Es stehen verschiedene elektrochemische Methoden zur Verfügung:

Bei der Cyclovoltammetrie wird die Spannung an einer Elektrode zyklisch verändert und der resultierende Strom gemessen. Dabei entsteht ein charakteristisches Strom-Spannungs-Diagramm (Cyclovoltammogramm), das Informationen über Redoxprozesse liefert.

Chronopotentiometrie: Bei dieser Methode wird ein konstanter Strom durch eine elektrochemische Zelle angelegt und das resultierende Potential über die Zeit gemessen.

Chronoamperometrie: Es wird ein konstantes Potential angelegt (meist als Sprung von einem Wert zu einem anderen) und der daraus resultierende Strom über die Zeit gemessen.

Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS): Bei dieser Technik wird eine kleine sinusförmige Wechselspannung mit variabler Frequenz angelegt und die Impedanz (komplexer Widerstand) des Systems gemessen. Man erhält Informationen über Widerstände, Kapazitäten und andere Prozesse im System.

Cyclovoltametrie

• Bestimmung von Redoxpotentialen und Elektronentransfer-Kinetik
• Untersuchung von Elektrodenprozessen und Reaktionsmechanismen
• Charakterisierung von Batterien, Brennstoffzellen und Korrosionsprozessen
• Entwicklung elektrochemischer Sensoren

Chronopotentiometrie

• Bestimmung von Diffusionskoeffizienten
• Untersuchung von Reaktionsmechanismen
• Analyse der Kinetik elektrochemischer Prozesse

Chronoamperometrie

• Untersuchung von Diffusionsprozessen
• Bestimmung von Elektrodenreaktionsgeschwindigkeiten
• Sensortechnologie
• Korrosionsstudien
• Charakterisierung katalytischer Oberflächen

Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)

• Korrosionsforschung
• Beschichtungscharakterisierung
• Biosensoren
• Untersuchung von Grenzflächenprozessen

Bei der Massenspektrometrie in Kombination mit Photodissoziation werden Moleküle mit Licht bestrahlt, um sie gezielt zu fragmentieren und so detaillierte strukturelle Informationen zu erhalten.

• Informationen über die Struktur der Moleküle (z. B. funktionelle Gruppen, Bindungsarten)
• Information über die Eigenschaften chemischer Bindungen

Stark vergrößerte Darstellung von Oberflächen. Folgende Technologien stehen zur Verfügung:

Analysen im Mikro- bis Nanometer-Bereich:

• Rasterelektronenmikroskopie (REM): Ein Elektronenstrahl rastert die Probenoberfläche ab, die Wechselwirkung liefert hochaufgelöste topographische und chemische Informationen.
• Transmissionselektronenmikroskopie (STEM): Funktionsprinzip wie REM aber der Strahl dringt in die (dünne) Probe ein und liefert Information über die Strukturen im Inneren. 

Analysen auf atomarer Ebene:

• Rastertunnelmikroskopie (RTM) und Rastertunnelspektroskopie (RTS): RTM: Bei geringen Abständen (< 1 nm) zwischen leitfähiger Spitze und Probe fließt ein messbarer Tunnelstrom, einzelne Atome und ihre elektronischen Eigenschaften visualisiert werden können. Die RTS liefert zusätzlich elektronische Informationen über die Zustandsdichte.
• Rasterkraftmikroskopie (AFM): Eine nanoskopisch feine Nadel wird mittels einer Blattfeder gegen die zu messende Probe gedrückt, und die atomaren Kräfte biegen die Blattfeder. Im Unterschied zur RTM können auch nicht leitende Proben analysiert werden. 
• Rasterkraftmikroskopie mit IR-Kopplung (AFM-IR): Diese Hybridtechnik kombiniert die hohe räumliche Auflösung des AFM mit der chemischen Spezifität der IR-Spektroskopie. Die IR-induzierte thermische Expansion der Probe wird über die AFM-Spitze detektiert, wodurch chemische Information mit Nanometer-Auflösung gewonnen wird.

Analysen im Mikro- bis Nanometer-Bereich:

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

• Charakterisierung von Oberflächenmorphologie und Mikrostrukturen
• Partikelvermessung und -formanalyse
• Qualitätskontrolle beschichteter Oberflächen
• Materialprüfung von Bruchflächen und Verschleißerscheinungen
• Entwicklung nanostrukturierter Materialien

Transmissionselektronenmikroskopie (STEM)

• Atomare Strukturaufklärung von Nanomaterialien
• Charakterisierung von Grenzflächen und Defekten
• Phasenverteilung in Nanostrukturen, chemische Analytik auf Nanoskala

Analysen auf atomarer Ebene:

Rastertunnelmikroskopie (RTM) und Rastertunnelspektroskopie (RTS)

• Atomare Auflösung leitfähiger Oberflächen
• Untersuchung von Oberflächenrekonstruktionen und Defekten
• Analyse von Adsorptionsprozessen auf atomarer Ebene
• Bestimmung lokaler elektronischer Eigenschaften

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

• Topographische Charakterisierung mit atomarer Auflösung von nicht leitfähigen Oberflächen
• Untersuchung von Biomolekülen in physiologischen Bedingungen
• Charakterisierung von 2D-Materialien und dünnen Schichten

Rasterkraftmikroskopie mit IR-Kopplung (AFM-IR)

• Untersuchung von Degradationsprozessen in Materialien
• Entwicklung funktioneller Beschichtungen
• Qualitätskontrolle in der Mikroelektronik
• Chemische Kartierung von Polymer-Blends und Composites
• Charakterisierung von Membranen und Zellstrukturen

Die Rheologie befasst sich mit dem Verformungs- und Fließverhalten von Materie. Die Gruppen des FSP FunMat können verschiedenen Methoden anbieten:

Rheometrie: Messung der Fließ- und Verformungseigenschaften von Materialien unter mechanischer Belastung
Dichtebestimmung
Viskositätsbestimmung: dynamische Viskosität, intrinsische Viskosität, Molmasse von Polymeren

Rheometrie

• Fließverhalten von Flüssigkeiten und Pasten
• Verarbeitbarkeit von Kunststoffen

Dichtebestimmung

• Reinheitsprüfung von Chemikalien und Lösungsmitteln
• Porosität von Schäumen
• Vernetzungsgrad bei Duroplasten

Viskositätsmessung

• Messungen bereits in 100 µl Probe möglich
• Polymerisationsverhalten
• Fließverhalten von Klebstoffen
• Pumpbarkeit von Suspensionen und Pasten
• Sprühverhalten von Beschichtungen
• Tropfverhalten von Dosierflüssigkeiten

Die Textile Kraft- und Dehnungsmessung ist ein wichtiges Prüfverfahren in der Textilindustrie, bei dem die mechanischen Eigenschaften von textilen Materialien untersucht werden.

• Qualitätskontrolle: Überprüfung, ob Textilien die geforderten Festigkeitswerte erfüllen
• Materialauswahl: Vergleich verschiedener Stoffe für spezifische Anwendungen
• Produktentwicklung: Optimierung von Geweben, Gestricken oder technischen Textilien

Die Thermische Analyse untersucht die Eigenschaften und Veränderungen von Materialien in Abhängigkeit von der Temperatur. Dabei werden mehrere Methoden unterschieden: 

• DSC (Dynamische Differenzkalorimetrie) und DTA (Differenz-Thermoanalyse): Messung von abgegebener oder aufgenommener Wärme bei Aufheizung, Bestimmung von Phasenübergängen
• TGA (Thermogravimetrie): Massenänderung einer Probe in Abhängigkeit von Temperatur oder Zeit
• DMA (dynamisch-mechanische Analyse): Analyse der Viskoelastizität von Polymeren
• DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis) in Dehnung: die Probe wird Zugkräften ausgesetzt um viskoelastische Eigenschaften zu bestimmen

Die Methoden können mit einem Massenspektrometer (MS) gekoppelt werden um die Zersetzungsprodukte zu identifizieren. 

• DTA: Untersuchung mineralischer Stoffe, z.B. die Entwässerung von Tonen und die Klinkerphasenbildung in Zementrohmehlen,  Erfassung der Reaktionswärme bei der Verbrennung von organischen Stoffen, Charakterisierung von Kunststoffen
• DSC: Bestimmung von Schmelz- und Kristallisationsenthalpien, Messung der spezifischen Wärmekapazität, Quantifizierung von Reaktionsenthalpien, Reinheitsbestimmung über Schmelzpunkterniedrigung
• TGA: Analyse der thermischen Stabilität und Oxidationsstabilität Zusammensetzungsanalyse, Bestimmung von Feuchtigkeit, flüchtigen Bestandteilen und Asche, Analyse von Mineralien und deren Zersetzungsverhalten, Reinheitsbestimmung, Wassergehalt in Hydraten und Salzen, Lösungsmittelreste
• DMA: Bestimmung der Glasübergangstemperatur rheologischer Eigenschaften von Kunststoffen

• DMTA in Dehnung: Fasercharakterisierung, Temperaturstabilität, Alterungs- und Dehnungsverhalten von Fasern