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 schließen.

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.

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“.
 

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 magnetischen Nanopartikeln in Polymerfilmen und von der AG Papadakis Untersuchungen an Blockcopolymeren zu diesem Forschungsverbund beigetragen.
 

Seit 2019 ist der Lehrstuhl für Funktionelle Materialien Mitglied des interdisziplinären Verbunds TUM.Battery, wo Batteriesysteme in ihrer vollständigen Wertschöpfungskette erforscht werden.
 

Bei der European Polymer Federation (EPF) ist Prof. Müller-Buschbaum seit 2011 Deutscher Vertreter für den Bereich Polymerphysik.
 

Der Lehrstuhl von Prof. Dr. Peter-Müller Buschbaum ist Mitglied des neu gegründeten Exzellenzclusters e-Conversion, das von der DFG gefördert wird. Expertise im Bereich der nachhaltigen Energieversorgung aus verschiedenen führenden Universitäten und Forschungseinrichtungen wird hier zusammengeführt, mit dem Ziel, Energieumwandlung und die damit verbundenen mechanistischen Abläufe besser als es bisher möglich war zu verstehen. Ein besonderer Fokus liegt auf der detaillierten Untersuchung von Grenzflächeneffekten. Die Gruppe von Prof. Dr. Peter Müller-Buschbaum trägt mit ihrer langjährigen Erfahrung im Bereich der Dünnschicht-Charakterisierung mittels Neutronen und Röntgenstrahlung bei, die zum Beispiel in den Bereichen der funktionalisierten weichen Materie und bei organischen sowie hybriden Photovoltaik-Systemen Verwendung finden.

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 mit der LMU München, Universitäten in Frankreich (Montpellier und Rennes) Italien (Turin) und Polen (Poznan) sowie internationalen Partnerinstituten durchgeführt.
Weitere Informationen - Video - Kontaktperson in München
 

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.
Online-Artikel vom 17.6.2015 auf der Webseite des Physik-Departments: "Maßgeschneiderte organische Elektronik aus dem Drucker"
 

Seit dem 1.4.2018 ist Prof. Müller-Buschbaum auch Wissenschaftlicher Direktor der „Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II)“, einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung der Technischen Universität München. Der Lehrstuhl betreibt hier 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 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.