Das Materialwissenschaftliche Forschungszentrum (MWFZ) ist ein fachbereichsübergreifender Zusammenschluss von materialwissenschaftlich forschenden Arbeitsgruppen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Die Schwerpunkte liegen hierbei in den Fachbereichen Physik, Chemie und Pharmazie sowie Geowissenschaften unter Einschluss der materialwissenschaftlichen Sonderforschungsbereiche und des Graduiertenkollegs sowie des Max-Planck-Institutes für Polymerforschung. Die beteiligten Wissenschaftler betreiben vorwiegend Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Physik und Chemie komplexer Materialien. Die Grundlagenforschung unterstützt die bisher oftmals nach empirischen Kriterien durchgeführte Suche nach neuartigen Materialien durch systematischen Erkenntniszugewinn und schafft damit die Grundlagen für die gezielte Synthese von Materialien mit gewünschten Eigenschaften.
Das Zentrum greift bereits existierende Spezialisierungen innerhalb der Fachrichtungen auf, ergänzt fehlende Gebiete und stimuliert die interdisziplinäre Zusammenarbeit. Die Materialforschung wird vor allem betrieben an Kunststoffen (Polymeren), amorphen Festkörpern (Gläsern), Hochtemperatursupraleitern, magnetischen Systemen und niederdimensionalen anorganischen Festkörpern. Die Wissenschaftler versuchen unter anderem, die molekulare Struktur und Dynamik unterschiedlicher Kunststoffe so weit zu erforschen und modellmäßig zu verstehen, dass eine gezielte Synthese von Materialien mit gewünschten Eigenschaften gelingt. Über die Natur von Gläsern ist noch so wenig bekannt, dass sich dieses anwendungstechnisch höchst interessante Material physikalisch und chemisch noch nicht ausreichend beschreiben lässt und daher noch umfassender Grundlagenforschung bedarf. Auf dem Gebiet der Hochtemperatursupraleiter sollen die Arbeiten zur Aufklärung der strukturellen Ursachen beitragen, aber auch die Grundlagen für technologische Anwendungen bereitstellen. Bei den magnetischen Systemen werden elektronische Eigenschaften molekularer Magnete und der Magnetismus dünner Schichten untersucht. Die Synthese neuer niederdimensionaler Verbindungen dient nicht nur der Erforschung der chemischen Struktur, sondern hat auch das Ziel, leitfähige Materialien mit neuartigen Eigenschaften zu finden. Das Spektrum konkreter Tätigkeit reicht von der Computer-Simulation der atomistischen Struktur und Dynamik der Materialien über eine Vielzahl experimenteller Charakterisierungs- und Untersuchungsmethoden bis hin zur Synthese künstlicher Stoffe mittels spezieller Präparationsverfahren. Die theoretischen Arbeiten beruhen in großem Umfang auf der Anwendung von Höchstleistungsparallelrechnern zur modellhaften Simulation der mikroskopischen Struktur und Bewegung molekularer Systeme, aber auch auf analytischen Rechnungen. Bei den theoretischen Verfahren und Experimentiertechniken kommt der Entwicklung neuer Methoden besondere Bedeutung zu.