu demonstrieren. Dabei geht es Fachlich zunächst um die Bereiche Optik, nichtlineare Optik, Photonik und Mikro- und Nanotechnologie (Nanoengineering). Computerkenntisse sind äusserst nützlich (CAD, Programmierung). Bei der Durchführung des Projektes ist es ggf. notwendig, spezielle optische und mechanische Komponenten, die für die experimentelle Realisation benötigt werden, eigenständig zu konzipieren und herzustellen. Dabei ist die Kommunikation mit anderen Instituten, Abteilungen und mechanischen und elektronischen Werkstädten erforderlich. Die anfallenden Arbeiten im Bereich der Elektronik (Schaltungsaufbau, Löten) sollen selbstständig durchgeführt werden.

Laser Zentrum Hannover e.V., Abteilung Laserentwicklung:
Einfrequente Verstärkersysteme

Für viele Anwendungen in der Wissenschaft werden spezielle Laserquellen benötigt, die nur genau eine Laserwellenlänge ausstrahlen. Insbesondere bei Präzisionsmessungen ist häufig zudem sehr wichtig, dass auch die Ausgangsleistung und Laserwellenlänge zeitlich konstant sind. Die typischen, kommerziell verfügbaren Laserquellen dieses Typs sind jedoch in der Ausgangsleistung stark limitiert. Daher sollen in diesem Projekt verschiedene Verstärkerkonzepte untersucht werden, mit denen die Leistung dieser einfrequenten Quellen erhöht werden kann. In diesem Verstärkungsprozess können nichtlineare Streuprozesse die Effizienz und die Stabilität der Ausgangsleistung stark negativ beeinflussen. Der Einfluss dieser Effekte und mögliche Konzepte, diese Effekte zu reduzieren oder gar vollständig zu unterdrücken, sollen evaluiert werden.

Projekt Festkörperlaser, Unterstützung Tätigkeiten im Bereich Entwicklung von Festkörperlasern für Weltraumanwendungen
Aufbau und Charakterisierung von Mikrochiplasern, Charakterisierung von Pumpdioden, Durchführung von Messkampagnen von Weltraumlasern in relevanter Umgebung.

Laser Zentrum Hannover e.V., Abteilung Laserkomponenten:
Herstellung und Charakterisiering hochwertiger optischer Schichten

Im Rahmen des Excellenzclusters QUEST wurde von der Arbeitsgruppe "Advanced Optical Materials" eine Ionenstrahl-Zerstäubungsanlage für die Herstellung von optischen Schichtsystemen mit geringsten Verlusten aufgebaut. Die Anlage soll weiter optimiert und ausgebaut werden. Im Rahm,en des Praktikums sollen technische Konzepte für die Messung von Prozessparametern und der Eigenschaften der hergestellten Schichten bearbeitet werden. Hierzu steht eine Vielzahl von Messeinrichtungen (Thermossonden, Massenspektrometer, Spektralphoptometer,..) zur Verfügung. Der Praktikant wird direkt in die Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe eingebunden und nimmt an den wissenschaftlichen Arbeiten in einem Team von Wissenschaftlern teil.

Institut für Kartographie und Geoinformatik (ikg):
Landmarken-basierte Positionierung und Mobile Mapping

Am ikg beschäftigen wir uns mit der Herstellung von Landmarken-Karten für die Positionsbestimmung von Fahrzeugen im Straßenverkehr. Dazu gehört die Erfassung des Straßenraums mit unserem mobilen Laserscanner- und Kamerasystem. Anschließend müssen die Daten aufbereitet und analysiert werden. Dazu werden sowohl kommerzielle Softwarepakete als auch instituts-eigene Software genutzt. Der Praktikant/die Praktikantin wird bei der Datenerfassung, -aufbereitung, und -analyse mitarbeiten.

Institut für Gravitationsphysik:
Unterstützung bei der Entwicklung von analogen und digitalen elektronischen Schaltungen für wissenschaftliche Experimente

Institut für Quantenoptik:
Im Rahmen des Projektes QUANTUS (Quantengase unter Schwerelosigkeit) soll erstmals ein Bose-Einstein-Kondensat im Weltraum erzeugt werden.

Hierbei handelt es sich um einen quantenmechanischen Teilchenzustand, der bei niedrigsten Temperaturen auftritt. Zu diesem Zweck werden am Institut für Quantenoptik der Universität Hannover raketentaugliche Ultrahochvakuumsysteme und mikrointegrierte Atomfallen entwickelt. Während des freiwilligen wissenschaftlichen Jahres kann die Praktikantin oder der Praktikant an der Planung und Konstruktion einer Raketenmission mitwirken und Erfahrung im Umgang mit modernen physikalischen Technologien wie z.B. mikrointegrierte Atomfallen, schmalbandigen Lasern und Ultrahochvakuumsystemen sammeln.

Institut für Mehrphasenprozesse:
Entwicklung von Implantaten für Anwendungen im Bereich des Herz-, Gefäß- und Sehnenersatzes

Im Rahmen der Entwicklung von Implantaten für Anwendungen im Bereich des Herz-, Gefäß- und Sehnenersatzes wird am Institut für Mehrphasenprozesse erforscht, welche Materialien für solche Produkte geeignet sind. Hierbei wird der Ansatz des Tissue Engineering verfolgt, bei dem eine künstlich erzeugte Gerüststruktur aus Polymeren in einem Bioreaktor mit patienteneigenen Zellen besiedelt wird, so dass vitales Gewebe entsteht. Im Laufe der Zeit wird diese Gerüststruktur im Körper u.a. durch Enzyme abgebaut und der Organismus sorgt durch Ausbildung von eigenem Bindegewebe für die Stabilität und die Erhaltung der Form des Implantats. Da der Abbauprozess des Polymers im Einklang mit der Gewebeneubildung stehen muss, sind genaue Kenntnisse über Abbaugeschwindigkeit und die einhergehende Veränderung der mechanischen Stabilität sehr wichtig für die Auslegung entsprechender Gerüststrukturen.
Im Rahmen dieses Projekts sollen deshalb in einem bereits existierenden Versuchsaufbau Langzeituntersuchungen hinsichtlich des Abbaus und der mechanischen Eigenschaften von Polymerwerkstoffen durchgeführt werden. Dazu stehen moderne bildgebende Verfahren (Rasterelektronen-, Laserscanning-, Fluoreszenzmikroskop) und Prüfverfahren (Universalzugprüfmaschine) am Institut zur Verfügung.
Für mehr Informationen besuchen Sie bitte unsere Homepage unter www.imp.uni-hannover.de oder wenden Sie sich an zernetsch@imp.uni-hannover.de. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!

Institut für Mehrphasenprozesse:
Überprüfung der Hämokompatibilität (Blutverträglichkeit) künstlicher Oberflächen
Am Institut für Mehrphasenprozesse arbeiten Wissenschaftler aus den Bereichen Biologie, Maschinenbau und Biomedizintechnik in interdisziplinären Arbeitsgruppen an speziellen Problemstellungen der medizintechnischen Forschung zusammen. Eine Fragestellung in diesem Kontext stellt die Überprüfung der Hämokompatibilität (Blutverträglichkeit) künstlicher Oberflächen dar. Bis zum heutigen Zeitpunkt gibt es weltweit kein anerkanntes, standardisiertes in vitro Testsystem zur dynamischen Untersuchung der Hämokompatibilität von Implantaten für das kardiovaskuläre System (Herz-Kreislauf-System). Am Institut für Mehrphasenprozesse werden in diesem Zusammenhang Systeme entwickelt, die ein breites Screening solcher Implantate (z.B. Stents oder Gefäßprothesen) unter standardisierten Bedingungen realisieren. Die Herausforderungen im Rahmen dieser Entwicklung besteht in der großen Vielfalt der Einflussfaktoren auf die Messergebnisse von Blutverträglichkeitsuntersuchungen. Hierzu zählen unter anderem systembedingte Faktoren, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, Strömungsverhältnisse und Oberflächeneigenschaften, aber auch physiologische Parameter, wie die Wahl geeigneter Tierblute, Blutentnahme, Antikoagulation (Gerinnungshemmung) oder der Lagerungseinfluss von Blutproben auf die Ergebnisse.
Im Vordergrund dieses Projekts stehen daher Untersuchungen mit vorhandenen Versuchsaufbauten hinsichtlich des Einflusses dieser Parameter auf die Messergebnisse. Die Laboruntersuchungen der Blutproben umfassen die Standardparamater Hämatokrit, Hämolyserate und Thrombozytenzahl, aber auch Untersuchungen zur Aktivierung des Gerinnungssystems und Oberflächenbeurteilung der Implantate mit Hilfe des Rastererlektronenmikroskops. Im Anschluss an die Bewertung der Messergebnisse werden gegebenfalls Optimierungen oder Erweiterungen an den Systemen vorgenommen. Hierzu werden eigenständig mit Hilfe einer CAD-Software Bauteile konstruiert und diese anschließend in der institutseigenen Werkstatt gefertigt.
Nach Beendigung des freiwilligen wissenschaftlichen Jahres wurden Einblicke in den Studienalltag eines Studierenden des Bereichs Maschinenbau/Biomedizintechnik sowie ein erstes Gefühl für die späteren Berufs-/Arbeitsfelder eines Ingenieurs der Medizintechnik vermittelt.
Für mehr Informationen besuchen Sie bitte unsere Homepage unter www.imp.uni-hannover.de oder wenden Sie sich an krolitzki@imp.uni-hannover.de oder mueller@imp.uni-hannover.de. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!

Institut für Mehrphasenprozesse:
Einfluss von Antioxidantien und Plazentaextrakten auf die Kryokonservierung mesenchymaler Stammzellen

Die Langzeitlagerung von Zellen ist in Forschung und medizinischer Anwendung mit Hilfe von tiefkalten Temperaturen möglich. Das Ziel dieser Kryokonservierung ist die uneingeschränkte Lebensfähigkeit und Funktionsfähigkeit der Zellen nach dem Tauen um für folgende Untersuchungen oder medizinische Therapien jederzeit die erforderlichen Zellen zur Verfügung stellen zu können. Für eine erfolgreiche Tiefkühllagerung sind entscheidende Parameter beim Einfrieren sowohl die Anwendung einer entsprechenden Kühlrate, als auch die Wahl eines geeigneten Gefrierschutzmittels (Kryoprotektiv, Cryoprotectant agent: CPA) in angepasster Konzentration, um Gefrierschäden an den Zellen möglichst gering zu halten. Da für jede Zellart spezifische Einfrier- und Auftaubedingungen erforderlich sind, ist eine Optimierung des Prozesses für eine erfolgreiche Langzeitlagerung unerlässlich. Die Kryokonservierung mesenchymaler Stammzellen stellt dabei noch immer eine Herausforderung dar. Hohe Vitalitätsraten nach dem Tauen sind hier für einen Einsatz in der regenerativen Medizin von ebenso großer Bedeutung wie die Verwendung verträglicher Gefrierschutzmittel. In vorangegangenen Arbeiten wurde ein optimiertes Gefrierregime für mesenchymale Stammzellen des Weißbüschelaffen Callithrix jacchus (cjMSC) mit dem herkömmlichen, jedoch toxischen Kryoprotektiv Dimethylsulfoxid (DMSO) erarbeitet. Darauf aufbauend soll für die Langzeitlagerung der cjMSCs eine weniger belastende Gefrierschutzstrategie untersucht werden, die die Verwendung von Antioxidantien bzw. Plazentaextrakten dieses Primaten als CPA einschließt. Die Zellen werden vergleichend im bestmöglichen Gefrierprotokoll mit ausgewählten Antioxidantien (z.B. ?-Tocopherol, Catalase, Superoxid Dismutase, Vitamin C) oder Plazentaextrakt und DMSO eingefroren. Nach dem Tauen wird die protektive Wirkung der Substanzen bzw. des Extraktes über die Bestimmung der Zellmembranintegrität sowie der Rekultivierbarkeit ermittelt. Darüberhinaus wird die Differenzierbarkeit der Zellen nach der Kryokonservierung geprüft. Nach umfassender, ausführlicher Einarbeitung in die Zellkulturarbeit soll die Fragestellung weitgehend eigenständig aber natürlich mit paralleler wissenschaftlicher und technischer Assistenz bearbeitet werden.

Turnus

jährlich

Ort

Leibniz Universität Hannover

Zielgruppe

Abiturienten und Abiturientinnen

Veranstalter

QUEST-Leibniz-Forschungsschule / verschiedene Institute der LUH

Weitere Infos

www.quest-lfs.uni-hannover.de/fwj

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