Exzellenz als Antrieb
AnzeigeDie TU Dresden gehört seit 2012 zum Kreis der elf deutschen Exzellenzuniversitäten und zählt zu den leistungsstärksten Forschungseinrichtungen Deutschlands. 2025 verteidigte die TUD nicht nur ihre drei bereits etablierten Exzellenzcluster, sondern warb erfolgreich zwei weitere ein. Alle Projekte tragen dazu bei, das Wissen in Grenzbereichen der Forschung zu erweitern, alle suchen nach Lösungen für die großen globalen Herausforderungen – und alle sind interdisziplinär angelegt. Das ist kein Zufall: Bahnbrechende Erkenntnisse entstehen im Zusammenspiel vieler Perspektiven. Deshalb versteht sich die TUD als „The Collaborative University“.
Was hat ein Donut mit Quanten zu tun? Auf den ersten Blick wenig, auf den zweiten sehr viel. Denn das runde Gebäck mit dem prägnanten Loch in der Mitte gleicht einem geometrischen Gebilde, mit dem sich das Innere von Quantenmaterialien auf theoretischer Ebene beschreiben lässt. Dabei trifft Physik auf Topologie, einen Teilbereich der Mathematik. Diese Verbindung ist ein revolutionärer Forschungsansatz, den das Exzellenzcluster „Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter“ (ctd.qmat) gemeinsam mit der Julius-Maximilians-Universität Würzburg seit 2019 weiterentwickelt.
Neue Quantenmaterialien – revolutionäre technische Anwendungen
Fast 400 Forschende aus 38 Ländern suchen nach neuen topologischen Werkstoffen. Deren besondere Eigenschaften gilt es, nutzbar zu machen – z. B. als megaschnelle Quantenchips, die kaum Energie verbrauchen. Oder als außergewöhnlich leistungsstarke topologische Laser. Über die Wissenschaftsallianz DRESDEN-concept ist ctd.qmat eng verzahnt mit drei renommierten Dresdner Instituten der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft. Dem Exzellenzcluster ist es zum Beispiel gelungen, ein nur sandkorngroßes Lasernetzwerk zu entwickeln, das wie ein einziger Laser agiert. Damit lässt sich die Leistung von bestimmten Mikrolasern steigern, die in Mobiltelefonen, Glasfasernetzen und anderen Alltagstechnologien bereits fest verankert sind.
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Das Leben bis ins Detail verstehen
Aus einer neuen Perspektive blickt das Exzellenzcluster „Physics of Life“ (PoL) auf das Leben. Ein multidisziplinäres Team will die Bedeutung physikalischer Gesetze für Wachstum und Strukturbildung in Organismen sowie dynamischer Organisation von Molekülen, Zellen und Geweben ergründen. Die Forschenden erkunden die Physik hinter der Zellbiologie. Ziel ist es, lebende Materie exakter zu beschreiben und damit Biotechnologie und Medizin auf berechenbarere Arbeitsgrundlagen zu stellen. So versucht ein interdisziplinäres Team beispielsweise herauszufinden, wie sich Zellen selbst organisieren, um embryonale Strukturen aufzubauen. Zukünftig kann dies helfen, Krankheitsprozesse besser zu verstehen und potenziell neue therapeutische Möglichkeiten schaffen. Im Cluster sind neben der TUD auch Institute der Max-Planck-Gesellschaft, der Leibnitz-Gemeinschaft und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beteiligt.
Mensch und Maschine – Robotik der Zukunft
Innovative Robotiklösungen, die das tägliche Leben unterstützen sollen – technische Systeme, die mit Menschen in Echtzeit interagieren: Daran arbeiten Forschende aus 22 Nationen im Exzellenzcluster „Centre for Tactile Internet with Human in the Loop“ (CeTI). Industrielösungen sollen ebenso entstehen wie Hilfsmittel für lebensbegleitendes Lernen und computerbasierte Assistenzsysteme für die Chirurgie. Daher ist neben Maschinenbau, Elektro- und Kommunikationstechnik, Informatik und Medizin auch die Psychologie an CeTI beteiligt. Sie liefert grundlegende Erkenntnisse über den Menschen, damit die Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine funktionieren. In der Praxis ermöglicht die Forschung im CeTI-Exzellenzcluster zum Beispiel die sichere Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern im Operationssaal. 19 ausgegründete Startups zeugen von der Innovationsfähigkeit und Anwendungsnähe des Clusters.
Nachhaltiges Bauen – Bauen neu gedacht
Überall wachsen die Städte. Das Bauwesen gehört jedoch zu den größten Klimatreibern auf der Erde. Im Exzellenzcluster „Climate Neutral and Resource Efficient Construction“ (CARE) von TUD und RWTH Aachen entstehen deshalb Materialien, die stabil und zugleich klimafreundlich sind. Wie Bauen neu gedacht werden kann, zeigt auch das Vorhaben „openLAB“. Die TUD koordiniert damit eine weltweit einzigartige Forschungsplattform: eine 45 Meter lange Brücke im sächsischen Bautzen, ausgestattet mit mehr als 200 Sensoren. Sie liefert Echtzeitdaten für KI gestützte Diagnosen, die Brücken sicherer und langlebiger machen. Bereits gebaute Realität ist der Carbonbeton der TUD geworden. Seine Bewehrung besteht nicht aus Stahl, sondern aus Kohlenstofffasern. Carbonbeton ist leicht, haltbar, klimafreundlich – und kann durch digitale Technik wie Sensoren ergänzt werden.
Nachhaltige Elektronik der Zukunft
Ob Smartphone, Laptop oder Fernseher – ohne Elektronik ist der Alltag undenkbar. Doch ihre Herstellung verbraucht enorme Ressourcen und erzeugt große Mengen Elektroschrott. Das Exzellenzcluster „Responsible Electronics in the Climate Change Era“ (REC2) der TUD strebt einen Paradigmenwechsel an: Die Forscher:innen von REC2 entwickeln die Elektronik der Zukunft – ökologisch, ökonomisch und gesellschaftlich nachhaltig. Das beinhaltet neuartige Materialien, Bauteile und Systeme. Ein Team im Exzellenzcluster REC2 forscht beispielsweise an innovativen Halbleitermaterialien, die sich zu hocheffizienten Solarzellen verarbeiten lassen. So soll auch Dresden als innovativer Standort für Mikroelektronikforschung gestärkt werden.