Masse ist eine grundlegende physikalische Größe, die in den Materialwissenschaften sowohl auf atomarer als auch auf makroskopischer Ebene eine zentrale Rolle spielt. Sie quantifiziert die Trägheit eines Körpers gegenüber Beschleunigung und steht in direktem Zusammenhang mit der Gravitationswechselwirkung. Im Kontext von Werkstoffen wird Masse typischerweise über die Dichte (Masse pro Volumen) beschrieben, welche in Kombination mit geometrischen Parametern die Gesamtmasse eines Bauteils bestimmt.
In der Werkstoffentwicklung ist die Optimierung der Masse von Bauteilen ein zentrales Ziel. Masseinsparung bei gleichbleibender oder verbesserter mechanischer und funktionaler Leistungsfähigkeit ist entscheidend für Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, Automobiltechnik oder Energietechnik. Sie wird durch Leichtbaukonzepte erreicht, etwa durch den Einsatz hochfester Stähle, Aluminium‑, Titan‑ und Magnesiumlegierungen, Faserverbundwerkstoffe oder topologieoptimierte Strukturen. Hierbei ist die präzise Kenntnis der massenbezogenen Kennwerte (z.B. spezifische Festigkeit, spezifische Steifigkeit) essenziell.
Im nanoskaligen und biologisch inspirierten Bereich wird Masse zunehmend auch strukturell verstanden, etwa als verteilte „funktionale Masse“ in hierarchischen Architekturen oder in biohybriden Systemen. Der Begriff der mitochondrialen Masse illustriert in der Zellbiophysik die quantitative Beschreibung der Masse von Organellen und deren Einfluss auf Stoffwechsel und Energieumwandlung; analog werden in der Werkstoffforschung massenbezogene Verteilungen auf Mikro‑ und Nanometerskala betrachtet, um Diffusion, mechanisches Verhalten und Degradation präzise zu modellieren.
Somit ist Masse keine rein skalare Kenngröße, sondern über ihre räumliche Verteilung, Kopplung an Struktur und Funktion sowie ihre Rolle in Mehrskalenmodellen ein zentrales Konzept für das Verständnis und Design moderner Werkstoffe.
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