Ein Cluster ist eine Gruppe von Atomen oder Molekülen, die sich zu einer Einheit zusammenschließen und einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen. In der Werkstofftechnik spielen Cluster eine wichtige Rolle, da sie die Eigenschaften von Materialien auf mikroskopischer Ebene beeinflussen können.

Metallatomcluster beispielsweise bestehen aus wenigen bis mehreren Dutzend Metallatomen, die durch metallische Bindungen miteinander verbunden sind. Diese Cluster haben häufig andere Eigenschaften als größere Stücke des gleichen Metalls. Ein typisches Beispiel sind Ag-Cluster (Silber-Cluster), die in der Katalyse oder bei der Herstellung von Nanomaterialien verwendet werden.

Ein weiteres interessantes Beispiel sind suprakolloidale Cluster, die aus größeren Partikeln bestehen und durch physikalische oder chemische Wechselwirkungen zusammengehalten werden. Diese Cluster können spezielle optische oder magnetische Eigenschaften besitzen und in der medizinischen Diagnostik oder in der Sensorik eingesetzt werden.

In der Forschung und Entwicklung hat der Begriff Cluster auch eine übertragene Bedeutung, etwa im BMBF greenBatt-Cluster. Das ist ein Netzwerk von Forschungsinstituten und Unternehmen, das sich auf die Entwicklung nachhaltiger Batterietechnologien konzentriert.

Die Untersuchung und Anwendung von Clustern ist ein dynamisches und facettenreiches Feld in der Materialwissenschaft. Es erfordert ein tiefes Verständnis der intermolekularen Kräfte und der Quantenmechanik, um die einzigartigen Eigenschaften dieser Cluster für verschiedene Technologien nutzbar zu machen.