Molecular Systems Science and Engineering - Master

Das MSSE ist hauptsächlich am Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials (IMSEAM) angesiedelt, einem Teil der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Heidelberg. Die Kurse und Vorlesungen in den Basismodulen werden direkt von den jeweiligen Professor:innen betreut, und viele davon finden direkt in den Laboren der Arbeitsgruppen statt. In den Wahlmodulen können die Studierenden auf das vielfältige Fachwissen der verschiedenen Institute der Fakultäten für Ingenieurwissenschaften, Physik, Chemie und Biologie der Universität Heidelberg zurückgreifen.

Das MSSE-Programm bietet fünf Vertiefungen den Bereichen Energieumwandlung, Molekulares Design, Biomaterialien, Nanosysteme sowie Philosophie und Ethik in den Ingenieurwissenschaften, die alle unter das Dach der Molecular Systems Science and Engineering fallen. Jede Vertiefung umfasst Module auf fortgeschrittenem Niveau, die das Gebiet umfassend abdecken. Die Studierenden erwerben ein tiefes Verständnis für verschiedene Ansätze und Methoden, so dass sie deren Vorzüge und Unzulänglichkeiten bewerten können, um optimale Lösungen für spezifische wissenschaftliche Probleme zu finden.

Der Schwerpunkt des MSSE-Programms liegt auf den praktischen Fähigkeiten. Die Studierenden lernen, mit modernsten Werkzeugen aus der Molekularen System- und Materialforschung zu arbeiten und sind in der Lage, diese Fähigkeiten anzuwenden, um effizient funktionierende Lösungen für anwendungsorientierte Probleme zu entwickeln.

Die Studierenden lernen zunächst die Grundlagen des Molecular Systems Engineering in drei der fünf Kategorien kennen: 

• Energieumwandlung: Grundprinzipien und Gesetze der Energieumwandlung, praxisbezogene Berechnungen, Funktionsmechanismen spezifischer Energieumwandlungsinstrumente und -systeme, Leistungsbewertungen, Materialanforderungen.
• Molecular Engineering: Überblick über typische Reaktionen und gängige Synthesemethoden der organischen Chemie, Methoden zur Charakterisierung von Molekülen.
• Biomaterialien: Molekulartechnik, typische Reaktionen und gängige Synthesemethoden der organischen Chemie, molekulare Charakterisierungstechniken.
• Nanosysteme: Arten von Nanosystemen, Herstellungsverfahren, Charakterisierungsmethoden für Nanosysteme, angewandte Nanosysteme und ihre Funktionalitäten.
• Philosophie und Ethik in den Ingenieurwissenschaften: Diskussionen und Vergleiche zu den Fragen und Grundsätzen der Wissenschaftsphilosophie und der Molekularen Systemwissenschaft.

Während der ersten Vertiefung wählen die Studenten eines dieser vier Themen:

• Vertiefung (Makro)Molekulartechnik: Grundlegende Prinzipien von Makromolekülen und Polymeren, fortgeschrittene Synthesetechniken, Eigenschaften und Charakterisierungsmethoden von Makromolekülen. 
• Vertiefung Lebensinspirierte Molekulare Systeme: Biomaterialklassen und ihre entsprechenden Eigenschaften, Mechanik von Biomaterialsystemen, Integration von Wissen aus Disziplinen wie Biomedizin, Biophysik und Biostatistik.
• Vertiefung Physik der Funktionswerkstoffe: Hochentwickelte und funktionelle technische Werkstoffe, Anwendung von Prinzipien aus Physik, Chemie und Materialwissenschaft zur Beschreibung der Eigenschaften von hochentwickelten und funktionellen technischen Werkstoffen.
• Vertiefung Physikalische und biologische Grundlagen der Sensorik: Informationswissenschaft, Analyse von Strategien in den Informationswissenschaften und der Informatik, Modellierung molekularer Systeme.

Die abschließende theoretische Vertiefung erfolgt in zwei dieser vier Module:

• Funktionelle organische Materialien: Optoelektronische Eigenschaften von organischen (Halb-)Leitern, Funktionsmechanismen gängiger organischer elektronischer Bauelemente, numerische Experimente, Analyse experimenteller Daten.
• Synthetische Biosysteme: Synthetische Biologie
• Fortgeschrittene makromolekulare Chemie: Entwurf, Synthese und Entwicklung von Makromolekülen für praktische Anwendungen, Verfahren der Polymersynthese und -charakterisierung, Bestimmung der Strukturen und Eigenschaften von Makromolekülen.
• Physik der molekularen Systeme - Wissenschaft und Technik: Molekulare Systeme, physikalische Charakterisierung von molekularen Systemen und deren Herstellungstechniken, Anwendungen molekularer Systeme

Die theoretischen Vertiefungen werden durch ein breites Spektrum an potenziellen Laboratorien für Laborpraktika und die Masterarbeit unterstützt.

Absolventen, die Kompetenzen in MSSE erworben haben, können beispielsweise Herausforderungen in den Bereichen Energy Harvesting, Biomaterialien, Nanosysteme und Molecular Engineering angehen. Dazu gehören Forschungs- und/oder Lehraufträge an Universitäten (in der Regel als Teil des Doktorandenprogramms) oder direkt in der Industrie.

Mögliche Beschäftigung in der Industrie:

• Chemische Industrie
• Energietechnikunternehmen
• Medizintechnik
• Soft-Robotik

Ihre Interdisziplinarität macht die Absolventen für eine Anstellung attraktiv, da verschiedene fachspezifische Kulturen und Terminologien vermittelt wurden, sogar in Richtung Philosophie und Ethik. Potenzielle Arbeitgeber reichen von großen Unternehmen bis hin zu Start-ups, die sich auf diesen Bereich spezialisiert haben. 

Aufgrund von Kursen in Unternehmertum, geistigem Eigentum usw. wird erwartet, dass die Absolventen auch in diesen Bereichen tätig werden können. Absolventen des MSSE sind auch für eine Beschäftigung im öffentlichen Dienst, als Unternehmensberater und für verschiedene freiberufliche Tätigkeiten geeignet.