Bevillingerne gives inden for rammerne af Det Frie Forskningsråds Opslag E2013 og F2014 og har til formål at give yngre forskere de bedste betingelser for at levere markante forskningsresultater på et højt internationalt niveau.
Bevillingsbreve til de udvalgte samt afslagsbreve vil blive udsendt snarest muligt. Afslag vil indeholde en kortfattet begrundelse, der peger på de væsentligste faglige grunde til, at ansøgningen ikke opnåede bevilling.
Der tages forbehold for trykfejl og eventuelle justeringer.
Projekttitel: Spectroscopic approaches to understand the catalytic isomerization of carbohydrates
Bevillingsmodtager: Andreas Jonas Kunov-Kruse
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.775.050
Projektbeskrivelse: I fremtiden vil produkter som f.eks. nylon jakken, cola flasken, plastic poserne eller børnenes legetøj måske blive lavet ud af sukkerstofferne i halm og træ i stedet for kemikalier fra olie. Der er dog et stykke vej før det bliver virkelighed: Sukkerstofferne skal omdannes til den helt rigtige struktur, før de kemisk kan bruges i produktionen af de bio-kemikalier som kan erstatte olie. Det har vist sig meget udfordrende at styre disse omdannelser uden at man ender med en sort, værdiløs karamellignende masse. På trods af mange års forskning ved man stadig meget lidt om kemien bag sukkeromdannelserne. Projektet vil derfor kombinere infrarød og kernemagnetisk resonans spektroskopi til at få dybere indsigt i denne sukkerkemi. Spektroskopien giver et detaljeret billede af molekylernes struktur og antal, ved at udnytte molekylernes vekselvirkninger med hhv. infrarødt lys og radiobølger. Vi vil bruge spektroskopien mens reaktionerne forgår til at optage små detaljerede ”film” af reaktionsforløbet hvilket ikke er gjort systematisk før. Projektet vil blive udført i samarbejde med forskere på Universitet i Wisconsin-Madison som er førende inden katalytisk sukker og biomasse kemi og Dong Energy.
Projekttitel: FADE - FIGHTING ASH DIEBACK WITH ENDOPHYTES
Bevillingsmodtager: Chatchai Kosawang
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 3.469.536
Projektbeskrivelse: Asketoptørre , forårsaget af svampen Hymenoscyphus pseudoalbidus, truer aske-bestanden over hele Europa. I Danmark er ca. 90% af asketræerne (Fraxinus excelsior) ramt af sygdommen. Der findes endnu ingen effektiv bekæmpelse af sygdommen. For nyligt er der i den danske askebestand fundet en række asketræer med varierende resistens over for sygdommen. Eksempler i andre træarter har vist at endofytter, dvs. de mikroorganismer der lever i planter, er afgørende for træers resistens over for sygdomme. Vores hypotese er at de modstandsdygtige asketræer (F. excelsior og andre askearter) muligvis er associerede med forskellige grupper af endofytter, som giver forskellige grader af resistens. Indsigt i strukturen af disse endofyt-grupper, samt hvilke der har egenskaber som kan anvendes til biologisk kontrol, kan medvirke til udvikling af nye bekæmpelsesmetoder overfor asketoptørre.
Projekttitel: The lignin-cellulose electron shuttling mechanism
Bevillingsmodtager: David Cannella
Institution: København Universitet
Bevilget beløb: 2.303.781
Projektbeskrivelse: Projektbeskrivelse Enzymatisk nedbrydning af biomasse er en essentiel del af den biokemiske konvertering af biomasse til brændstof og kemikalier i bioraffinaderier. Form ålet med projektet er at forbedre den enzymatiske konvertering ved at udnytte en ny klasse af enzymer, GH61, som via oxidativ nedbrydning af cellulose kan fremme nedbrydningen, øge udbyttet og producere nye interessante oxiderede sukkerstoffer. Essentielt for projektet er at afdække de fundamentale mekanismer, som ligger til grund for funktionen af disse enzymer. GH61 enzymerne virker ved at oxidere cellulose under forbrug af ilt. Aktiviteten af denne redox-proces er afhængig af tilstedeværelsen af en elektrondoner, som i biologisk materiale kunne v ære lignin. Foreløbige resultater viser, at udvekslingen af elektroner mellem enzym og lignin foregår via en mediator–sandsynligvis opløseligt lav- molekylært lignin. Projektet vil studere disse redox-mekanismer og fors øge at identificere de potentielle mediatorer i biomasse. Fra en industriel vinkel giver disse oxidative enzymer en mere effektiv omsætning af biomasse samt mulighed for at producere en ny type af oxiderede sukkerstoffer. Et præcist kendskab til funktionen af enzymerne, de mekanismer der styrer deres aktivitet samt ikke mindst muligheden for at kontrollerer dette vha. bioreaktor-og procesdesign er afgørende for en industriel anvendelse.
Projekttitel: Cytokinin based resistance and biocontrol for plant protection
Bevillingsmodtager: Dominik Grosskinsky
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 3.335.472
Projektbeskrivelse: Cytokininer, klassiske vækststimulerende plantehormoner, er fornylig blevet identificeret som nye hidtil ukendte planteimmunitets regulatorer, der øger plantesygdomsresistens. Da gavnlige mikroorganismer også producerer cytokininer, kan de være bestemmende faktorer i biologisk bekæmpelse af sygdomme. På grund af den stigende globale befolkning, klimaændringer og forbud mod brug af visse pesticider vil den fremtidige biomasseproduktion til mad, foder og bioenergi være stærkt afhængig af alternativer til kemisk bekæmpelse. Projektet vil frembringe ny basal viden om cytokininers funktion i planteimmunitet og åbne op for nye strategier i anvendelsen af mikroorganismer i biologisk bekæmpelse, et område af stigende kommerciel interesse. Studiet af cytokinin-baseret bekæmpelse vil bidrage med nye plantebeskyttelsesmodeller, der kan kombineres med andre nyttige egenskaber, som f.eks miljøbestemt stresstolerance og vækstforøgelse.
Projekttitel: Nanodelivery systems for urine bladder tissue engineering applications
Bevillingsmodtager: Fatemeh Ajalloueian
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.404.800
Projektbeskrivelse: Blæren opsamler urin produceret i nyrerne. Det er en elastisk beholder som er lavet af adskillelige lag muskelvæv, og den kan indeholde ca. 500 ml urin. Over 400 millioner mennesker verden over lider af blære relaterede sygdomme såsom cancer, traumer, infektioner, inflammationer, medfødte blærerelaterede sygdomme eller andre tilstande relateret til det geniturinære system. Den mest benyttede kirurgiske behandling anvender intestinal væv med blodkar til at forstærke eller erstatte den syge blære. Denne teknik er dog stærkt afhængig af donorer, og kan medføre komplikationer såsom fejlernæring, metaboliske forstyrrelser, øget slim produktion, sten dannelse, kroniske infektioner og cancer. Dette understreger relevansen af at genere en blære ved brug af autologe celler og syntetiske, bionedbrydelige, formgivende strukturer, som vil guide den strukturelle udvikling af det nye væv, og en sådan vil kunne bruges som en attraktiv alternativ behandlingsform for blære anormaliteter. Vi har konstrueret et “hybrid” blære transplantat, som har vist succesfuld proliferering af urothelium celler. Formålet med det nuværende projekt er: i) at studere hastigheden af celle prolifereringen, væsten af celler samt vævsdannelse i det konstruerede transplantat, og ii) at udvikle funktionelle nano-delivery systemer, som skal kunne tilføre terapeutiske stoffer, lægemidler etc. til transplantatet, for således at fremme vævs-regenereringsprocessen og heling.
Projekttitel: Micro/nano-particle engineering approach to understand the biological fate of nanomedicines
Bevillingsmodtager: Feng Wan
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.828.097
Projektbeskrivelse: Trods det utrolige fremskidt inden for nanovidenskab og nanomedicin, de egentlige resultater fra nanomedicin og dets eksponering over for biologiske miljøer, en fundamental forudsætning for nanobiologi, nanotoksikologi og farmaceutisk ydeevne, forstås ikke helt. Den regulatoriske godkendelse og kommercialisering af produkter relateret til nanomedicin er derfor forhindret. Formålet med dette projekt er at opnå en fundamental forståelse for interaktioner mellem nanomedicin og biologiske væsker ved hjælp af principperne for rationel design af nanomedicin for at opnå maksimal terapeutisk effekt og mindst mulig negativ indvirkning.
Projekttitel: Ultra-high field MRI characterization of brain network microstructure and connectivity in individuals with multiple sclerosis
Bevillingsmodtager: Hans Magnus Henrik Lundell
Institution: Hvidovre Hospital
Bevilget beløb: 1.494.315
Projektbeskrivelse: Den inflammatoriske process, der kendetegner multiple sklerose (MS), resulterer i områder hvor nervebanerne er mere eller mindre ødelagt, hvilket påvirker hele netværket i hjernen og rygmarven. I Danmark lever omkring 12500 personer med nedsat mentale og motoriske funktioner på grund af denne kroniske sygdom. Magnetisk resonansskanning (MR) er en vigtig metode, der bidrager til de kliniske undersøgelser af patienter med MS. Imidlertid er der kun en svag sammenhæng mellem de forandringer der ses på almindelige MR billeder og patientents symptomer, hvilket gør det svært at følge effekten af nye behandlingsmetoder. Med projektet ønsker jeg at kombinere to avancerede MR teknikker: traktografi, der giver indblik i nervebanernes forløb og dermed hvorledes hjernens netværk påvirkes af sygdomsprocessen og diffusionsvægtet spektoskopi (DWS) som kan måle små forandringer over hele hjernen i de enkelte celletyper som nervebanen er opbygget af. Med et mere detaljeret billede af de mekanismer, der fører til patientens symptomer forventer vi at den nye metode vil være et mere følsomt mål for sygdomsaktivitet og dermed bidrage til en mere nuanceret behandling af patienter med MS.
Projekttitel: Strain-engineering functional materials through multi-scale 3D strain mapping
Bevillingsmodtager: Hugh Simons
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 1.526.745
Projektbeskrivelse: Forskere på DTU Fysik og på ESRF i Grenoble har netop udviklet et Røntgen mikroskop, som ved at kortlægge dybtliggende strukturer og spændinger i 3D kan give en unik forståelse af hvordan materialer fungerer. Dette fremskridt vil blive udnyttet til studier af ferroelektrika – en type af materialer, der anvendes bredt, herunder til bilmotorer, elektronik og medicinsk udstyr. For første gang vil sammenhængen mellem de nanometer-store domæner, de lokale tøjninger og påtrykte eksterne elektriske og/eller mekaniske felter blive studeret direkte. I samarbejde med førende forskere på EPFL og ETHZ i Svejts vil målingerne blive kombineret med 3D computer simuleringer, med det formål at formulere en ny type materiale model. Dette giver mulighed for nye måder at designe ferroelektrika på. Specielt vil muligheder for at optimere egenskaberne af materialer ved at ændre tøjningerne lokalt i materialet blive undersøgt.
Projekttitel: Enabling Forbidden Transitions in II-IV-V2 Photovoltaic Semiconductors
Bevillingsmodtager: Kasper Andersen Borup
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 1.775.730
Projektbeskrivelse: Solceller er en af de vigtigste metoder til at høste 'grøn energi' i fremtidens samfund. For effektivt at høste energien fra sollyset kræves gode solceller, som konverterer sollyset til elektricitet, uden at store dele af lyset tabes som varme i solcellen. En af de vigtigste materialer er silicium, som også anvendes i computer chips. Poulariteten skyldes både den lave pris og de højt udviklede industrielle processer, der skal til for at fremstille silicium af en tilstrækkelig høj og ren kvalitet. Effektiviteten af silicium er dog begrænset af de processer, elektronerne skal undergå, for at kunne absorbere lyset. En simpel og lovende metode til at forbedre effektiviteten er at lægge et tyndt lag af et andet materiale, som absorberer det lys, silicium ikke kan, ovenpå solcellen. Materialer som ZnSiP2 og andre analoge materialer (såkaldte II-IV-V2 halvledere) er lovende i denne anvendelse. Deres effektivitet er dog af andre årsager også begrænset af de elektriske processer. I disse materialer er det muligt at påvirke elektronerne på en sådan måde, at denne begrænsning reduceres eller helt fjernes og samtidig øge kompatibiliteten med silicium. Dette kan gøres ved ikke at fremstille 'rene' materialer, men i stedet fremstille blandinger, f.eks. mellem ZnSiP2 og CdSnP2. Disse blandinger er både billige og miljøvenlige (såfremt cadmium (Cd) indholdet holdes lavt), og kan samtidig øge effektiviteten markant, og dermed have stor indflydelse på vores energiforsyning.
Projekttitel: THz-wave Driven Ultrafast Electron Gun Source on a Chip
Bevillingsmodtager: Krzysztof Iwaszczuk
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.013.347
Projektbeskrivelse: I dette project vil vi designe, fabrikere og karakterisere verdens første ultrahurtige elektronkilde integreret på en chip. På DTU Fotonik har vi for nylig bygget en af verdens kraftigste table-top THz-kilder. Denne kilde har vi brugt til at vise, som de første i verden, at en intens THz-puls kan bruges til at rive elektroner ud af metaller. Disse elektroner kommer ud af metallet i form af en hurtig, kortvarig og intens sky af elektroner (en ”elektron-kugle”) med en varighed på få hundrede femtosekunder. Vi vil her udforske, hvordan parametre som feltstyrken af THz-pulsen, den rigtige type metal, og det elektromagnetiske design af elektronkilden kan udnyttes til at kontrollere de frembragte elektronkugler. Ved hjælp af integrerede elektrostatiske linser vil vi desuden dirigere og fokusere elektronkuglen på en prøve. For at nå dette teknisk ambitiøse mål skal vi besvare vigtige videnskabelige spørgsmål omkring indflydelsen af nanoskopisk ruhed af metaloverfladen, der udsender elektronerne. Den foreslåede elektronkilde kan fabrikeres ved hjælp af standard UV litografi, hvilket holder omkostninger og kompleksitet på et minimum. Vi forventer, at vores elektronkilde vil finde anvendelse indenfor overvågning og karakterisering af fysiske, kemiske og biologiske fænomener, der involverer vekselvirkning med frie elektroner, på en hidtil uhørt tidsskala for en så kompakt kilde. Projektet er et samarbejde mellem DTU, Århus Universitet og University of Alberta, Canada.
Projekttitel: Large scale synthesis of single sheet iron oxide - graphene nanocomposite and its use for in situ electrochemical dehalogenation of chlorinated solvent contaminants (SSI-G-X)
Bevillingsmodtager: Lizhi Huang
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.249.920
Projektbeskrivelse: Remediering af jord og grundvand der er forurenet med toksiske chlorerede opløsningsmidler er fortsat en af de store udfordringer for den miljørettede CleanTech sektor. Dette projekt fokuserer på nye principper og fremgangsmåder til nedbrydning af chlorerede opløsningsmidler fra forurenet jord og grundvand. I projektet udnytter vi reaktiviteten af nyopdagede enkeltlags-jernoxider (EJO). Disse vil blive koblet med graphen (G), enten ved lag-på-lag teknikken eller ved direkte kemisk dampafsætning af EJO på graphen resulterende i syntese af EJO-G nanokomposit. EJO-G nanokompositten udnyttes til fremstilling af elektroder der anvendes til elektrokemisk nedbrydning af chlorerede opløsningsmidler i vandig opløsning. I projektet udnyttes den høje elektriske ledningsevne af graphen til generering af høj-reaktive jern(II) sites i EJO, resulterende i dechlorering. Vi vil undersøge mekanismen bag dechlorerings-processen og hvordan elektrode-formuleringen og reaktionsbetingelser påvirker dechloreringens kinetik, produktfordeling og effektivitet. Projektet udføres i fællesskab mellem fire internationale laboratorier samt firmaet Grundfos. Elektrokemisk dechlorering med anvendelse af traditionelle elektrodematerialer har en række begrænsninger som den nye teknologi der her er foreslået søger at overkomme. Elektrokatalytiske systemer ved brug af innovative elektrode-materialer så som EJO-G er en mulighed for Grundfos til at forbedre og endda udvikle nye produktlinier.
Projekttitel: Superior RyR2 Ca2+ release assays for cardiac disorder drug development
Bevillingsmodtager: Mads Toft Søndergaard
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 3.145.440
Projektbeskrivelse: Livsfarlige og invaliderende hjertelidelser som arytmi og hjertesvigt skyldes eller forværres af fejlagtig frigivelse af Ca2+ indeni hjertets muskelceller. Ca2+ frigivelsen kontrolleres af Ca2+ kanalen RyR2, som derfor er et oplagt mål for medicinering mhp. at behandle forskellige hjertesygdomme. Der findes p.t. ingen medicin, som specifikt virker på RyR2, da nuværende metoder til at undersøge RyR2 funktion og respons på potentielle præparater er meget besværlige og tidskrævende. Jeg vil med dette projekt udvikle nye, stabile og lettilgængelige metoder, som vil muliggør udviklingen af medicin rettet mod RyR2. Derudover vil metoderne også muliggøre effektive undersøgelser uden brug af laboratoriedyr, samt bidrage til grundlæggende indsigt i reguleringen af RyR2.
Projekttitel: Efficient non-precious metal electrocatalysts for sustainable energy conversion: engineering the active site
Bevillingsmodtager: Maria Escudero Escribano
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.128.320
Projektbeskrivelse: Skiftet fra forbrændingsteknologier til ren energi er sandsynligvis den vigtigste videnskabelige udfordring i de første årtier af det 21. århundrede. For at skifte til rene teknologier som vil gøre det muligt at bremse den globale opvarmning samt forbedre vores livskvalitet, er det nødvendigt at designe nye materialer bestående af ikke sjældne grundstoffer som muliggør effektiv konvertering og lagring af energi. Elektrokemiske enheder, såsom elektrolyseanlæg og brændselsceller forventes at spille en central rolle i et fremtidigt bæredygtigt samfund. Målet med forskningsforslaget ”Effektive ikke dyrebare metalelektrokatalysatorer til vedvarende energikonvertering: Design af det aktive sted” er at erstatte de dyrebare katalysatorer, der for øjeblikket benyttes i sådanne enheder, med nanostrukturer af ikke dyrebare metaloxider som er baseret på ikke sjældne grundstoffer der er aktive og stabile i sure miljøer. Disse materialer vil blive udviklet og karakteriseret ved brug af faciliteter på Danmarks Tekniske Universitet (DTU), Stanford University (USA) og IRD Fuel Cells A/S (Danmark). Det samlede forskningsarbejde forventes at have en stor indvirkning på området og være med til at bidrage til kommercialiseringen af de tidligere nævnte teknologier.
Projekttitel: Genome based investigation of uncultured members of the phylum Chloroflexi: key microbes in energy producing anaerobic digesters
Bevillingsmodtager: Simon Jon McIlroy
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.181.841
Projektbeskrivelse: En øget produktion af bioenergi fra forskellige affaldsprodukter er afgørende for at nå samfundets mål om en bæredygtig udvikling. En stor ressource er spildevandsslam på de biologiske spildevandsrenseanlæg, der både kan skabe bioenergi og sikre genbrug af ressourcer. Mikrobielle samfund er ansvarlige for produktion af biogas (metan), og en god forståelse af arterne og deres funktion er afgørende for en stabil og høj metanproduktion. Man er for nylig blevet opmærksom på, at bakterier indenfor klassen Chloroflexi er blandt de hyppigste arter i biogasanlæg (op til 50% af biomassen i nogle anlæg), og de må derfor spille en central, men indtil videre, ukendt rolle. Dog vides det, at de kan give driftmæssige problemer, bl.a. skumning. I dette projekt er det formålet at etablere en øget indsigt i deres rolle i den mikrobielle fødekæde i biogasanlæggene ved at etablere genombaserede metabolske modeller for nøglearter og verificere disse eksperimentelt. Langt de fleste Chloroflexiarter kan ikke isoleres og dyrkes, så der vil blive anvendt nyudviklede metoder indenfor metagenomics og andre omics-metoder samt enkelt-celle in situ teknikker. Resultaterne forventes at sikre en vidensbaseret anlægs- og driftsoptimering af biogasanlæg.
Projekttitel: Explorations of novel C-H activation methodology
Bevillingsmodtager: Tue Heesgaard Jepsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 1.769.050
Projektbeskrivelse: Indenfor organisk syntese har C-H aktivering i de seneste år udviklet sig til at være et værdifuldt redskab til hurtigt og effektivt at opbygge komplekse molekyler ud fra simple udgangsstoffer. Formålet med dette projekt er at udvide anvendelsesområdet for en ny C-H aktiverings metode til at omfatte syntesen af γ-laktamer og i sidste ende udforske grænserne ved anvendelse af metoden ved totalsyntesen af Amathaspiramide D og Salinosporamide K - to potente cytotoxiske naturstoffer som begge besidder interessante anti-cancer egenskaber.
Projekttitel: PHAGEMID: Phage and plasmid interactions in bacteria
Bevillingsmodtager: Witold Piotr Kot
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.230.396
Projektbeskrivelse: Bakterie-vira (fager) forårsager enorme økonomiske tab i fødevareproduktionen samt i bioteknologisk og farmaceutisk industri. Omvendt kan de tjene til at angribe og kontrollere sygdoms fremkaldende bakterier gennem fag terapi. Fagresistens er derfor ofte ønsket at sikre en stabil industriel produktion, men også ofte uønsket da resistens hindrer en vellykket behandling af bakterieinfektioner. Vi har nye beviser for at de på ukendte måder interagerer med en anden type molekylære parasitter, plasmider, inde bakterieceller. Her udelukker plasmider og fager ofte hinanden. Således kan ekspertise på fag-plasmid vekselvirkninger udnyttes både til at styre fager i industrien og til optimering af fag terapi. Dette forskningsprojekt vil, baseret på plasmid-kodet fag udstødelse, levere løsninger til (i) at udvikle fagresistens i produktions kulturer til direkte gavn for fødevareindustrien, og (ii) til at undgå fagresistens i terapeutiske behandlinger med enormt potentiale for at gavne infektionsbehandling fag-terapi.
Projekttitel: DANiim - Danio rerio (zebrafish) Innate Immunity Model for Bionanoscience
Bevillingsmodtager: Yuya Hayashi
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 1.998.053
Projektbeskrivelse: En ny udfordring i nanoteknologi æraen er strategisk design af nanostørrelse biomedicinske produkter uden uønskede påvirkninger af immunforsvaret. Her vil jeg foreslå at udvikle en zebrafisk model 'DANiim' til in vivo screening af nanopartiklers inflammatoriske potentiale, som en simpel, hurtig, økonomisk og etisk forsvarlig tilgang. Ved brug af transgene linjer, muliggør denne model dybdegående molekylære og cellulære studier til at undersøge de underliggende mekanismer som koordinerer det inter-cellulære signaleringsnetværk ved nanopartikel-induceret inflammation. Forskningen vil indledningsvis blive udført ved Karlsruhe Institute of Technology, Tyskland, og derefter ved Aarhus Universitet, hvor evalueringen af zebrafisk modellen vil blive udført ved sammenligning med humane immunforsvar. Projektet vil fremme Danmarks videnskabelige incitamenter for dyreforsøg alternativer og styrke den danske forskningsprofil af zebrafisk modeller ved at tilføje de nye erfaringer i bionanoteknologi.