Forschungsberichte Pflichtabgabe (BMFTR, BMWE…)

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    Klinische Evidenz: KI-gestützte Diagnose bei Multiple-Sklerose-Patienten; Teilvorhaben: MSBest_Innovationsbeihilfe
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-01-08) Spies, Lothar
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    Verbundvorhaben "iFilter" - Intelligente Entstörelektronik für netzgekoppelte Stromrichter
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-01-07) Graß, Norbert
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    Sachbericht zum Vorhaben "PDExa-LA: Zukunftsorientierte Algorithmen für numerische lineare Algebra" als Teil des Gesamtvorhabens "PDExa: Optimierte Softwaremethoden für die Lösung partieller Differentialgleichungen auf Exascale-Supercomputern"
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-12-30) Anzt, Hartwig; Koch, Marcel
    Das Gesamtziel des PDExa-Konsortiums war die Entwicklung von neuartigen Softwaremethoden und -technologien für die numerische Lösung partieller Differenzialgleichungen, unter anderem mit Anwendungen im Bereich der inkompressiblen Strömungsphänomene. Diese sollten eine optimale Ausnutzung einzelner Rechenknoten und optimale Skalierbarkeit über mehrere Rechenknoten ermöglichen. Damit sollte die Nutzbarkeit auch für die nächsten Generationen von Höchstleistungsrechnern gegeben sein. Auf Ebene des Teilvorhabens PDExa-LA lag der Fokus auf den Bausteinen der numerischen linearen Algebra. Konkret wurden Bausteine für moderne und zukünftige Hardwarearchitekturen optimiert. Auf methodischer Seite beinhaltete dies auch die Verwendung von Mixed- und Multiprecision-Algorithmen, die durch die Verwendung niedrigerer Gleitkommaformate besser zu modernen Prozessorarchitekturen passen. Auch die Reformulierung von Algorithmen als datenparallele Batched-Löser konnte zu einer effizienteren Hardware führen, insbesondere wenn die sequenzielle Verwendung eines monolithischen Lösers die Hardwareparallelität nicht ausnutzen kann. Dies wurde komplementiert durch die prozessorspezifischen Optimierungen für neueste Hardware in Form von Intel-GPUs und HPC-ARM-Prozessoren. Neben der Optimierung grundlegender Linear-Algebra-Bausteine wurde das Interface der Softwarebibliothek Ginkgo um verteilte Datenstrukturen und Vorkonditionierer, insbesondere strukturierte algebraische Mehrgitterverfahren (AMG), erweitert. Alle entwickelten Softwareergebnisse wurden als Open-Source-Software in professionellen Umgebungen bereitgestellt.
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    AIIR-Power - Verbundprojekt: Entwicklung von KI-Techniken zur Optimierung optoelektrischer Bauelementdesigns und ihrer epitaktischen Herstellung sowie deren Anwendung für Telekom-Wellenlängen; Teilvorhaben: Entwicklung, Demonstration, Implementierung
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-12-31) Helmers, Henning; Amin, N.; Alt, N.; Beattie, M.; Bösch, A.; Bloß, Ch.; Dilger, A.; Dörsam, T.; Fehrenbacher, E.; Freitas, R.; Höhn, O.; Jamil, S.; Koch, R.; Laskowski, T.; Lackner, D.; Müller, R.; Nacke, R.; Oliva, E.; Pellegrino, C.; Sahajad, F.; Schachtner, M.; Schauerte, M.; Scheer, M.; Schön, J.; Schygulla, P.; Siefer, G.; Simon, P.; Selis, A.; Stättner, S.; Tibbits, T.; Wekkeli, A.; Wiesenfarth, M.
    Ziel des Projekts war die Entwicklung und Anwendung von KI-Techniken zur Verbesserung des optoelektronischen Designs und der Epitaxieprozessmodellierung und -herstellung. Im Fokus standen photonische Leistungswandler (Photonic Power Converter, PPC) aus III-V-Halbleitermaterialien für Power-over-Fiber- und drahtlose Anwendungen auf Basis von 1.5-μm Telekommunikationstechnologie. Die PPCs wurden als gestapelte Mehrfach-Bauelemente mit erhöhter Ausgangsspannung konzipiert, um einen breiten Anwendungsbereich zu ermöglichen.
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    MaTeCo - Mach mal was mit Technik, Technik ist cool; Förderrichtlinie MINT-Cluster für Jugendliche (MINT Cluster I-III)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-01-07) Lindau, Anne-Kathrin
    Das regionale MINT-Cluster MaTeCo wurde im Rahmen des MINT-Aktionsplans des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als eines von mehreren Clustern zur Förderung außerschulischer MINT-Bildung eingerichtet. Seit Januar 2021 wird das Cluster gefördert mit dem Ziel, bestehende MINT-Aktivitäten regional zu vernetzen, Synergieeffekte zu schaffen und nachhaltige Strukturen außerschulischer MINT-Bildung zu etablieren. Der im Cluster organisierte Verbund „mint4elements“ widmet sich dabei dem Ausbau qualitätsvoller, praxisnaher Lernangebote in zwölf Themenwelten. Diese sollen Kinder und Jugendliche für Naturwissenschaft und Technik begeistern, ihr Interesse an MINT-Berufen fördern und insbesondere bildungsbenachteiligte Zielgruppen sowie Mädchen besser erreichen. Im Rahmen der zweiten Förderphase (ab 2024) bestand die Zielsetzung darin, • erfolgreiche Bildungsangebote aus der ersten Phase weiterzuführen und auszubauen, • neue Formate zu etablieren und zu evaluieren, • die regionale und thematische Vernetzung der Partnerinstitutionen zu vertiefen und • mit wissenschaftlich fundierten Evaluationsansätzen die Wirksamkeit der Angebote sowie die Zusammenarbeit innerhalb des Clusters zu überprüfen.
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    Bundesweites Experten-Netzwerk Treibhausgasbilanzierung und Klimaschutz in der Landwirtschaft - THeKLa
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-07)
    Datei-Upload durch TIB
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    Nonfinancial reporting and sustainability performance of small and medium sized enterprises (SustainSME)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025) Sidki, Marcus; Müller, Harry
    Datei-Upload durch TIB
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    SPINNING - Diamantbasierter Spin-Photon Quantencomputer
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-12-30) Jelezko, Fedor; Plenio, Martin; Kubanek, Alexander
    Ziel des Projekts war die Entwicklung skalierbarer Quantenarchitekturen auf Basis von Spin-Qubits in Diamant. Hierzu wurde eine modulare, vernetzte Architektur verfolgt, bei der lokale Quantenregister über optische Schnittstellen zu einem flexibel konfigurierbaren Gesamtsystem verbunden werden. Dieser Ansatz adressiert zentrale Herausforderungen der Quanteninformatik, insbesondere Skalierbarkeit, Konnektivität und robuste Quantenkontrolle. Als physikalische Plattform wurden negativ geladene Germanium-Vakanz-Zentren (GeV) in Diamant untersucht. Im Projekt wurde erstmals die effiziente Initialisierung, Detektion und kohärente Kontrolle eines einzelnen GeV-Spin-Qubits bei Temperaturen unter 300 Millikelvin demonstriert. Durch die Unterdrückung phononischer Relaxationsprozesse konnten besonders stabile Quantenzustände realisiert werden, deren Kohärenz nicht mehr durch quantisierte Gitterschwingungen, sondern durch entkoppelbare Umgebungsfluktuationen begrenzt ist. Unter Verwendung dynamischer Entkopplungsprotokolle demonstrieren wir darüber hinaus eine mehr als 40-fache Verlängerung der Speicherzeit des elektronischen Spins und erreichen Kohärenzzeiten von über 20 Millisekunden. Diese Speicherzeiten markieren den aktuellen Spitzenwert für Gruppe-IV-Farbzentren in Diamant und etablieren das GeV-Zentrum als leistungsfähige Plattform für langlebige elektronische Quantenspeicher. Ergänzend wurde die maßgebliche Dekohärenz detailliert analysiert und mit Hilfe eines Ornstein-Uhlenbeck Prozesses modelliert, was die gezielte Optimierung von Kontrollstrategien erlaubt und die Grundlage für reproduzierbare Hoch-Fidelitäts-Operationen schafft.
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    Nachhaltige Kultursubstrate auf der Basis von heimischen Holzrohstoffen - NaKuHo; Teilvorhaben 1: Entwicklung von Untersuchungsmethoden und Evaluierung der Substrate (Hochschule Osnabrück); Teilvorhaben 2: Thermische Behandlung von Lignocellulosen zur Nutzung als Kultursubstrat (Georg-August-Universität Göttingen)
    (2026-01-07) Muhammed , Hadi Hamaaziz; Baumann, Simone; Mayer , Aaron Kilian; Anlauf , Rüdiger; Mai , Carsten; Daum , Diemo
    Das Verbundprojekt NaKuHo verfolgte das Ziel, einen neuen Ansatz zur verstärkten Nutzung heimischer Holzrohstoffe für die Herstellung von gärtnerischen Kultursubstraten zu entwickeln. Die modifizierten Holzfasern sollen in Anteilen von über 30 Vol.-% in Substraten eingesetzt werden können und sich für die Produktion eines breiten Spektrums an Topf- und Containerkulturen eignen, bei vergleichbar guter Pflanzenentwicklung wie in torfhaltigen Substraten. In einem parallelen Teilvorhaben wurden dazu Holzfasern mit verschiedenen Verfahrenstechniken so modifiziert, dass ihre Stabilität gegenüber mikrobieller Zersetzung erhöht und damit einer Stickstoffimmobilisierung vorgebeugt wird, die bislang bei der Verwendung von Holzfasern zu einer schwer kalkulierbaren Stickstoffdynamik führt. Die pflanzenbauliche Eignung der modifizierten Holzfasern wurde im Rahmen eines dreistufigen Untersuchungskonzept geprüft, das Bruttests zur Bewertung der Stabilität des Stickstoffhaushalts, Keimpflanzentests zur Prüfung auf pflanzenschädigende Stoffe und abschließend Vegetationsversuche mit verschiedenen Kulturen in Gewächshaus und Freiland beinhaltete. Ergänzend wurden Methoden zur Charakterisierung und Bewertung holzfaserhaltiger Substrate weiterentwickelt, um die Aussagekraft etablierter Prüfverfahren zu erhöhen und neue methodische Ansätze zu eruieren. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf der Optimierung des Bruttests zur Bewertung der Stabilität des Stickstoffhaushalts, der vereinfacht und seine Prognosekraft verbessert werden sollte. Die substratphysikalischen Eigenschaften der Holzfasersubstrate wurden analytisch erfasst und vereinfachte Schnelltests zur Wasserverfügbarkeit entwickelt. Parallel dazu entstanden modellgestützte Ansätze zur Simulation der Wasser- und Luftverteilung, auf deren Grundlage Strategien für eine angepasste Bewässerung erarbeitet wurden. Abschließend erfolgte eine ökonomische und ökologische Bewertung der modifizierten Holzfasern. Die thermische Behandlung von Fichtenholzfasern reduzierte die Stickstoffimmobilisierung im Bruttest deutlich. Die modifizierten Holzfasern waren uneingeschränkt pflanzenverträglich. In Vegetationsversuchen konnten sie je nach Kultur und Substratzusammensetzung mit 30 bis 50 Vol.-% ohne signifikante Ertragseinbußen im Vergleich zur Torfkontrolle eingesetzt werden. Durch eine Tensidbehandlung wurde das Wachstum der Pflanzen in den holzfaserhaltigen Substraten verbessert. Für die Durchführung des Bruttests wurde die Inkubation in geschlossenen Weckgläsern eingeführt. Dadurch entfällt die Feuchtekontrolle und gasförmige Emissionen können miterfasst werden. Nitrat als Stickstoffdüngeform bewirkte eine deutlich stärkere Stickstoffimmobilisierung als ammoniumhaltige Dünger, während die Stickstoffdüngehöhe, der Substratwassergehalt und die Inkubationstemperatur keinen signifikanten Einfluss auf die Stickstoffdynamik hatten. Zur Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften wurden neue Schnellmethoden entwickelt, wobei das Zentrifugenverfahren hinsichtlich Kosten und Praktikabilität am besten für den Praxiseinsatz geeignet erscheint. Basierend auf Ergebnissen von Gewächshaus- und Freilandversuchen lieferten Simulationen mit HYDRUS-1D belastbare Modelle zur Beschreibung des Wasserhaushalts, die zur Optimierung der Bewässerung bei holzfaserbasierten Substraten eingesetzt werden können. Die Modellrechnungen ergaben, dass bei Ebbe-Flut-Systemen höhere Anstauhöhen und bei Überkopfbewässerung eine stärkere Anpassung an die Evapotranspiration erforderlich sind. Die Technikumsversuche ergaben sehr hohe Energie- und Prozesskosten, was eine wirtschaftliche Nutzung der modifizierten Holzfasern ausschließen würde. Im industriellen Maßstab könnten kontinuierliche Verfahren und Wärmerückgewinnung die Kosten aber erheblich senken. Erst bei einer Energieeinsparung von ≥ 95 % würde ein ökologischer Vorteil gegenüber Torf und anderen alternativen Ausgangsstoffen wie Kompost bestehen.
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    OASES - Development and demonstration of a sustainable open access AU-EU ecosystem for energy system modelling
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-01-06) Lindenmeyer, Malte; Dobschinski, Jan
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    BIDUALMEX - Bildungskomitees Dual in Mexiko
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2026-01-07) Schulz, Ralf Kiran
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    Bündnis: WIR! W2Value - Verbundprojekt: WIR! Biobasierte kreislauforientierte Wiederinwertsetzung von EVA-Abfällen für Orthopädieschuheinlagen-WEVA-ORTH; Teilprojekt: Schäumen von biobasiertem und recycliertem Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und der Herstellung von Verbundschaumplatten sowie der Schaumcharakterisierung
    (2025-12-26) Schuster, Jens
    Das Projekt begann mit einer umfassenden Marktanalyse für biobasierte Klebstoffe. Als solche werden als Klebstoffe definiert, die überwiegend aus natürlichen, nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Biobasierte Klebstoffe bestehen überwiegend aus nachwachsenden, natürlichen Rohstoffen nicht-mineralischen Ursprungs, wobei bestimmte synthetische Zusatzstoffe wie Vernetzer weiterhin zulässig sind. In der Literatur existieren unterschiedliche Bezeichnungen, die jedoch inhaltlich gleichbedeutend sind. Zu den wichtigsten Klassen biobasierter Klebstoffe zählen stärkebasierte, proteinbasierte, ligninbasierte, cellulosebasierte sowie biobasierte Polyurethan-Klebstoffe. Stärke ist ein weit verbreitetes Biopolymer, dessen Klebeeigenschaften stark von der Zusammensetzung aus Amylose und Amylopektin abhängen. Durch chemische und physikalische Modifikationen, etwa zu Dextrinen oder Stärke-Borat-Systemen, können Stabilität, Haftung und Verarbeitbarkeit deutlich verbessert werden. Proteinbasierte Klebstoffe, insbesondere aus Soja oder Kasein, wurden historisch bereits erfolgreich eingesetzt und gewinnen aufgrund von Umwelt- und Gesundheitsanforderungen wieder an Bedeutung. Sie sind nachhaltig, ungiftig und formaldehydfrei, reagieren jedoch empfindlich auf Feuchtigkeit und Temperatur. Cellulosederivate ermöglichen thermoplastische Klebstoffe mit spezifischen Eigenschaften, sind jedoch in ihrer Temperatur- und Wasserbeständigkeit begrenzt. Lignin stellt als natürliches phenolisches Polymer einen vielversprechenden Ersatz für Phenol in Holzklebstoffen dar, weist jedoch eine geringere Reaktivität auf. Einen besonders hohen industriellen Stellenwert besitzen biobasierte Polyurethan-Klebstoffe, die aus Pflanzenölen oder zunehmend auch aus CO₂-basierten Polyolen hergestellt werden. Diese Systeme bieten hohe mechanische Leistungsfähigkeit, gute Beständigkeit und ein großes Potenzial zur Reduktion des CO₂-Fußabdrucks. Die Marktrecherche zeigt, dass für das Verkleben von EVA vor allem biobasierte EVA-Hotmelt-Klebstoffe derzeit die praktikabelste Lösung darstellen, da sie eine gute Haftung ohne umfangreiche Vorbehandlung ermöglichen. Biobasierte PUR-Klebstoffe sind ebenfalls geeignet, erfordern jedoch meist eine Oberflächenaktivierung. Naturstoff- und Dispersionsklebstoffe sind für EVA nur eingeschränkt einsetzbar. Insgesamt verdeutlicht der Text das hohe Potenzial biobasierter Klebstoffe, deren erfolgreiche Anwendung jedoch stark von Substrat, Prozessbedingungen und Materialkombination abhängt. Die Marktrecherche ergab ebenfalls, dass eine Reihe von Herstellern für biobasierte Klebstoffe existieren. Der Stand der Technik bei der Recyclierung von EVA-Abfällen bestand zu Projektbeginn in einer rein energetischen Verwertung. Statt der problembehafteten Extrusion wurde zur Herstellung von geschäumten EVA-Platten das Heizpressenverfahren verwendet. Allerdings erwies sich auch die Heizpressmethode als begrenzt, da dicke Schaumplatten aufgrund unzureichender Wärmeübertragung nur ungleichmäßig geschäumt werden konnten. Eine Alternative stellte das Schäumen im Heißluftofen dar, bei dem durch vorgeheizte Formen und kontrollierten Druck dickere und homogenere Schaummuster erzeugt wurden. Ergänzend wurde ein spezielles Schäumwerkzeug konstruiert. Klebeversuche mit kommerziellen EVA-Platten zeigten, dass die Festigkeit der eingesetzten Klebstoffe höher ist als die Materialfestigkeit des EVA selbst, weshalb die Klebung keinen limitierenden Faktor darstellt. Im weiteren Verlauf wurden Schäumversuche mit fossilbasiertem EVA und biobasiertem EVA durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass das biobasierte EVA aufgrund seines geringeren Vinylacetatgehalts steifer und spröder ist. Durch einen zweistufigen Heizprozess in der Presse konnten jedoch EVA-Schaumplatten mit glatter Oberfläche, niedriger Dichte und guter Haptik hergestellt werden. Da das für Schuheinlagen verwendete EVA teilvernetzt ist, mussten Recyclingmaterialien zunächst zerkleinert und dem Neumaterial beigemischt werden. Mithilfe von Vernetzungsversuchen mit Dicumylperoxid wurden geeignete Vernetzungsbedingungen ermittelt. Recyceltes EVA konnte bis zu einem Anteil von 30 % ohne signifikante Qualitätseinbußen eingesetzt werden kann. Die hergestellten Platten ließen sich gut schneiden, tiefziehen, fräsen und verkleben. Bei höheren Recyclinganteilen traten jedoch Rissbildungen auf, insbesondere beim biobasierten EVA. Abschließend wurde eine prozessuale Optimierung umgesetzt, bei der ein mehrstufiges Schäumverfahren durch ein einstufiges ersetzt wurde. Dieses führte zu geringerer Dichte, verbesserter Weichheit sowie einer deutlichen Reduktion von Produktionszeit und Energieverbrauch. Die Hochschule Kaiserslautern stellte die geschäumten Platten aus geschäumtem EVA und BIO-EVA her, die beim Partner WeVaWec zu Orthopädieschuheinlagen weiterverarbeitet wurden.
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    SimBAS - Simulation von Batteriezellen und Anwendungen in Speichersystemen
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024) Jossen, Andreas; Rahn-Koltermann, Gudrun; Schroeder, Benedikt; Jablonski, Sammy
    Im Forschungsvorhaben SimBAS wurde vom Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik der Technischen Universität München (TUM) in Zusammenarbeit mit dem ISEA und dem PEM der RWTH Aachen, dem Fraunhofer IISB und dem Fraunhofer ISIT eine umfassende Toolchain zur Abbildung der gesamten Batteriewertschöpfungskette entwickelt. Diese reicht von der Zellproduktion bis hin zur Simulation verschiedener Anwendungen. Das zentrale Speichersimulationstool SimSES wurde dabei erheblich erweitert, um nun auch mobile und hybride Batteriespeicher sowie Vehicle-to-X (V2X)-Anwendungen zu simulieren. Darüber hinaus wurden fortschrittliche Energiemanagementstrategien entwickelt, die es ermöglichen, stationäre und mobile Speicheranwendungen zu kombinieren und optimal zu steuern. Durch enge Zusammenarbeit mit Industriepartnern konnten umfangreiche Anwendungsdaten gesammelt und veröffentlicht werden, die zur Validierung und Verbesserung der Simulationen genutzt wurden. Die gesamte Toolchain wurde ausführlich dokumentiert, um sie für Forschungseinrichtungen und die Industrie zugänglich und nutzbar zu machen. Zudem führte das Projekt zu zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen und trug zur Vernetzung innerhalb der Forschungscommunity bei. Datei-Upload durch TIB
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    OCTinline - Entwicklung eines Inline-Prüfsystems zur Detektion von Siegelnahtdefekten; Entwicklung und Aufbau der optischen Komponenten und Datenverarbeitung zur Defektklassifizierung mit OCT
    (2025-12-18) Schallert, Ralf; Phillips, Conner
    Die Gewährleistung der Produktsicherheit stellt bei Folienverpackungen von z.B. Lebensmitteln höchste Anforderungen an die Siegelnahtqualität. Gesetzliche Vorgaben bezüglich Recyclingfähigkeit und Rezyklateinsatz bei der Verpackungsherstellung führen zu erheblichen Problemen beim Verschließen von Verpackungen durch Wärmekontaktsiegelverfahren. Hierdurch erhöht sich die Notwendigkeit einer lückenlosen Nahtinspektion in der Produktion, um den Ausschuss durch eine frühzeitige Detektion der Fehlstellen zu reduzieren. Ziel des durchgeführten Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Demonstrators eines neuartigen Inline-Prüfsystems zur lückenlosen Prüfung von Siegelnähten für den Einsatz in schnell laufenden Verpackungsprozessen ohne eine Verminderung der Maschinenausbringung. Als zielführende Methode wurde die optische Kohärenztomographie (OCT) ausgewählt, die es ermöglicht, aufgrund von dreidimensionalen Fügenahtbildern Fehlstellen zu erkennen.
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    Forschungscampus Flexible Elektrische Netze (FEN); Einheitliche Schutzarchitektur für DC-Netze auf System- und Komponentenebene (ESCape)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-12-30) De Doncker, Rik W.; Leterme, Willem; Ponci, Ferdinanda; Mencher, Raphael; Mathé, Jan; Warmuz, Julia; Andresen, Florian; Wienkamp, Philipp; Kaharevic, Amila