Rasende Studis und genetische Schaltkreise
Programmierbare Zellen, die Krebs erkennen, Mars-Canyons, die durch Lava entstanden sein k?nnten oder schwarze L?cher, die aus dem Zentrum einer Galaxie katapultiert wurden: Im Jahr 2014 machten ETH-Forschende mit hervorragenden wissenschaftlichen Leistungen und spannenden Hypothesen von sich reden. Dar¨¹ber hinaus war f¨¹r alle schweizerischen Forschungsinstitutionen dieses Jahr auch politisch brisant. Die ETH-News-Redaktion blickt auf das sich dem Ende neigenden Jahr zur¨¹ck.
Januar
Der Januar begann eruptiv mit einem Blick in die Physik von Supervulkanen und dem Auftakt zum 100. Geburtstag des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED). ETH-Forschende entwickelten hauchd¨¹nne Elektronik f¨¹r Sensoren, die buchst?blich ins Auge gehen. Andere Wissenschaftler werteten Daten tramfahrender Sensoren aus, um die Luftqualit?t Z¨¹richs zu messen. Zwei Masterstudenten machten mit ihrem Spin-off all jenen das Leben leichter, die ewig nach passenden Jeans suchen m¨¹ssen und Literaturfreunde durften sich ¨¹ber die Ver?ffentlichung von Max Frischs geheimem Berliner Tagebuch freuen. Auch f¨¹r Pendlerinnen und Pendler gab es gute Neuigkeiten: Ein an der ETH entwickeltes Verfahren kann die Versp?tungsdauer bei Bahnst?rungen absch?tzen. Vier ETH-Forschende freuten sich ¨¹ber den Zuspruch der begehrten EU-F?rdergelder, den ERC Consolidator Grants.
Februar
Im Februar fieberte die ETH bei der Winterolympiade in Sotschi mit: Mit dem an der ETH mitentwickelten Citius-Bob und mit Studierenden, welche die Schweiz unter anderem in der Kategorie Slopestyle Snowboard vertraten. Die daheimgebliebenen ETH-Forschenden erwiesen sich derweil als talentierte Kriminologen: Sie kamen der Entstehung von Chlorakne bei Dioxin-Vergiftungen auf die Spur und kl?rten die Geschehnisse bei einem Bergunfall auf dem Aletschgletscher vor 88 Jahren auf. Andere erforschten begehbare virtuelle R?ume und Sensoren, die beim Geige¨¹ben helfen sollen. Sorgen bereiteten Wissenschaftlern und Studierenden die Konsequenzen des Ja zur Masseneinwanderungsinitative am 9. Februar, durch welches sich Forschende an Schweizerischen Institutionen nicht mehr f¨¹r EU-F?rdergelder bewerben durften.
M?rz
Das im vergangenen Jahr gegr¨¹ndete Institut f¨¹r Theoretische Studien (ETH-ITS) nahm im M?rz seinen Betrieb auf und begr¨¹sste den ersten Gastwissenschaftler Terry Hwa, Physikprofessor an der UC San Diego. Mittlerweile sind f¨¹nf Wissenschaftler f¨¹r ein Jahr am ETH-ITS zu Gast. Noch vor der Apfelbl¨¹te pr?sentierten ETH-Forschende die ersten genetisch ver?nderten Apfelb?ume, die gegen die gef¨¹rchtete Pflanzenkrankheit Feuerbrand resistent sind. Andere Wissenschaftler erzeugten erstmals einheitliche Antimon-Nanokristalle. Letztere sollen in Elektroden von k¨¹nftigen Batterien zum Einsatz kommen und deren Leistungsf?higkeit steigern. Einsatzbereit ist nun auch ?Piz Daint?: Das Nationale Hochleistungsrechenzentrum CSCS in Lugano gab den Supercomputer f¨¹r Forschungsprojekte frei. Und der Spark-Award der ETH ging an Jennifer Rupp, Professorin f¨¹r Elektrochemische Materialien, und ihr Team f¨¹r die Optimierung neuartiger Computerspeichermedien (RRAM).
April
Im April erreichte ein internationales Projekt unter Leitung der ETH Z¨¹rich ein Etappenziel: Neuartige, kosteng¨¹nstige Sensoren sollen dem fahrerlosen Parkieren von Autos zum Durchbruch verhelfen. Ebenfalls einen entscheidenden Schritt weiter war ein weiteres internationales Projekt: die Herstellung von Treibstoff aus Wasser und CO2 mit Hilfe von Sonnenenergie. Kernst¨¹ck dieses Vorhabens ist ein an der ETH Z¨¹rich entwickelter Solarreaktor. Unter anderem mit Fragen der Nachhaltigkeit befassten sich die Pr?sidenten der zehn Hochschulen der International Alliance of Research Universities (IARU), welche ihr Jahrestreffen an der ETH Z¨¹rich abhielten. Sie bekr?ftigten ihre ?Sustainable Ó¢»ÊÓéÀÖ Initiative?, zu welcher im Oktober an der ETH eine Konferenz stattfinden sollte. Eine von ETH-Wissenschaftlern pr?sentierte Membran aus dem ?Wundermaterial? Graphen ist so d¨¹nn, wie es technisch nur geht. Forschende zeigten zudem auf, wie man verhindern kann, dass Oliven?l gef?lscht wird, und dass Bankautomaten aufgebrochen werden. Bei beiden L?sungen stand die Natur Pate.
Mai
Der Monat Mai stand im Zeichen des Austauschs. Singapurs Staatspr?sident Tony Tan samt Entourage besuchte den ETH-Ó¢»ÊÓéÀÖ H?nggerberg. Die ETH Z¨¹rich wiederum war zu Gast in ?Big Apple?, wo sie im Rahmen des Festivals ?Z¨¹rich meets New York? mit namhaften Pers?nlichkeiten und Erfindergeist auftrat. Einen erfinderischen Geist begr¨¹sste die ETH Z¨¹rich zur Richard-R.-Ernst-Vorlesung: K?mil U?urbil, einer der Leiter des ?Human Connectome Project?, sprach ¨¹ber die Kartierung des Gehirns und die Heirat von Neurowissenschaften und Physik. Noch mehr Rechenpower lieferte der Hochleistungsrechner ?Euler?, den die ETH Z¨¹rich am CSCS-Rechenzentrum in Lugano einweihte. Nicht weniger weit als bis an die Grenzen des Magnetismus stiessen Wissenschaftler der ETH Z¨¹rich, der EPFL und von IBM vor. Sie schufen Ein-Atom-Magnete, die so stark und stabil sind, wie es physikalisch nur geht. Mithilfe des Phasenkontrast-R?ntgens gelang es Wissenschaftlern der ETH Z¨¹rich, des Paul Scherrer Instituts (PSI) und des Kantonsspitals Baden, Mammografien zu erstellen, anhand derer man Brustkrebs pr?ziser beurteilen kann. Eine gewagte Hypothese eines ETH-Erdwissenschaftlers besagte, dass vor allem Lava die grossen Canyons auf der Marsoberfl?che geschaffen haben m¨¹ssen, und nicht Wasser. Schliesslich sorgten Forschende der ETH Z¨¹rich mit zwei Molek¨¹len f¨¹r Aufmerksamkeit: Sie entdeckten eine Mikro-RNA, die bei der Entstehung von Altersdiabetes zentral ist. Und sie isolierten aus einem Wurzelpilz der Fichte ein Protein, das die Basis f¨¹r eine Impfung von Nutz- oder Haustieren gegen parasitische Fadenw¨¹rmer bilden k?nnte.
Juni
Selten kommt es vor, dass die Royal Society in einem Jahr gleich zwei Professoren von derselben Hochschule zu Fellows w?hlt ¨C umso erfreulicher, dass Anfang Juni Simon Lilly und Timothy Eglinton von der ETH Z¨¹rich in die Fusstapfen von Isaac Newton traten. Grosse Ehre zudem f¨¹r Christian Wolfrum: F¨¹r seine Forschung im Bereich des Fettstoffwechsels erhielt er den mit 200¡®000 Franken dotierten Max-R?ssler-Preis. Wegweisend war auch eine Studie zur Energieversorgung. Die Wissenschaftler kamen darin zum Schluss, dass solarthermische Kraftwerke zuverl?ssig und genug Strom liefern k?nnten, um k¨¹nftig einen grossen Teil des Strombedarfs zu decken. Ein europaweites Konsortium unter der Leitung des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) und des Instituts f¨¹r Geophysik an der ETH Z¨¹rich gab die erste harmonisierte Gef?hrdungskarte f¨¹r Erdbeben in Europa und der T¨¹rkei heraus ¨C die ?European Seismic Hazard Map 2013?. Auf internationales Medieninteresse stiess die von ETH-Forschenden entdeckte k¨¹hlende Wirkung von ungepfl¨¹gten Feldern. Solche k?nnen Temperaturextreme bei Hitzewellen um bis zu zwei Grad d?mpfen. Viel Beachtung erhielt auch eine Gruppe von ETH-Immunbiologen. Sie entdeckten einen bisher unbekannten Mechanismus, der verhindert, dass sich die Zellen des Immunsystems gegenseitig bek?mpfen. Dar¨¹ber hinaus entdeckten Forschende der ETH, dass eine Infektion mit Malariaerregern den Geruch von infizierten M?usen ver?ndert. Und zwar so, dass diese f¨¹r die malaria¨¹bertragenden Stechm¨¹cken besonders attraktiv erscheinen.
Juli
Im Juli reiste der ETH-Rektor und designierte ETH-Pr?sident Lino Guzella mit der Schweizer Delegation um Bundesr?tin Doris Leuthard in die USA und nutzte den Aufenthalt in Boston zur Beziehungspflege mit dem renommierten MIT. Der ETH-Rat best?tigte Geotechnik-Professorin Sarah Springman als zuk¨¹nftige ETH-Rektorin, die ab Januar 2015 als Teil der Schulleitung f¨¹r die Lehre einstehen wird. ETH-Forschende suchten derweil nach Mustern in den Geburts- und Sterbedaten namhafter Pers?nlichkeiten der Kulturgeschichte. Im Juli ging auch die Fussball-Weltmeisterschaft in die heisse Phase; Wissenschaftler untersuchten dabei die Weisheit der Vielen in Sachen Treffsicherheit bei Tippspielen. ?Gemeinsam sind wir stark? zeigten die ETH und die Universit?t Z¨¹rich mit einem neuen Kompetenzzentrum f¨¹r Personalisierte Medizin. Auf dem H?nggerberg nahm derweil das House of Natural Resources Gestalt an, das nicht nur B¨¹rogeb?ude, sondern auch Innovationslabor f¨¹r nachhaltiges Bauen sein wird (s. auch Blog). Nicht nur ein Haus, sondern die Nachhaltigkeit eines ganzen Bergdorfes haben ETH-Forschende mit dem Projekt Zernez Energia 2020 ins Auge gefasst. Ein hehres Ziel verfolgte auch ein Student mit einem Wasserfilter f¨¹r Entwicklungsl?nder, der sauberes Trinkwasser f¨¹r jeden erm?glichen will.
August
Im August gaben Forschende bekannt, dass es ihnen erstmals gelungen sei, Polyarthritis bei M?usen zu heilen ¨C mit einem neuentwickelten Antik?rper-Medikament. Ein weiteres Highlight war die Entwicklung einer intelligenten biologischen Insulinpumpe in Kapselform. Sie beinhaltet zwei gekoppelte genetische Schaltkreise, von denen einer den S?uregrad des Blutes misst und der andere Insulin herstellt. Materialwissenschaftler der ETH entwickelten ausserdem ein synthetisches Polymer, das beinahe so d¨¹nn ist wie das bekannte Graphen, und Bauingenieure einen Roboter, um damit Stahlbeton-Bauwerke zu untersuchen. Der Roboter soll zuk¨¹nftig bei in die Jahre gekommenen Autobahnbr¨¹cken messen, ob der Armierungsstahl bereits begonnen hat zu rosten. Glaziologen feierten das 100-j?hrige Bestehen des Gletschereis-Messprogramms auf dem Claridenfirn im Kanton Glarus. Die Daten der Messreihe zeigen die jahreszeitlichen Schwankungen des Eises detailliert auf ¨C und dokumentieren auch die Klimaerw?rmung. Diese legte in den vergangenen 15 Jahren eine Pause ein. Warum genau und warum die Erw?rmung in den n?chsten Jahren dennoch weitergehen werde, erkl?rten ETH-Klimawissenschaftler in einer im August ver?ffentlichten Studie.
September
Der Bundesrat entschied, f¨¹r den Innovationspark D¨¹bendorf, an dem die ETH beteiligt ist, 70 Hektaren zu reservieren. ETH und Universit?t er?ffneten offiziell das Zentrum EXCITE, um Expertise im Bereich bildgebender Verfahren in der Biomedizin zu b¨¹ndeln. Eine kurze Verschnaufpause gab es f¨¹r die gebeutelte Schweizer Forschungsgemeinschaft Mitte September: Die Schweiz wurde am europ?ischen Forschungsprogramm Horizon 2020 wieder teilassoziiert. Die Massnahme ist bis Ende 2016 befristet. Mit Detlef G¨¹nther zieht ein Chemiker in die Schulleitung: Er wird neuer Vizepr?sident Forschung und Wirtschaftsbeziehungen. Auch in der Forschung tat sich im September einiges: Erdwissenschaftler zeigten mit hochaufgel?sten Simulationen, dass Magmas?ulen aus dem Erdinnern Kontinente bersten lassen k?nnen, wenn die Haut der Erde gespannt ist. Zudem entdeckten Biologen, dass ein bekannter evolutionsgeschichtlich sehr alter Abwehrmechanismus von menschlichen, tierischen und pflanzlichen Zellen auch gegen Viren wirkt. Genauer unter die Lupe nahmen Forschende die sogenannte Salzsprengung. Mit den gewonnenen Erkenntnissen k?nnen sie nun Verwitterung von Bauwerken besser vorhersagen. ETH-Klimaforscher stellten die Klimawandel-Grundregel ?Trockene Regionen werden trockener, feuchte feuchter? mit einer neuen Analyse ¨¹ber Landgebiete infrage. In einigen Regionen fanden sie gegenl?ufige Trends. Physiker zeigten mit einem Modell wie gigantische Sonnenst¨¹rme entstehen und legten damit einen Grundstein f¨¹r k¨¹nftige Voraussagen. Poesie in den Wissenschaftsalltag zauberte ein ETH-Spin-off mit einem Kurzfilm ¨¹ber tanzende Lampenschirme, der f¨¹r den Cirque du Soleil warb.
Oktober
Wie auch das Shanghai- und das QS-Ranking best?tigte auch das THE-Ranking die ETH Z¨¹rich als beste kontinentaleurop?ische Hochschule und setzte sie auf Platz 13. Gleichzeitig warnten die Rankingmacher vor den Folgen der zunehmenden helvetischen Isolation. Nach vierj?hriger Bauzeit er?ffnete die ETH das erste Geb?ude aus dem Masterplan von 2003. Maschinenbauer und die Konjunkturforschungsstelle der ETH Z¨¹rich teilen sich nun eines der nachhaltigsten Hochschulgeb?ude der Schweiz. ETH-Forscher machten mit einem gestengesteuerten Smartphone von sich reden. Dies erweitert den Umfang m?glicher Interaktionen mit den Ger?ten stark. Ein Forschungsteam unter der F¨¹hrung der ETH Z¨¹rich kl?rte ¨¹berdies den Mechanismus auf, wie das Grippevirus sein Genom frei bekommt und daf¨¹r das Abfallsystem der Zelle ausnutzt. Weiter entwickelten Bioingenieure einen programmierbaren Bio-Computer in Zellen, mit dem es dereinst m?glich sein k?nnte, Krebszellen zu erkennen und abzut?ten.
November
Im November vergab die ETH Z¨¹rich ihre eigenen Forschungspreise: der Latsis-Preis der ETH ging an den 33-j?hrigen Assistenzprofessor Philipp Grohs f¨¹r seine Leistungen in der Angewandten Mathematik und der Ruzicka-Preis an die Pharmazeutin Cristina M¨¹ller, die eine Methode entwickelte, um Krebs direkt im K?rperinnern radioaktiv zu bestrahlen. Am 3. November brachen Studierende mit ihrem Elektrorennwagen ?Grimsel? den Beschleunigungsweltrekord: Der Flitzer beschleunigte von 0 auf 100 km/h in nur 1,785 Sekunden. ETH-Astronomen entdeckten im Weltall erstmals ein m?gliches Schwarzes Loch, das aus einer Galaxie katapultiert worden sein k?nnte, oder einen riesigen Stern, der ¨¹ber mehrere Jahrzehnte explodiert ¨C auf jeden Fall ein noch nie zuvor beobachtetes Objekt. Irdische Physiker realisierten indessen experimentell mit gesch¨¹ttelten ultrakalten Kaliumatomen und einem wabenf?rmigen Lasergitter eine neue Klasse von Materialien, die 1988 theoretisch vorausgesagt wurden. Ebenfalls ein technisch hochstehendes Produkt lieferten ETH-Biotechnologen, die erstmals ein Gen-Netzwerk entwickelten, welches ¨¹ber Hirnstr?me in Gang gesetzt wird und je nach Gedanken unterschiedliche Mengen eines gew¨¹nschten Molek¨¹ls produziert. Eine greifbare neue Attraktion erhielt der ETH-Ó¢»ÊÓéÀÖ H?nggerberg: einen Kuppelpavillon aus Stampflehm, welcher als Treffpunkt dienen und gleichzeitig neue Erkenntnisse ¨¹ber dieses nat¨¹rliche Baumaterial liefern soll.
Dezember
Ralph Eichler nahm Abschied von der ETH und ¨¹bergab sein Pr?sidentschaftsamt am Weihnachtsap¨¦ro der Schulleitung offiziell an Rektor Lino Guzzella. Guzzella reichte seinerseits den Stab weiter an Sarah Springman, und Detlef G¨¹nter ¨¹bernahm das Amt des Vizepr?sidenten Forschung und Wirtschaftsbeziehungen von Roland Siegwart. Der Dezember war nicht nur der Monat der Abschiede und Amts¨¹bergaben, sondern stand auch im Zeichen grossz¨¹giger Donationen. Die ETH und die Universit?t Z¨¹rich gr¨¹ndeten ein neues, translationales Forschungszentrum an der Schnittstelle von Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das Wyss Translational Center Zurich ¨C kurz WTZ ¨C wurde durch eine Donation des Unternehmers Hansj?rg Wyss in der H?he von 120 Millionen US-Dollar erm?glicht. Fast gleichzeitig lancierte die ETH eine neue Professur, welche die Wirkung physischer Aktivit?t auf die Physiologie des Menschen und sein langfristiges Wohlbefinden erforschen soll. Den Aufbau dieser Professur ?Physical Activity and Health? unterst¨¹tzt die Wilhelm Schulthess-Stiftung mit zehn Millionen Schweizer Franken w?hrend zehn Jahren. Zum Jahresende warteten die Forschungsgruppen der ETH-Professoren Konrad Hungerb¨¹hler und Javier P¨¦rez-Ram¨ªrez mit einem neuen Verfahren auf. Den Wissenschaftlern vom Institut f¨¹r Chemie- und Bioingenieurwissenschaften gelang es, aus einem Abfallprodukt der Biotreibstoff-Industrie Milchs?ure als Ausgangsstoff f¨¹r Bioplastik herzustellen.