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Materialwissenschaft Studium: Alle Infos

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Marmor, Stein und Eisen bricht, aber dein neues Smartphone nicht – dank des elastischen Displays. Und das ist nur eine der vielen Errungenschaften, die wir der Materialwissenschaft verdanken. Denn ihre Aufgabe ist es, zum Beispiel für die medizinische Technik, die Bio- oder die Informationstechnologie neue Stoffe zu erforschen und bekannte Materialien durch Veränderungen auf molekularer Ebene zu verbessern. Im dazugehörigen Studiengang setzt du dich daher mit den chemischen und physikalischen Grundlagen von Metallen, Halbleitern, Gläsern, Keramiken, Kunststoffe und Naturstoffe auseinander. Während sich die Chemie dabei mit den stofflichen Eigenschaften befasst, betrachtet die Physik den atomaren Aufbau sowie die physikalischen Eigenschaften. Gleichzeitig bekommst du aber auch die nötigen ingenieurwissenschaftlichen Kenntnisse vermittelt. Darüber hinaus streifst du eine Vielzahl anderer Disziplinen, etwa die Geo- oder die Holzwissenschaften.

Klischee-Vorstellung vs. Realität

Was stimmt, was nicht

»Materialwissenschaftler sind „Atomschubser“«

Werkstoffingenieure und Maschinenbauer benutzen diesen Begriff gerne mal, um anzudeuten, dass die Materialwissenschaft ziemlich weit von der Praxis entfernt ist und sich vor allem mit der Physik beschäftigt. Das ist aber ein absolutes Klischee von Seiten der etwas weniger naturwissenschaftlichen Studiengänge. Auch in der Materialwissenschaft geht es sehr praxisnah zu, die gelernte Theorie wird immer auch in Experimenten und anderen praktischen Formen angewendet.

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»Materialwissenschaft = Werkstofftechnik«

Häufig wird der Studiengang Materialwissenschaft gemeinsam mit der Werkstofftechnik angeboten. Tatsächlich sind beide Teilgebiete eng verwandt. Der Unterschied besteht darin, dass die Werkstofftechnik eher naturwissenschaftlich ausgerichtet ist und sich stärker mit zum Beispiel der Struktur und den Eigenschaften von Material beschäftigt, während die Werkstofftechnik ingenieurwissenschaftlicher geprägt ist und den Fokus auch mehr auf die technische Realisierung und den Umgang mit Stoffen legt.

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»Wer Materialwissenschaft studieren möchte, sollte schnell sein naturwissenschaftliches Schulwissen nachholen«

Chemie, Physik und Mathematik sind die Hauptdarsteller im Materialwissenschaft-Studium. Das bedeutet aber nicht, dass du noch alles parat haben musst, was du in der Schule über Elemente und Formeln gelernt hast. An jeder Hochschule fängst du quasi bei null an – die Dozenten wissen, dass das Niveau der Studierenden auf diesem Gebiet sehr unterschiedlich ist. Allerdings wird das ganze Spektrum deutlich schneller durchgenommen als in der Schule, insofern schadet es nicht, vor dem Studium einen Blick in die alten Hefte zu werfen.

 

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Spezialisierungen

Alle Schwerpunkte für dein Fach

Konstruktionswerkstoffe
Mit einer Spezialisierung auf Konstruktionswerkstoffe legst du den Studienfokus auf Werkstoffe, die vor allem in Maschinen eingesetzt werden. Sie werden also im fertigen Produkt verbaut und helfen bei der Herstellung anderer Produkte. Konstruktionswerkstoffe sind dabei hauptsächlich mechanischer Belastung ausgesetzt. An solche Werkstoffe werden besondere Ansprüche gestellt: Einige Teile dürfen zum Beispiel nicht elektrisch leiten, schnell schmelzen oder leicht in Flammen aufgehen. Konstruktionswerkstoffe können sowohl metallisch als auch nichtmetallisch und organisch sein.
Oberflächentechnik
Ein Auto aus purem Edelstahl hätte den Vorteil, dass es nicht rostet. Dafür wäre es aber fast unbezahlbar. Also setzt man bei der Karosserie lieber auf Stahl, der zwar nicht korrosionsbeständig, aber günstig ist – und lackiert ihn einfach mit einer vor Rost schützenden Schicht. Solchen und ähnlichen Problemen widmet sich die Oberflächentechnik, indem sie sich mit allen Technologien beschäftigt, die eine Oberfläche oder ihre Eigenschaften verändern können. Diese Technologien dienen zum Beispiel dem Schutz vor Abnutzung oder der Wärmeisolation. Andere Oberflächen müssen dagegen lackierbar, elastisch oder umweltverträglich sein, wieder andere sollen spiegeln oder Licht reflektieren können.
Elektrische Materialien
Wenn dich vor allem die Funktion elektronischer Bauelemente interessiert, dann solltest du auch im Studium deinen Schwerpunkt auf elektrische beziehungsweise elektronische Materialien legen. Hierbei dreht sich dann alles um die elektronischen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern. Du erfährst zum Beispiel, warum ein bestimmtes Material leitet, während ein anderes ein Isolator ist, und beschäftigst dich mit Bindungsarten in Festkörpern, Leitungsmechanismen oder Volumen- und Oberflächenleitfähigkeit. Neben den Grundlagen aus Physik, Elektrotechnik und Chemie spielen bei diesem Schwerpunkt auch die Differential- und Integralrechnung eine wichtige Rolle.
Nanotechnologie
„Nanos“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet Zwerg – wobei Zwerge wahre Riesen sind im Vergleich zu den winzigen Teilen, mit denen sich die Nanotechnologie beschäftigt. Mit der Spezialisierung auf Nanotechnologie legst du deinen Schwerpunkt auf eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Du untersuchst zum Beispiel, wie sich die materiellen Eigenschaften verändern, wenn Material verkleinert wird. Goldpartikel etwa wechseln bei Verkleinerung ihre Farbe von gelb zu rot. Auch für die Medizin spielt die Nanotechnologie eine bedeutende Rolle, zum Beispiel wenn bei einer Krebstherapie Nanopartikel aus Eisenoxid zum Einsatz kommen.

Wusstest du schon, dass...

…die ersten künstlichen Gebisse gegen Ende des 18. Jahrhunderts aus Porzellan hergestellt wurden? Davor wurden Zähne aus Elfenbein, Holz oder Tierknochen als Ersatz genommen.

…die Zähne der Napfschnecke das härteste bisher bekannte biologische Material sind? Würde man die Faserstruktur kopieren, könnten daraus sogar Flugzeuge gebaut werden.

…Nanoforscher ein Material entwickelt haben, dass 99,965 Prozent des Lichts absorbiert? Damit ist es das schwärzeste Schwarz der Welt – und kommt unter anderem in Weltraumteleskopen zum Einsatz.

Theorie
- vs -
Praxis

Gewinner: Unentschieden

Das Studium der Materialwissenschaft bietet eine ziemlich ausgewogene Mischung aus praktischen und theoretischen Inhalten. So findest du dich auf der einen Seite, gerade in einem der früheren Semester im Bachelor, in vielen Vorlesungen und Seminaren zu den physikalischen und chemischen Grundlagen wieder. Auf der anderen Seite stehen aber auch zahlreiche Grund-, Vertiefungs- und Anwendungspraktika auf dem Lehrplan. Außerdem werden in Veranstaltungen zu Themen wie Experimentalphysik oder anorganischer Chemie die Inhalte immer anhand praktischer Beispiele veranschaulicht.

Die meiste Zeit im Studium verbringst du mit…

  • …Experimentalphysik.
  • …Grundvorlesungen zu Physik, Chemie, Mathematik und Mechanik.
  • …Grund-, Vertiefungs- und Anwendungspraktika.
  • …anorganischer Chemie.
  • …den Eigenschaften und der Struktur von Materialien wie Metall, Keramik oder Glas.

Beispiele für Vorlesungen & Seminare

  • - Kristallchemie
  • - Einführung in die organische Chemie
  • - Experimentalphysik – Wellen und Optik
  • - Elektrizitätslehre
  • - Nichteisenmetalle als Konstruktionswerkstoffe

Mögliche Master-Studiengänge

Materialwissenschaft - Chemie - Physik - Hydrogeologie und Umweltgeowissenschaften - Energie und Materialphysik
Willkommen an der Uni

Tipps für Erstis

1. Frische deine Mathematikkenntnisse auf:

Die Materialwissenschaft setzt auf ein umfassendes Basiswissen der Mathematik. Deine Mathekenntnisse sind etwas angestaubt? Kein Problem, die meisten Universitäten haben Vorbereitungskurse im Angebot, die vor Beginn des ersten Semesters stattfinden. Darin wird die Mathematik speziell auf die Bedürfnisse von Physikern abgestimmt. Solche Kurse sind freiwillig, aber wir können dir nur raten, daran teilzunehmen.

2. Schreib deine Bachelorarbeit (vielleicht) in einem Unternehmen:

An den meisten Unis hast du die Möglichkeit, schon im Studium Kontakte zu Unternehmen der Privatwirtschaft zu knüpfen. Bei vielen dieser Unternehmen kannst du auch deine Abschlussarbeit anfertigen – eine Option, über die du unbedingt nachdenken solltest, denn sie verspricht nicht nur einen hohen Praxisbezug, sondern kann dir auch Pluspunkte beim Karriereeinstieg verschaffen.

Das passende Unternehmen zu finden kann aber aufwendig werden, ein halbes Jahr solltest du vom ersten Kontakt bis zur Vertragsunterzeichnung einplanen. Häufig suchen Unternehmen auch per Stellenanzeige nach Studenten, die eine Abschlussarbeit zu einem bestimmten Thema verfassen sollen.

3. Frag um Rat:

Bei der Materialwissenschaft handelt es sich um einen eher kleinen Studiengang. Das bringt so einige Vorteile wie eine persönliche Betreuung und ein familiäres Klima. Dazu gehört, dass die Studierenden aus höheren Semestern den Neueinsteigern mit Rat und Tat zur Seite stehen – auch außerhalb der Fachschaft. Insofern musst du nicht zögern, diese Hilfe in Anspruch zu nehmen, wenn du mal ein wenig ratlos dastehst und zum Beispiel ein paar Meinungen zu interessanten Schwerpunkten oder lohnenswerten Fächerkombinationen brauchst.

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