GFNM

Nichtkristalline Werkstoffe sind in Form von massiven Gäsern, Fasern, Schichten und Partikeln materialklassenübergreifend die Schlüsselkomponente in einer Vielzahl von optischen und energietechnischen Systemen.

Über die klassische schmelzbasierte Prozessierung dieser Materialien hinaus bietet die Abscheidung amorpher Kondensate aus Flüssig- und Gasphasen hochinteressante Möglichkeiten für die Entwicklung funktioneller Werkstoffarchitekturen. Gerade für moderne Anwendungen in der Optik, Photonik und Energietechnik (d. h., für die Erzeugung von Werkstoffen höchster Reinheit, komplexer Funktionalität und/oder in Form von dünnen Schichten) ist dieser Syntheseweg bereits heute in zahlreichen Anwendungen unerlässlich (wie z. B. für Laserquellen, Solarmodule, LEDs, elektrische Energiespeicher, Lichtleiter, Katalysatoren).

Dies betrifft in starkem Maße eine der zentralen Kernkompetenzen der Region Jena, wo sich die Entwicklung hochmoderner Materialien und Systeme in der Optik und Photonik über die Schwerpunkte Produktion und Messtechnik zunehmend auf Anwendungen in der Energiewandlung und -speicherung sowie der medizinischen Diagnostik als globale Zukunftstechnologien ausweitet. Dies geschieht in engster Zusammenarbeit zwischen akademischer Grundlagenforschung und industrieller Umsetzung auf international höchstem Niveau.

Konsequent bildet der Schwerpunkt „Light“ eine der drei Profillinien der Friedrich-Schiller-Universität Jena und integriert die zahlreichen außeruniversitären Forschungseinrichtungen (Leibniz IPHT, Fraunhofer IOF und IKTS, Helmholtz HIJ) mit weltweit hervorragend positionierten universitären Arbeitsgruppen. Die regionale Stärke spiegelt sich schließlich in einer Reihe erfolgreicher Clusterinitiativen wie z.B. in der Laserphysik durch nano-optische Material- und Systementwicklungen innerhalb des BMBF-ZIK „UltraOptics“, durch Anwendungen der medizinischen Photonik und Sensorik sowie Nanomedizin im BMBF-Forschungscampus „InfectoGnostics“ bzw. dem Sepsis-Zentrum CSCC wider.

Dabei bildet die materialtechnische oder -chemische Entwicklung immer den zentralen Bestandteil des neuen Systems. Die Bereitstellung angepasster Hochleistungsmaterialien ist so essentielle Grundlage und wesentlicher Potentialgeber. Dies wird z. B. auf dem Feld der Fasertechnologie, der (optischen) Funktionsschichten sowie der elektrischen Energiespeicherung sehr anschaulich. Die große Herausforderung der Materialforschung besteht hier heute darin, Ordnung in der Unordnung zu finden, das heißt, trotz der Abwesenheit klarer, wiederholbarer und über einen makroskopischen Werkstoff anwendbarer struktureller Prinzipien und atomistischer Bauregeln in nichtkristallinen Werkstoffen physikalische Zusammenhänge zwischen Synthese, Strukturbildung sowie den resultierenden Materialeigenschaften abzuleiten.

Nach der Konzentration der an der Friedrich-Schiller-Universität vorhandenen materialwissenschaftlichen Kompetenz insbesondere auf dem Feld der klassischen Glaswerkstoffe in die neu geschaffene Struktur des fakultätsübergreifenden Otto-Schott-Instituts für Materialforschung (OSIM) soll nun eine weitere Profilierung und Stärkung des Forschungsfeldes durch den Aufbau einer Nachwuchsgruppe „Gas- und Flüssig-phasenabscheidung funktioneller nichtkristalliner Materialien“ erreicht werden. Den wissenschaftlichen Schwerpunkt bilden dabei materialchemische Prinzipien und Synthesestrategien zur gezielten Eigenschaftsoptimierung optischer und energie-technischer Hochleistungswerkstoffe.

Dies wird erreicht durch Integration von sowohl atomistischen Simulationstechniken als auch analytischen Methoden zu Strukturbildungsprozessen vor dem Hintergrund einer dauerhaften Brückenbildung zwischen den forschungsstarken universitären Zentren Abbe Center of Photonics (ACP), Jena Center for Soft Matter (JCSM) und dem in 2014 neu gegründeten Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC).