Wissenschaftliches Ziel der Graduiertenschule MAINZ: Design neuer funktionaler Materialien

Mainzer Materialwissenschaftler erwarten, das sich neue zukunftsweisende Forschungsansätze und -felder eröffnen

(PresseBox) ( Mainz, )
Von den kleinsten Bausteinen der Materie bis zu den angewandten Materialien, von der grundlegenden Theorie zur praktischen Entwicklung, von der modernen Atomphysik zur Chemie: Im Mittelpunkt der Graduiertenschule der Exzellenz "Materials Science in Mainz" (MAINZ) steht das Design neuer funktionaler Materialien auf Basis von Polymeren und von Materialien mit neuen Eigenschaften, wie es beispielsweise auch Supraleiter sind. "Wissenschaftliches Ziel der Graduiertenschule ist es, Theorien aufzustellen, die die Entwicklung neuer funktionaler Materialien möglich machen", erklärte die Direktorin von MAINZ, Univ.-Prof. Dr. Claudia Felser, "und die Grundlage dafür ist das Verständnis, wie komplexe Materie funktioniert." Durch den interdisziplinären Ansatz und die wissenschaftliche Kooperation insbesondere auch mit dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung und der Technischen Universität Kaiserslautern erwartet Professor Felser, dass sich auf dem Gebiet der Materialwissenschaften neue zukunftsweisende Forschungsansätze und -felder eröffnen.

Der Forschungsschwerpunkt MAINZ kombiniert Polymere, Kolloide, magnetische Materialien und ultrakalte Quantengase. Die auf den ersten Blick unterschiedlichen Forschungsfelder verbindet ein gemeinsames wissenschaftliches Konzept. "Die wissenschaftliche Vision moderner Materialwissenschaften ist das rationale Design neuer multifunktioneller Hybridmaterialien", so Professor Felser, "dabei wollen wir durch Zusammenführen von neuesten Erkenntnissen aus verschiedenen materialwissenschaftlichen Bereichen, insbesondere der weichen und harten Materie, Synergieeffekte gezielt nutzen. Das erfordert einen multidisziplinären Ansatz und eine ambitiöse und starke Kooperation zwischen Theorie und Experiment."

Die Graduiertenschule MAINZ umfasst zwei volle Promotionsprogramme über drei Jahre - MATCOR (MATerials with CORrelations) und POLYMAT (POLYmers in advanced MATerials) - und das einjährige Programm der IMPRS-PMS (International Max Planck Research School for Polymer Materials Science). Neben der Laufzeit unterscheiden sich die drei Programme durch ihren thematischen Schwerpunkt. Das Dreijahresprogramm POLYMAT (POLYmers in advanced MATerials / Polymere in neuen Materialien) fokussiert die Synthese und Beschreibung neuer Materialien, die dann in neuen technologischen Entwicklungen Anwendung finden können. Junge Wissenschaftler erhalten an dieser Graduiertenschule die Möglichkeit, umfangreiche Erfahrungen mit neuen Methoden zur Synthese und zur Charakterisierung von Polymeren zu sammeln. Dies schließt auch Forschungsarbeiten darüber ein, wie Materialien auf Polymerbasis entworfen und optimiert werden können. An dem Programm POLYMAT sind Arbeitsgruppen aus der Chemie, der Physik und der Biologie der Johannes Gutenberg-Universität sowie das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz beteiligt. Diese vernetzten Arbeitsgruppen gelten als eines der bedeutendsten Zentren für Polymerforschung weltweit. Ein Teil der Ausbildung besteht darin, spezielle Software-Tools für die Polymerwissenschaften zu entwickeln bzw. zu handhaben. Außerdem sollen die Teilnehmer den notwendigen theoretischen Hintergrund erhalten, um komplexe Probleme der Polymerforschung auf wissenschaftlichem und auch auf anwendungsbezogenem Niveau lösen zu können.

Das ebenfalls dreijährige Programm MATCOR (MATerials with CORrelations / Materialien mit Korrelationen) ist besonders stark interdisziplinär ausgerichtet. Beteiligt sind verschiedene Forschungseinrichtungen, darunter das Institut für Physik und das Institut für Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sowie der Fachbereich Physik der Technischen Universität Kaiserslautern. Thematisch konzentrieren sich die Forscher hier auf die theoretische Berechnung sowie die Synthese und Analyse neuer Materialien, wie zum Beispiel Supraleiter, magnetische Materialien und Bose-Einstein-Kondensate. Dabei werden unter Nutzung von Computersimulation und Experiment neue Materialien entwickelt. Das Verständnis von Korrelation in Materie steht dabei im Mittelpunkt.

Die "International Max Planck Research School for Polymer Materials Science" richtet sich als eine von insgesamt 49 Max Planck-Schulen in Deutschland an internationale Promotionsstudenten. Sie ist ein einjähriges Austausch- und Trainingsprogramm, deren thematische Schwerpunkte den gesamten Bereich der Polymerforschung von der Synthese über physikalische Untersuchungen und Entwicklung neuer analytischer Verfahren bis hin zu theoretischen Modellen und Simulationen abdecken. Die Forschungsarbeiten werden im Max-Planck-Institut für Polymerforschung und in Arbeitsgruppen des Institutes für Chemie der Johannes Gutenberg-Universität durchgeführt. "Wir sind davon überzeugt, dass die Graduiertenschule der Exzellenz ein Erfolg sein wird", erklärte der Präsident der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Univ.-Prof. Dr. Georg Krausch, "die Mainzer Materialwissenschaftler genießen international hohes Renommee. Besonders die Mainzer Chemiker haben eine lange Tradition im Bereich der Polymerforschung. Bereits unmittelbar nach dem zweiten Weltkrieg im Jahr 1946 begann hier die einschlägige Forschung und 1983 wurde dann das Max-Planck-Institut für Polymerforschung auf dem Campus gegründet. Die enge Zusammenarbeit zwischen Universität und dem Max-Planck-Institut blickt somit auf eine lange Tradition zurück. Die Verbindung von intensiver Forschung, Austausch mit Studierenden und Anleitung von Nachwuchswissenschaftlern führt hier seit Jahrzehnten zum Erfolg."
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