Forschungsschwerpunkte
Über drei Departments, sechs integrative Forschungsinstitute, drei Exzellenzcluster, vier Sonderforschungsbereiche, den Max-Planck-Instituten, Beiträge von zwei Venture Labs und zahlreiche vom Bund und der EU geförderte Projekte hinweg konzentrieren sich die Forschungsschwerpunkte der NAT School auf die folgenden sechs Bereiche.
Accelerated Scientific Discovery
Die Erforschung, Nutzung und das Verständnis für funktionale Materialien sind mit herkömmlichen manuellen Experimenten praktisch unmöglich realisierbar. Sie erfordern den integrierten Einsatz automatisierter, experimenteller und theoretischer Methoden. Daher setzen wir Hochdurchsatz- und kombinatorische Verfahren in der Materialsynthese, Charakterisierung und Geräteentwicklung ein. Diese Methoden werden eng mit entsprechenden virtuellen Experimenten verknüpft. Angesichts der Notwendigkeit, virtuelle und physische Experimente eng miteinander zu verbinden, arbeiten wir aktiv an der Entwicklung von Methoden zur koordinierten Zusammenarbeit zwischen Laboren und einem ontologie-basierten Datenmanagement.
Biomolecular Engineering & Design
Basierend auf einem quantitativen Verständnis biomolekularer Wechselwirkungen sowie modernen KI-Tools nutzen wir Nukleinsäure-Nanotechnologie und Proteindesign, um ein neues Maß an Perfektion im biomolekularen Design zu erreichen. Unsere Ziele reichen von der Kontrolle molekularer Selbstorganisation über die Rekonstruktion von Leben von Grund auf bis hin zur Programmierung von Zellen für die Sensorik, Datenverarbeitung, Aktivierung und therapeutischer Anwendungen.
Clean Technology Solutions
Saubere Technologien beziehen sich auf die synergetische Generierung grundlegenden Wissens und auf die Entwicklung und den Transfer von Technologien, um die UN-Nachhaltigkeitsziele und Null-Emissionen-Ziele in den Sektoren Energie, Bau, Mobilität, Chemie und Pharmaindustrie zu erreichen. Unsere Forschungsaktivitäten an der NAT School decken biotechnologische sowie physikalische und chemische Ansätze für eine Kreislaufwirtschaft und eine nachhaltige Gesellschaft ab. Die Spitzenleistung unserer Forschung im Bereich „Clean Technology“ spiegelt sich in herausragenden Verbünden wie e-conversion und SystBioM wieder, die maßgeblich zum internationalen Renommee der TUM beitragen.
Fundamental Forces & Cosmic Evolution
Der Forschungsschwerpunkt „Fundamental Forces & Cosmic Evolution“ an der TUM School of Natural Sciences beschäftigt sich mit der Entschlüsselung der grundlegenden Prinzipien, welche die Bausteine der Materie und die Dynamik des Universums bestimmen. Die Physikerinnen und Physiker untersuchen die Eigenschaften und Wechselwirkungen von Elementarteilchen, um ihre Rolle bei der Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Gegenwart zu verstehen. Wir forschen über die Entstehung des Universums – von der Bildung der Elementarteilchen und der Atomkerne kurz nach dem Urknall bis zur Formung von Sternen, Planetensystemen und Galaxien. Wir untersuchen grundlegende Fragen der Physik, insbesondere die elementaren Eigenschaften von Neutrinos und die schwer fassbare Natur der Dunklen Materie. Der gesamte Forschungsschwerpunkt liefert entscheidende Einblicke in die Struktur und Entwicklung des Universums und verbindet die kleinsten Dimensionen der Teilchenwechselwirkungen mit den großräumigen Phänomenen des Kosmos.
Fundamental Science for Health
Die Forschung in den Biowissenschaften umfasst viele Größenordnungen, von kleinen Molekülen, Supramolekülen, Proteinen und Nukleinsäuren bis hin zu Zellen, Zellverbänden und vollständigen Organismen. An der NAT School untersuchen wir die Strukturen von Proteinen und Nukleinsäuren, um deren Funktion und Rolle bei den Mechanismen einer Erkrankung zu verstehen. Zudem designen wir kleine Moleküle und Proteine, die zur Entwicklung neuartiger Medikamente führen können. Unser Fokus liegt dabei auf der Schaffung neuer theranostischer Plattformen zur Bekämpfung von Krankheiten, bei denen es aktuell keine wirksamen Therapien gibt, sowie auf der Entwicklung von Materialien für die Medikamentenfreisetzung. Neuartige Bildgebungstechniken und die Forschung an Organoiden bieten großes Potenzial für medizinische Anwendungen.
Quantum Science & Technologies
Die Quantenwissenschaft und -technologie vereint die Forschungsfelder der Quantenphysik und der Informationswissenschaft. In diesem dynamischen Forschungsbereich verbindet die NAT School Grundlagenforschung mit technologischen Anwendungen, um die Zukunft von Quantenmaterie, -berechnung, -simulation, -kommunikation und -sensorik zu gestalten. Die Forschung umfasst sowohl grundlegende wissenschaftliche als auch technologische Entwicklungen und fördert die Umsetzung dieser Erkenntnisse in Anwendungen wie Quantencomputern. Diese Initiativen sichern die Position der TUM auf diesem Gebiet und stärken ihre globale Bedeutung sowie ihren gesellschaftlichen Einfluss.
