Thermofluiddynamik und Verbrennungstechnologie
Sprecher: Prof. Dr. Peter Stephan

Panta rhei – Alles strömt. Ob in Gasturbinen, Verbrennungsmotoren, Kraftwerken, Wärmeübertragern und Pumpen oder an Windkraftanlagen und Flugzeugen: Alles strömt. Und Thermo- und Strömungsdynamik, Turbulenz, Verbrennung, Wärme- und Stofftransport bestimmen maßgeblich die Qualität und Energieeffizienz dieser Produkte. Der Cluster bündelt die Kernkompetenzen auf diesen grundlegenden Forschungsgebieten, indem die wissenschaftlichen Methoden über die klassischen, disziplinären Grenzen hinweg enger verzahnt und Prozesse und Produkte gemeinsam weiterentwickelt werden.

Moderne Materialien und Werkstoffe
Sprecher: Prof. Dr. Wolfram Jaegermann

Vom Elementarprozess zur technologischen Anwendung. Neue naturwissenschaftliche Phänomene als Grundlage innovativer Technologien oder Verständnis grundlegender Mechanismen in empirisch entwickelten Werkstoffen und Bauelementen: Die Schlüsseltechnologien der Zukunft wie u. a. Energietechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Verkehrstechnik, Umwelttechnik, sind auf zielgerichtet entwickelte Materialien und Werkstoffe angewiesen. Der Cluster soll die bereits ausgezeichnete Position der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik in Darmstadt ausbauen und weiter fokussieren, die werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen schaffen für Innovationen in den hier vertretenen Technologiefeldern und damit zur Lösung von bisher ungelösten gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen beitragen.

Teilchenstrahlen und Materie
Sprecher: Prof. Dr. Norbert Pietralla

…was die Welt im Innersten zusammenhält. Materie und Strahlung sind die grundlegenden Formen von Energie. Zur Forschung mit intensivsten Strahlen von Schwerionen und Antimaterie entsteht in Darmstadt die internationale „Facility for Antiproton and Ion Research“ (FAIR) als eine der größten Investitionen in die Großforschung in Europa. Forscher der TU Darmstadt leisten erhebliche Beiträge zum Aufbau und zur wissenschaftlichen Begleitung des geplanten Forschungsprogramms. Der Cluster bündelt die dafür relevanten Forschungsaktivitäten der TU Darmstadt auf den Gebieten der Teilchenbeschleunigertechnologie, der Physik, der Materialwissenschaften und der Strahlenbiologie. Gemeinsame interdisziplinäre Forschungsprojekte bieten Studenten der TU Darmstadt Zugang zu dieser grundlegenden Großforschung.

Integrierte Produkt- und Produktionstechnologie
Sprecher: Prof. Dr. Eberhard Abele

Der Cluster Integrierte Produkt-und Produktionstechnologie (IPP) wird entlang der Wertschöpfungskette neuartige Methoden und Lösungen zur nachhaltigen Produktentwicklung und der Produktionssystemgestaltung erforschen und entwickeln. Dabei wird eine starke Vernetzung der Bereiche Produktentwicklung, Produktion mit Betriebswirtschaft, Werkstoffwissenschaften und Logistik angestrebt. Der Nachhaltigkeitsgedanke kommt zum Ausdruck, indem die zukünftig immer wichtiger werdende Frage des Recyclings von knappen Rohstoffen eine grundlegende Rolle spielen wird. Das wissenschaftliche Ziel ist dabei der Aufbau einer Prozess- und Methodenkompetenz über die gesamte integrierte Produkt- und Produktionstechnologie.

Future Internet
Sprecher: Prof. Dr. Ralf Steinmetz

Das Internet der Zukunft zeichnet sich als intelligentes, globales und dichtes Netz aus schnellen und zuverlässigen Kommunikationswegen ab. Es wird völlig neue Dienstleistungen für wirtschaftliche und private Nutzer ermöglichen. Damit es auch als Innovationsmotor wirken kann, müssen seine Technologien und Anwendungen sicher, leistungsstark und effizient sein.

Dieser Herausforderung stellen sich zahlreiche, kooperierende Fachgebiete und Institute mit den Schwerpunkten „ Future Internet Security“, „Future Internet (3D-)Documents (Visual Computing)“, „Future Internet Communications“ und "Internet Economy“.

Computational Engineering
Sprecher: Prof. Dr. Michael Schäfer

Computational Engineering (CE) ist eine junge, stark interdisziplinär ausgerichtete Wissenschaft zur computergestützten Modellierung, Simulation, Analyse und Optimierung komplexer Ingenieuranwendungen und natürlicher Phänomene. Im Forschungsschwerpunkt CE werden alle über die verschiedenen Fachbereiche der TU Darmstadt verteilten Kompetenzen auf diesem Gebiet konzentriert, um gemeinsame Aktivitäten zu koordinieren und umfangreichere Forschungsprojekte zu initiieren. Einen der Kernbereiche bildet hierbei die fachübergreifende Entwicklung und Untersuchung effizienter numerischer Methoden. Der Forschungsschwerpunkt CE dient zudem als zentrale Plattform für die interne wie auch externe Kommunikation.

Stadtforschung
Sprecherin: Prof. Dr. Martina Löw

Um Städte zu gestalten und zu verstehen, müssen Kompetenzen aus sehr unterschiedlichen Fächern herangezogen werden müssen. Offensichtlich sind z.B. Wasserversorgung, Energieverbrauch, Lebensqualität, Sicherheit und Baukultur miteinander verwoben. Der Stadtforschungsschwerpunkt stellt sich der Herausforderung, im interdisziplinären Dialog Städte in ihrer Vielfalt zu erforschen.

Adaptronik
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka

Die Adaptronik beschreibt eine interdisziplinäre Strukturtechnologie, die die Umsetzung selbstanpassender (adaptiver) mechanischer Systeme ermöglicht. Adaptronische Struktursysteme können sich veränderlichen Betriebsbedingungen selbsttätig anpassen, um bei möglichst geringem Energieverbrauch und möglichst wenig ein-zusetzendem Material eine gewünschte Funktionalität zu gewährleisten. Technische Hauptzielsetzungen sind die Schwingungs- und Lärmkontrolle, die Formkontrolle und das Strukturmonitoring. Wesentlich ist hierbei, dass die Zielstruktur nicht wie bisher im Maschinenbau üblich passiv ist, sondern mit Hilfe intelligenter Werkstoffe aktiv in ihre Eigenschaften und Funktionalität eingreift und diese ständig nachreguliert und optimiert. Im Forschungsschwerpunkt ADAPTRONIK werden alle über die verschiedenen Fachbereiche der TU Darmstadt verteilten Kompetenzen auf diesem Gebiet konzentriert, um grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung abgestimmt weiterzuentwickeln sowie die wissenschaftlich-technologische Aus- und Weiterbildung von Studenten zu stärken. Wichtiger Bestandteil des Forschungsschwerpunkts ADAPTRONIK ist das LOEWE-Zentrum AdRIA (Adaptronik -- Research, Innovation, Application), in dem das Fraunhofer LBF, die TU Darmstadt und die Hochschule Darmstadt gemeinsam systematisch und ganzheitlich adaptronische Komponenten und Strukturlösungen entwickeln.