Forschungsschwerpunkte und Entwicklungsfelder

Technischer Fortschritt hängt wesentlich von der Verfügbarkeit geeigneter und damit auch der Entwicklung neuer Materialien ab. Im vorliegenden Schwerpunkt wird moderne Materialwissenschaft und -technologie mit chemischen, d.h. präparativ-synthetischen und analytischen Ansätzen verknüpft. Dazu steht ein breites Spektrum von Herstellungs-, Verarbeitungs- und Untersuchungsmethoden auf hohem Stand zur Verfügung. Die Palette der Materialien umfasst alle Materialgruppen und ist auf zukunftsweisende und nachhaltige sowie rohstoff- und energiesparende energieeffiziente Materialentwicklungen fokussiert. Folgende Themen repräsentieren Stärkefelder der Fakultät:

  • Synthese und Anwendung von funktionellen Materialien
  • Oberflächen und Grenzflächen Wissenschaft und Technologie
  • Materialdesign und Verarbeitungstechnologien
  • Charakterisierung von Materialien im Betrieb

Die Zukunft einer rasant wachsenden Menschheit wird neben der Befriedigung der unmittel-baren Grundbedürfnisse auch zu einem Großteil davon bestimmt sein, wie sehr es gelingt, die chemischen und biotechnologischen Prozesse in den Bereichen der Materialien-, Produkte- und Energiebeschaffung so zu gestalten, dass sie auch für zukünftige Generationen sowohl verfügbar als auch leistbar sind und keine ökologischen Schäden hinterlassen. Bereitstellung von Produkten und von Energie in großindustriellem Maßstab ist eine Aufgabe der Technischen Chemie, impliziert aber auch die Verantwortung die gesellschaftlichen und ökologischen Auswirkungen dieser (bio)chemischen Prozesse zu berücksichtigen und zu untersuchen. Der Klimawandels stellt diese Herausforderung drastisch dar. Der Forschungsschwerpunkt zielt ab auf den nachhaltigen Umgang mit allen Primärrohstoffen, hohe Energieeffizienz der involvierten Prozesse und Wiederverwendung und die Darstellung der entsprechenden Umweltprozesse und -auswirkungen. Recycling, stoffliche und energetische Verwertung sowie umweltschonende Entsorgung der in Umlauf gebrachten Produkte am Ende ihrer Lebenszeit stehen dabei ebenso im Vordergrund der Forschungsarbeiten. Felder:

  • Dekarbonisierung und Elektrifizierung von chemischen Prozessen
  • Natürliche Ressourcen und Technologien der Bioraffinerie
  • Umweltanalytik, -verfahren und -technologien
  • Grüne Chemie und nachhaltige Kraftstoffe

Biowissenschaftliche Technologien bilden die Basis für die Umsetzung theoretischer Grundlagen der Biochemie, Medizin und Biologie in konkrete Anwendungen. Dabei werden Erkenntnisse im Verbund mit (Bio)Verfahrenstechnik für die Produktion verschiedenster bioaktiver Moleküle genutzt. Die an der Fakultät aktuell durchgeführten Forschungsaktivitäten reichen von erkenntnis- und anwendungsorientierter Grundlagenforschung bis hin zu Prozessentwicklungen in Zusammenarbeit mit einschlägiger Industrie und lassen sich in vier Themenschwerpunkten zusammenfassen:

  • Rekombinante Proteine, Omics-Technologien und Systembiotechnologie
  • Bioinstrumentierung, Bioverfahrenstechnik und Engineering
  • Angewandte Biosynthese und medizinische Biowissenschaften
  • Molekulare Diagnostik und Bioindikatoren

Ergänzend verfolgt die Fakultät den Ausbau von drei ENTWICKLUNGSFELDERN, denen zukünftig tragende Rollen im Forschungsprofil zukommen sollen. Diese Bereiche sind sowohl als „Brückenschlag-Programme“ zwischen den Forschungsschwerpunkten angelegt, um ein Maximum an Synergien aus den bereits etablierten Expertisebereichen zu gewinnen; zudem sollen damit auch neue und aussichtsreiche Themenkomplexe im Kooperation mit anderen Fakultäten der TUW sowie im Rahmen von externen Forschungskooperationen erschlossen werden:

Wir müssen Elemente, die bereits in der Atmosphäre oder Biosphäre vorhanden sind, wiederverwerten, um wiederverwertbare Träger für erneuerbare Energien zu erzeugen und den Weg zu einer Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe zu ebnen. Am vielversprechendsten sind die Elektrokatalyse und die Photokatalyse, aber bei der derzeitigen Technologie muss man seltene durch reichlich vorhandene Elemente ersetzen oder alternative, kostengünstige Hochleistungskatalysatoren entdecken.

Die Entwicklung von Bioraffineriekonzepten, bei denen erneuerbare Rohstoffe verarbeitet und (bio)chemisch in eine Reihe von marktfähigen chemischen und energetischen Produkten umgewandelt werden, wird als biobasierter und vielversprechender Integrator von Paradigmen der industriellen Ökologie und der Kreislaufwirtschaft angesehen. Gleichzeitig ermöglicht die Systemverfahrenstechnik einen Wandel hin zu einer nachhaltigen Produktion, indem sie die gesamte Prozesskette ganzheitlich betrachtet.

Dieser Bereich konzentriert sich auf die Entwicklung innovativer molekularer Technologien zur genauen Untersuchung und Manipulation biologischer Systeme. Er umfasst bioanalytische Methoden der nächsten Generation und biokompatible chemische Werkzeuge zur Steuerung biologischer Prozesse. Diese Fortschritte zielen darauf ab, Durchbrüche in der medizinischen Diagnostik und Therapie zu erzielen.