Forschung

Das Department Chemie fokussiert sich auf das Forschungsfeld Funktionale Materialien. Wesentliche Ziele sind die Herstellung und Charakterisierung neuer Substanzen mit gezielter Struktur und Reaktivität sowie deren Applikation in nachhaltigen Prozessen. Diese Substanzen übernehmen spezifische physikalisch-chemische Funktionen; sie wirken steuernd/regelnd auf grundlegende Eigen­schaften von Materialien und auf chemische Prozesse. Die Forschung ist durch folgende drei Schwerpunkte gekennzeichnet:

  • Schwerpunkt Synthese und Struktur
    Basis für die Chemie als Lehre vom Aufbau, dem Verhalten und der Umwandlung von Stoffen ist die Synthese mit dem Ziel der Entwicklung und Herstellung von Materialien mit hoher Wertigkeit. Da diese selbst heute mittels leistungsstärkster Großrechenanlagen nur in sehr begrenztem Umfang berechnet werden können, wird die Chemie auch in Zukunft eine Wissenschaft sein, die in ihrem Kern präparativ-synthetisch orientiert ist. Die präparative Chemie steht immer am Beginn einer Prozesskette vom Stoff mit einer erwünschten Eigenschaft bis hin zum fertigen Produkt. Diese synthetisch-präparative Expertise ist aber auch bei allen Schritten der Konditionierung innerhalb dieser Prozesskette die unabdingbare Voraussetzung für deren erfolgreichen Abschluss. Sie erfordert methodische Breite und stoffliche Tiefe und kann sich am besten aus einer intensiven Grundlagenforschung auf einem der aktuellen chemischen Forschungsfelder heraus entwickeln.

  • Schwerpunkt Optoelektronik und Photonik
    Im Rahmen dieses chemisch-physikalischen Schwerpunkts werden Themen aus den Bereichen der physikalischen, organischen, makromolekularen und anorganischen Chemie bearbeitet. Im Mittelpunkt des Interesses stehen neue funktionale Materialien mit interessanten elektronischen und optischen Eigenschaften auf polymerer, kolloidaler und kristalliner Basis. Besondere Bedeutung kommt den Flüssigkristallen und Ausgangsverbindungen, die auf die Herstellung von Verbindungshalbleitern und Thermoelektrika in Form von Filmen und Nanopartikeln abheben, zu. Der Fähigkeit zur Selbstorganisation kommt dabei eine wichtige Schlüsselrolle zur Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen zu. Diese Materialien besitzen ein hohes Potenzial für Anwendungen im Bereich der Elektronik sowie der Erzeugung und Detektion von Licht, der integriert-optischen und opto-optischen Signalverarbeitung, der optischen Datenspeicherung und der Darstellung von Informationen (Displays).
    Die Relevanz dieses Forschungsschwerpunkts wird durch das gemeinsam mit dem Department Physik und dem Institut für Elektrotechnik  gegründete „Center für Optoelektronik und Photonik (CEOPP)" und  durch das von der DFG geförderte Graduiertenkolleg 1464 „Periodische Strukturen in Optoelektronik und Photonik“ verdeutlicht.

  • Schwerpunkt Polymere Materialien und Prozesse
    Im Fokus dieses chemisch-technologischen Schwerpunkts stehen, ausgehend von Synthesen komplexer technischer Materialien auf Polymer- und Kompositbasis, deren Applikationen in Grenzflächenprozessen unter Beachtung ihrer Wechselwirkungen mit der Umgebung insbesondere Adhäsion  und Korrosion. Eine weitere wesentliche Aufgabe liegt im Scaling-up der Herstellungsprozesse unter optimierten Prozessbedingungen mittels Methoden der Modellierung und Simulation. Diese Arbeiten werden ergänzt durch computerbasierte Modellierung von Haftungseigenschaften an Polymeroberflächen und Oxidoberflächen in Kooperation mit der Theoretischen Physik.  Darüberhinaus tragen grundlegende Struktur- Wirkungsuntersuchungen auf dem Gebiet der Weichen Materie / Hybridmaterialien / Makromolekulare Chemie in beträchtlichem Umfang zu diesem Schwerpunkt bei. Die hierfür eingesetzten physikalischen Meßmethoden gewährleisten dabei nicht nur ein hohes Niveau auf dem Gebiet der Polymeranalytik, sondern öffnen auch vielversprechende Zugänge zu Großforschungseinrichtungen.
    Dieses Portfolio im Department Chemie ist Basis für Kooperationen mit der Fakultät für Maschinenbau auf den Gebieten Materialwissenschaften, Kunststofftechnik und Kleb- und Fügetechnik sowie Mechanische Verfahrenstechnik. Somit wird die Abbildung der gesamten Prozesskette aus Chemie, Verfahrens-, Kunststoff- sowie Klebstofftechnik in gemeinsamen Forschungsarbeiten ermöglicht und umgesetzt.  Diese Verzahnung von Chemie und Maschinenbau  hat ihren Niederschlag in der im Juli 2009 erfolgten Gründung des „Instituts für Polymere Materialien und Prozesse (PMP)“ gefunden.

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