JARA-SOFT - Erforschung Weicher Materie
Die Moderne steht, ganz im Gegensatz zur frühgeschichtlichen Stein-, Bronze- oder Eisenzeit, im Zeichen der weichen Materie. Polymere, kolloidale, amphiphile Strukturen und Emulsionen fallen unter diesen Begriff. Sie begegnen uns zum Beispiel in der Kunststoffindustrie und der Biotechnologie. Die Wissenschaftler erforschen vor allem die Eigenschaften „Weicher Materie“, um neue Einsatzmöglichkeiten der Strukturen zu entwickeln.
Weiche Materie umfasst sowohl synthetische und biologische Makromoleküle als auch kolloidale und amphiphile Systeme. Das Forschungsgebiet reicht somit von der synthetischen makromolekularen und supramolekularen Chemie über die Bio- und statistische Physik bis zu den Ingenieurswissenschaften. Dabei schließt sie die molekulare Biologie sowohl von experimenteller als auch von theoretischer Seite ein.
Die langfristige Herausforderung der Soft Matter Science liegt in einer systemischen Herangehensweise, die zum verständnisgeleiteten Aufbau zunehmend komplexerer, hierarchischer Strukturen führt.
Dies verlangt einen multidisziplinaren Ansatz, der die Grenzen der weichen Nanotechnologiesysteme erforscht und verlegt.
Dynamische Nichtgleichgewichtszustände spielen dabei eine herausragende Rolle. Von besonderem Interesse ist das kooperative Verhalten von Systemen, die ihre Eigenschaften infolge der Wechselwirkung mit ihrer Umgebung aktiv verändern. Dies erfordert Feedbackmechanismen und Gedächtniseigenschaften.
In JARA-SOFT sind drei Forschungssäulen von zentraler Bedeutung:
- Den Aufbau komplexer Materialien
- Das quantitative Verständnis ihrer Eigenschaften und der Prozesse
- Die Systemintegration
Diese komplexe Thematik der Soft Matter Wissenschaften kann nicht mehr allein von der klassischen Polymer- und Kolloidwissenschaft bearbeitet werden, sondern benötigt intensive, interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen allen Bereichen der Natur-, Lebens- und Ingenieurswissenschaften. Der gezielte Aufbau komplexer adaptiver Materialien mit modernen Methoden der Chemie, Physik und Verfahrenstechnik unter Ausnutzung von Nichtgleichgewichtsphänomenen erfordert langfristig konzertierte Forschungsaktivitäten. Die im Soft Matter-Bereich vorhandenen Expertisen am Forschungszentrum Jülich, dem DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien sowie der RWTH Aachen University ergänzen sich hervorragend. Daher bietet JARA-SOFT eine besondere Möglichkeit diese Forschungsaktivitäten zu koordinieren und für die notwendigen zukünftigen Entwicklungen zu fördern. Dies wird die hohe wissenschaftliche Kompetenz und internationale Sichtbarkeit entscheidend stärken.