Dynamik bezeichnet in den Materialwissenschaften die zeitliche Entwicklung von Zuständen auf atomarer, mesoskopischer und makroskopischer Skala. Im Gegensatz zu rein statischen Betrachtungen stehen hierbei Transport-, Relaxations- und Umwandlungsprozesse im Vordergrund, die durch innere Freiheitsgrade (Atome, Ladungsträger, Defekte) und äußere Felder (mechanisch, thermisch, elektrisch, optisch) getrieben werden.

Auf atomarer Ebene beschreibt die Dynamik die Bewegung von Atomen und Ionen im Gitter, etwa mittels klassischer oder ab initio-Molekulardynamik. Daraus ergeben sich Diffusionskoeffizienten, Phononendispersionen und Gitterrelaxationen, die für Phasenumwandlungen, Kriechverhalten und thermische Leitfähigkeit zentral sind. Eng verwandt ist die Gitter- und Defektdynamik, die u. a. Versetzungsbewegung, Korngrenzenmigration und Defektrekombination umfasst.

Elektronische und optische Eigenschaften werden durch Ladungsträger- und Exzitondynamik bestimmt. Zeitaufgelöste Spektroskopie liefert hier Relaxationszeiten von angeregten Zuständen, Rekombinationsraten und Transportlängen, was für Halbleiter, Photovoltaik und Quantenmaterialien essenziell ist.

Auf größeren Skalen beschreibt Dynamik die Strukturdynamik von Phasenfronten, Pulverdynamik in additiven Fertigungsverfahren sowie die Dynamik von Schmelzbädern beim Schweißen oder Laserstrahlschmelzen. Nichtlineare Dynamik und Instabilitäten (z. B. Konvektion, Dendritenwachstum) steuern dabei Mikrostrukturbildung und Defektentstehung.

Insgesamt ermöglicht eine konsistente dynamische Beschreibung, zeitabhängige Materialantworten – etwa viskoelastisches Verhalten, Schaltdynamik funktionaler Materialien oder Ermüdungsprozesse – quantitativ zu erfassen und gezielt zu steuern.