Forschungsfeld Matter and Materials (M+M)

Matter and Materials (M+M)

Es treibt uns an, Materie zu verstehen und Materialien zu entwickeln. Im Bereich Nuclear Science erforschen wir beispielsweise, was passiert, wenn Neutronensterne miteinander verschmelzen und dabei Gravitationswellen und schwere chemische Elemente produzieren. Forschung, die synthetische genetische Schaltkreise effizienter macht, verbindet Synthetische Biologie und Elektrotechnik. Nachhaltige Nutzung von Ressourcen und Energie setzt Mut zur Transformation, Fähigkeit, Technik neu zu denken, und Kreativität, innovative Materialien zu erfinden, voraus.

Wir forschen vom 3D-Druck bis zur Memristor-Technologie an zahlreichenden spannenden Materialien und Prozessen, die eine Materialwende bedeuten und die Technologiewende möglich machen.

Profilthemen des Forschungsfeldes

In all unseren Forschungsfeldern steckt wissenschaftliche Exzellenz. Spitzenwissenschaftler*innen und ihre Teams treiben in thematisch fokussierten Profilthemen die Forschung voran. Die Profilthemen prägen die akademische Reputation der Technischen Universität Darmstadt. Sie zeichnen sich durch erfolgreiche Verbundvorhaben und eine hohe Attraktivität aus.

Intelligent, sustainable value networks for the Industrie 4.0 of the future

Die klassische Welt der Industrie 4.0 transformiert sich aktuell in eine Welt von lernenden Systemen mit Datensouveränität. Die Beherrschung, Verknüpfung und Nutzung dieser Daten im gesamten Wertschöpfungsnetz eines materiellen Produkts erlaubt die Steigerung der Autonomie und Flexibilität von Wertschöpfungsprozessen. Das Profilthema setzt sich zum Ziel die Effizienz eingesetzter Ressourcen und Energie zu steigern, Mitarbeitende flexibel einzusetzen als auch Kundenwünsche individuell und reaktionsschnell zu erfüllen.

Materials Design for Circularity

Eine nachhaltige Technologieentwicklung erfordert die Erforschung von innovativen und maßgeschneiderten Materialien und Werkstoffsystemen. Eine große Herausforderung besteht darin, kritische Rohstoffe zu vermeiden und von Beginn an eine nachhaltige Prozesskette vom Material bis hin zu einem ressourceneffizienten und rezyklierbaren Bauteil zu etablieren. Diese interdisziplinäre Fragestellung erfordert den Brückenschlag zwischen grundlagenorientierten Wissenschaften und den Ingenieurwissenschaften. Unser Fokus liegt auf anorganischen Materialien mit multifunktionalen Eigenschaften als Grundlage für energie- und ressourceneffiziente Bauteile und Technologien für Energiewandlung, Mikroelektronik und Sensorik.

Nuclear Science

Das Profilthema „Nuclear Science“ umfasst die Mikrophysik von Atomkernen und die Makrophysik kosmischer Explosionen, an denen die größten Kerne des Universums, Neutronensterne, involviert sind. Kernmaterie wird bei GSI/FAIR und an unserem Elektronenbeschleuniger S-DALINAC untersucht, um die kosmische Synthese chemischer Elemente in Neutronensternverschmelzungen zu verstehen.

Synthetische Biologie

Die Synthetische Biologie stellt eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts dar und wird zur Lösung verschiedener gesellschaftlicher Herausforderungen beitragen. Sie hat das Potential zukünftig einen wichtigen Beitrag zu einer CO2 neutralen Kreislaufwirtschaft zu leisten und bringt bedeutende Innovationen hervor: neue Behandlungsmöglichkeiten in der personalisierten point-of-care Medizin mittels intelligenter Biosensoren oder visionäre Projekte, wie die digitale Datenspeicherung in DNA oder den 3D-Druck von biologischem Gewebe.

Das Profilthema verbindet die Ansätze der Naturwissenschaften mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden auf verschiedenen Ebenen – vom der molekularen über die zelluläre bis hin zur multizellulären Ebene.

Centre for Synthetic Biology