Kontaktperson
Duisburger Str. 100 45479 Mülheim an der Ruhr
Institut Naturwissenschaften
Nahtstelle zwischen den Disziplinen
Zentrale Aufgabe des Instituts Naturwissenschaften ist die angewandte Forschung und das Bereitstellen von Lehrangeboten, z. B. in Mathematik und Physik. Das Institut ist eine wichtige Schnittstelle zwischen den verschiedenen ingenieurwissenschaftlichen und wirtschaftswissenschaftlichen Disziplinen. Angewandte Naturwissenschaften bilden die Basis vielfältiger Disziplinen wie z. B. der Elektrotechnik, dem Maschinenbau, der Volkswirtschaftslehre und der Informatik.
Dies zeigt sich vor allem in der Vernetzung des Instituts Naturwissenschaften mit anderen Bereichen der Hochschule. Zum Beispiel in den konkreten Kooperationen mit den Instituten Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Energiesysteme, Informatik, Wirtschaft und Mess- und Sensortechnik.
Forschungsprofil
Die Schwerpunkte des Instituts und seiner angewandten Forschung liegen in den Bereichen der Physik und Chemie sowie Mathematik und Sicherheitstechnik.
Durch diese breite fachliche Ausrichtung ist das Institut Naturwissenschaften eine wichtige Schnittstelle zwischen den verschiedenen Disziplinen. Es bestehen Forschungsbezüge zu den anderen Instituten der Hochschule Ruhr West.
Forschungsschwerpunkte
Die praktische Anwendung der Physik und Chemie im Institut Naturwissenschaften findet sich in vor allem in der Optoelektronik und Mikrosystemtechnik. Im Themenfeld der Optoelektronik stehen die Halbleiterlaser im Fokus. Das Abstrahlverhaltens und die Strahlqualität dieser Bauteile werden mit Hilfe der Wellenfrontmessung analysiert und mit Simulationen verglichen. Organische Halbleiterlaser bilden die Brücke zur Mikrosystemtechnik. Das Wahlfach Mikrotechnik vermittelt Herstellungsprozesse und Funktionsprinzipien von Halbleitern- und anderen Mikrosystemen (z.B. mikrofluidische System). Das Labor ermöglicht es hier in studentischen Projekten Mikrosystem zu konzipieren und herzustellen. Innerhalb der Physikdidaktik werden Konzepte zur Förderung von Problemlösestrategien im Rahmen der Physikübungen entwickelt.
In der mathematischen fachdidaktischen Forschung wird zum Beispiel in einem Promotionsvorhaben die Wirksamkeit von interaktiven Lernvideos auf sich häufig in der Grundlagenmathematik zeigende Fehlermuster untersucht. Ein anderes Projekt beschäftigt sich mit der Untersuchung des Transfers von Flexibilität. Hierbei geht es um das Übertragen alternativer Lösungsstrategien auf unterschiedliche Aufgabentypen.
Im Umfeld der Data Science beschäftigen sich die Mathematiker*innen am Institut Naturwissenschaften mit verschiedensten Aspekten: Neben der Datenanalyse mittels Wavelets und der Analyse großer Messdaten aus der Sensorik werden optimale Algorithmen mithilfe von Quasi Monte Carlo Methoden entwickelt. Daneben werden Methoden der Learning Analytics in der mathematischen Fachdidaktik verwendet. Als konkretes Anwendungsgebiet der Data Science werden außerdem Fragestellungen der Versicherungs- und Finanzmathematik betrachtet.
Ein weiterer Schwerpunkt der mathematischen Forschung besteht in der Theorie und Anwendung dynamischer Systeme: Diese spielen am Institut Naturwissenschaften beispielsweise bei der Modellierung thermodynamischer oder rotierender Systeme eine zentrale Rolle. Dies schließt die Verwendung nichtlinearer Methoden zur Verbesserung von Schwingungsanalysen mit ein. Darüber hinaus werden auch Anwendungen dynamischer Systeme innerhalb der Mathematik betrachtet, etwa Anwendungen in der Theorie der Gleichverteilung (Ergodentheorie, Quasi-Monte Carlo Methoden) sowie nicht-hyperbolische dynamische Systeme und komplexe dynamische Systeme (Iteration rationaler Funktionen).
In der Sicherheitstechnik fokussieren sich die Forschungsaktivitäten auf die Zuverlässigkeit sowie die funktionale Sicherheit. Bei der funktionalen Sicherheit stehen beispielsweise die Optimierung von Sicherheitskonzepten in der Brandmeldetechnik und die Untersuchung mechanischer Einflüsse auf sicherheitsrelevante Hardware-Komponenten an Elektro-Motoren im wissenschaftlichen Fokus.
