Forschungsinfrastruktur und Großgeräte-Facilities

In den Materialwissenschaften bezeichnet der Begriff Facility typischerweise eine spezialisierte Forschungsinfrastruktur, die hochkomplexe Experimente ermöglicht, welche in normalen Laboren nicht oder nur unzureichend durchführbar sind. Dazu zählen Großforschungseinrichtungen wie Synchrotron- und Neutronenquellen, Hochleistungs-Elektronenmikroskopie-Zentren, nationale Messinstitute sowie weltraumgestützte Plattformen wie die Internationale Raumstation (ISS).

Charakteristisch für solche Facilities sind (1) einzigartige oder hochgradig spezialisierte Mess- und Bearbeitungskapazitäten, (2) professionelles wissenschaftlich-technisches Personal, das Betrieb, Wartung und Weiterentwicklung der Anlagen sicherstellt, und (3) formalisiertes Zugangsmanagement, häufig im Rahmen eines begutachteten „Open Access“ oder „User Facility“-Programms. Nutzer reichen experimentelle Vorschläge ein, die nach wissenschaftlicher Qualität, Machbarkeit und sicherheitstechnischen Aspekten bewertet werden.

Für die Werkstoffforschung stellen Facilities Schlüsselinfrastrukturen dar, etwa für in-situ-Charakterisierung unter Extrembedingungen (hohe Drücke, Temperaturen, Strahlungsfelder), für hochauflösende Strukturanalysen (z.B. Tomographie auf der Nano- bis Mikroskala) oder für Langzeituntersuchungen von Degradation und Alterung. Weltraumplattformen wie die ISS ermöglichen zudem Experimente unter Mikrogravitation, um diffusionsgesteuerte Prozesse, Phasentrennungen und Erstarrungsvorgänge ohne gravitationsbedingte Konvektion zu studieren.

Materialwissenschaftliche Facilities sind meist in internationale Netzwerke eingebunden, standardisieren Datenformate und Metadaten und tragen so wesentlich zu Reproduzierbarkeit, Referenzdatenbanken und zur Entwicklung validierter Simulationsmodelle bei.

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