Persönlicher Status und Werkzeuge

Lehrstuhl für funktionelle Materialien

Wir untersuchen die physikalischen Grundlagen von Materialeigenschaften mit Streumethoden (Neutronen-, Röntgen- und dynamische Lichtstreuung). Generelles Ziel unserer Forschung ist es, aus der Kenntnis der mikroskopischen Dynamik und Struktur auf funktionelle Eigenschaften kondensierter Materie zu schlieen.

Der Lehrstuhl für funktionelle Materialien ist Mitglied im Graduiertenkolleg "Materials Science of Complex Interfaces" im Elitenetzwerk Bayern. Dessen Fokus liegt in den komplexen Grenzflächen zwischen weicher Materie wie Biomolekülen oder synthetischen Polymeren und Festkörperoberflächen wie Metallen und Halbleitern.

Unser Lehrstuhl engagiert sich in Aktivitäten der „Munich School of Engineering“ (MSE) der Technischen Universität München. „TUM.Energy“ ist eine fakultätsübergreifende Forschungsinitiative der MSE, bei dem Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachrichtungen zusammenarbeiten, um das zentrale Thema Energie mit unterschiedlichen Methoden, Ansätzen und Kenntnissen zu betrachten. Die wissenschaftlichen Schwerpunkte werden durch vier Netzwerke abgebildet, die gemeinsam das Ziel verfolgen, nachhaltige und sichere Energieversorgung der Zukunft zu gewährleisten. Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum leitet das „Netzwerk Regenerative Energien“ (NRG), ein fakultätsübergreifendes Forschungsnetzwerk an der TUM, bestehend aus zahlreichen Lehrstühlen, die sich mit dem Thema „Regenerative Energien“ beschäftigen. Siehe auch TUMcampus Magazin, Titel, Ausgabe 4/2013

Neue Materialien für die Energiewandlung und Energiespeicherung und neue Konzepte für die kontrollierte Strukturierung von Materialgrenzflächen werden im Rahmen des Forschungsnetzwerks „Solar Technologies go Hybrid (SolTech)" untersucht. Die TUM ist mit dem Keylab „TUM.solar“ unter Leitung von Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum in dem Netzwerk vertreten. Die Forschung an solarer Energiewandlung und Speicherung basierend auf Nanomaterialien sowie organisch-organischen und organisch-anorganischen Hybridsystemen steht im Fokus von „TUM.solar“.
Online-Artikel aus "Die TUM" vom 10.12.2013: "Solarzellen-Verschleiß erstmals live im Blick - Röntgenunersuchung zeigt Strukturveränderungen in Solarzellen auf Polymerbasis"

Zudem werden Nanomaterialien im Rahmen von „nanoTUM“ untersucht. Das „TUM Institute of Nanoscience and Nanotechnology (nanoTUM)“ koordiniert die Forschungs- und Lehraktivitäten im Bereich der Nanotechnologie. So werden von der AG Müller-Buschbaum Untersuchungen an magnetische Nanopartikel in Polymerfilmen und von der AG Papadakis Untersuchungen an Blockcopolymere zu diesem Forschungsverbund beigetragen.

Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum ist Mitglied des Exzellenzclusters „Nanosystems Initiative Munich (NIM)“. Forschungsschwerpunkt des Clusters sind Design, Kontrolle und Einsatz künstlicher und multifunktionaler Nanosysteme. Thematisch gliedert sich NIM in fünf Bereiche. Der Lehrstuhl für funktionelle Materialien zählt mit seiner Forschung zum Einsatz von Polymeren in organischen Solarzellen zum Bereich 5, „Nanosystems for Energy Conversion“.

Im Rahmen des europäischen ERASMUS-MUNDUS-Programms haben Studierende die Möglichkeit, an unserem Lehrstuhl einen Teil des zweijährigen Master-Studiengangs MaMaSELF (Master in Material Science Exploring Large Scale Facilities) zu absolvieren. Das MaMaSELF-Programm wird in Zusammenarbeit der TUM (Leitung: Prof. Winfried Petry) mit der LMU München, Universitäten in Frankreich (Montpellier und Rennes) und Italien (Turin) sowie internationalen Partnerinstituten durchgeführt.

Mit Forschungsprojekten in der „TUM International Graduate School of Science and Engineering (IGSSE) ist der Lehrstuhl an der Exzellenzinitiative der TUM beteiligt.

Prof. Müller-Buschbaum gehört zum TUM-Team des Projekts "Interface Science for Photovoltaics" (ISPV). Dieses wurde von führenden Forschern der vier EuroTech Universitäten  in München, Eindhoven (NL), Lausanne (FR) und Dänemark Anfang 2012 gestartet. Diese Initiative fördert die Entwicklung von zukünftigen Photovoltaik-Technologien  unter Kombination des Wissens aus den Bereichen Dünnschicht- und organische Photovoltaik.  ISPV konzentriert sich auf fundamentale Fragen der Solarzellforschung.

Der Lehrstuhl ist an der „Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II)“, einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung der Technischen Universität München, engagiert. Er betreibt das hochauflösende Flugzeitspektrometer „TOF-TOF. Das TOF-TOF zeichnet sich durch den höchsten Neutronenfluss an der Probe, bei sehr guter Energieauflösung und herausragendem Signal zu Untergrundverhältnis aus.

2013 wurde das neue Kleinwinkelstreuinstrument SANS-1 am Heinz Maier-Leibnitz-Zentrum (MLZ) in Betrieb genommen und für Anwender geöffnet, ein Gemeinschaftsprojekt der Technischen Universität München und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG).
Kleinwinkelneutronenstreuung (SANS) wird für einen breiten Themenbereich in Wissenschaft und Industrie verwendet. Da das Verfahren Material-Inhomogenitäten im Bereich von 1 - 300 nm messen kann, ist eine Vielzahl von Anwendungen möglich. Typische Beispiele aus der Materialwissenschaft sind Ablagerungen in Legierungen, Trennung von Legierungen, chemische Verdichtung, Materialdefekte oder Porositäten. Auf dem Gebiet des Magnetismus können Domänenstrukturen einschließlich der Domänenwände in ferromagnetischen Systemen, nicht-triviale magnetische Strukturen in spiralförmigen Magneten, Vortex-Gitter oder Supraleiter untersucht werden. Untersuchungen von Polymeren, Proteinen, biologischen Membranen, Viren, Ribosomen oder Makromolekülen sind Beispiele aus dem Bereich der weichen Materie. In all diesen wissenschaftlichen Bereichen gewinnen in-situ-Messungen unter Variation eines Parameters wie z.B. Temperatur, Magnetfeld, Druck oder Belastung immer mehr an Bedeutung. Aufgrund der höheren Neutronenflüsse und einer besseren Neutronenoptik bieten moderne SANS-Instrumente eine leistungsfähige Technik mit angemessenen Statistiken für in-situ-Experimente.