Master of Science (M.Sc.)

Glas und optische Materialien Das Spezialisierungsrichtung "Glas und optische Materialien" widmet sich der Chemie, Physik und Technologie glasartiger Werkstoffe und verwandter Materialien (z.B. Glaskeramiken oder pulverabgeleitete Komposite). Neben den glaschemischen Grundlagen sowie modernen Methoden der digitalen Materialentwicklung werden insbesondere Strukturprinzipien und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in ungeordneten Materialien erarbeitet. Im besonderen Schwerpunkt der Licht-Materie-Wechselwirkungen werden diese in Relation zu den Eigenschaften kristalliner Werkstoffe (wie optische Einkristalle, polykristalline optische Funktionswerkstoffe) gesetzt. Über die Optik und Photonik hinaus wird zudem die gesamte Anwendungsbreite glasiger Werkstoffe bis hin zu Fragen der Recyclingfähigkeit, Rohstoffgewinnung und Prozessbilanzierung betrachtet.

Strukturwerkstoffe Strukturwerkstoffe zeichnen sich durch ihre hohe Festigkeit, Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus, weshalb sie eine entscheidende Rolle im modernen Maschinen- und Fahrzeugbau, der Luft- und Raumfahrt sowie dem Bauwesen spielen. Zu den Strukturwerkstoffen zählen Metalllegierungen (z.B. Stähle), amorphe Metalle, Keramiken und Gläser, aber auch Materialien, die im Bauwesen (Beton), dem Leichtbau (Faserverbundwerkstoffe), der Energie- und Umwelttechnik sowie in der Biomedizin zum Einsatz kommen. Im Fokus der Spezialisierungsrichtung stehen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, die mittels vielseitiger elektronenmikroskopischer und spektroskopischer Methoden charakterisiert und mit Hilfe computergestützter Simulationen auf der Nano- und Mesoskala ergänzend optimiert werden. Die vermittelten Kenntnisse dienen der Entwicklung moderner Strukturwerkstoffe sowie deren Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren.

Materialien für die Energie- und Umwelttechnik Materialwissenschaftliche Fragestellungen sind für moderne energie- und umwelttechnologische Systeme von zentraler Bedeutung. Dies betrifft sowohl passive, strukturgebende Werkstoffe, als auch aktive Komponenten wie zum Beispiel (Festkörper-)Elektrolyte, Halbleitermaterialien oder funktionalisierte mesoporöse Membranen, Katalysatoren und Adsorber. Die Spezialisierungsrichtung "Materialien für die Energie- und Umwelttechnik" widmet sich diesen Fragestellungen von der Erarbeitung materialchemischer Grundlagen über die Materialformulierung und Werkstoffdesign bis zur anwendungsbezogenen Nachhaltigkeitsbetrachtung.

Biomaterialien Die Spezialisierungsrichtung „Biomaterialien“ beschäftigt sich zum einen mit Implantatmaterialien, die in direktem Kontakt mit dem menschlichen Gewebe stehen und therapeutisch bzw. diagnostisch in der Medizin sowie den Lebenswissenschaften eingesetzt werden. Es wird ein grundsätzliches Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Implantat und lebendem Organismus geschaffen sowie Möglichkeiten erarbeitet, Werkstoffeigenschaften gezielt den medizinischen Anforderungen anzupassen. Zum anderen dient die Natur als Vorbild bei der Entwicklung neuartiger, bioinspirierter Materialien und Materialoberflächen, auf deren Basis technische Probleme (z.B. Benetzung, Haftung, Tribologie, Leichtbau, Optik, Bruchmechanik) durch Kenntnis der natürlichen Wirkprinzipien und -systeme gelöst werden.