Fakultät für Naturwissenschaften

Forschungsschwerpunkte der Fakultät

Die Fakultät versteht sich als naturwissenschaftliche Fakultät, die sich in enger Verbindung von Chemie und Physik mit experimentellen und theoretischen Methoden naturwissenschaftlich orientierten Grundlagen und Anwendungen widmet und sich dabei auf drei ausgewählte Forschungsschwerpunkte konzentriert. Diese Schwerpunkte sind

  • Komplexe Materialien (KM)
  • Molekulare Systeme (MS)
  • Naturwissenschaftliche Modellierung und Simulation (NMS)

Der Vorteil dieser Schwerpunktbildung besteht darin, dass methodische Aspekte, die auch über die engere Anwendung in den Naturwissenschaften hinaus gehen können, disziplinorientiert jeweils in einem Schwerpunkt zusammen gefasst werden.

Der Forschungsschwerpunkt "Komplexe Materialien" konzentriert sich auf Aspekte der Physik und Chemie von Grenzflächen und Bulk-Phasen, die für die Entwicklung neuer Materialien entscheidend sind. Dabei sollen Materialien eingeschränkter Dimension oder eingeschränkter Ordnung den Schwerpunkt der Forschung bilden. Eingeschlossen sind Aktivitäten zur Synthese und Charakterisierung mikroskaliger und ungeordneter Systeme bis hin zur Realisierung mikroskopischer Bauelemente, Maschinen und Reaktoren.
Der Schwerpunkt vereint Grundlagenforschung zu materialrelevanten Wirkprinzipien mit anwendungsorientierter Forschung. Eine enge Zusammenarbeit mit Ingenieurwissenschaften wie der Werkstoffkunde und den Mikrotechnologien ist nötig zur Wahrung des Praxisbezugs der Forschung. Partnerschaften mit der Fakultät für Maschinenbau, dem Zentrum für Mikro-technologien und dem Mikrofabrikationszentrum der Fraunhofer-Gesellschaft bieten beste Voraussetzungen hierfür.

Der Forschungsschwerpunkt "Molekulare Systeme" realisiert eine in Deutschland sehr seltene enge Verknüpfung von Physik und Chemie mit anderen Gebieten wie Nanotechnologie oder Photonik. Er schließt auch angewandte Aspekte der Forschungsgebiete wie Laserdiagnostik und Präparation ein. Dabei setzt er im Bereich der Physik insbesondere die Forschungsrichtung des von 1994 - 1999 bestehenden Innovationskollegs fort und beschäftigt sich auf Seiten der Chemie mit unterschiedlichen Fragestellungen im Bereich molekularer Reaktivität. In diesem Zusammenhang steht ebenso das DFG-Graduiertenkolleg "Akkumulation von einzelnen Molekülen zu Nanostrukturen". Methodisch entwickelt er spektroskopische und mikroskopische Verfahren sowie Speichermethoden für Einzelobjekte, die als Leistungen auch über den Schwerpunkt hinaus an der TU Chemnitz zur Verfügung stehen. Dazu ist die Etablierung eines Zentrums für Nanoanalytik und Nanomaterialien geplant. Darüber hinaus wurden die Junior-Professuren "Photonik und optische Materialien" und "Organische Halbleiter", letztere mit engem Bezug zum Schwerpunkt KM, eingerichtet.

Der Forschungsschwerpunkt "Naturwissenschaftliche Modellierung und Simulation" wird wesentlich durch methodische Aspekte geprägt, die vor allem in den theoretisch arbeitenden Forschergruppen verankert sind. Der Schwerpunkt ist sowohl durch zukunftsweisende physikalisch-mathematische Konzepte, als auch durch seine analytischen und darauf aufbauenden numerischen Methoden charakterisiert, und befasst sich insbesondere mit den in den Natur- und Ingenieurwissenschaften immer wichtiger werdenden Simulationsverfahren. So werden in diesem Schwerpunkt mit analytischen und numerischen Methoden funktions-relevante Wirkmechanismen analysiert, modelliert und simuliert, wobei im Vordergrund die Frage nach den Ursachen für komplexe Verhaltensweisen von Systemen und Materialien steht.
Die Anwendungsgebiete reichen von der atomaren Skala bis hin zu makroskopischen Systemen. Die chemisch und physikalisch orientierten Arbeiten in diesem theoretisch-metho- dischen Schwerpunkt bilden die notwendige Fundierung für die interdisziplinäre Zusammenarbeit. Gerade die sich mit den Konsequenzen von "Unordnung" befassenden Arbeiten bilden eine wichtige Brücke zu den beiden anderen Forschungsschwerpunkten, doch geht dieser Forschungsschwerpunkt in seinem wissenschaftlichen Anspruch und seiner Tragweite über diese Anwendungen hinaus.
Der Schwerpunkt hat stark interdisziplinären Charakter, der sich an der TU Chemnitz auf verschiedenen wissenschaftlichen Ebenen in Kooperationen mit Ingenieuren, Mathematikern und Informatikern niederschlägt. Er stellt in seiner interdisziplinären Ausprägung für die TU Chemnitz ein Sonderstellungsmerkmal in der deutschen Forschungslandschaft dar und trägt in besonderer Weise den Studiengang "Computational Science".