Diese Forschungsrichtung zielt darauf ab, fundamentale Phänomene und Mechanismen in den Material- und Werkstoffwissenschaften zu verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden das theoretische Fundament für spätere Anwendungsentwicklungen und technologische Innovationen. Die Arbeiten zeichnen sich durch methodische Strenge und experimentelle sowie theoretische Ansätze auf atomarer, molekularer und makroskopischer Ebene aus.