أستاذ جديد للكيمياء النظرية يُحدث ثورة في أبحاث المواد!

أستاذ جديد للكيمياء النظرية يُحدث ثورة في أبحاث المواد!

قام تيم نيوديكر بتوسيع أنشطته البحثية بشكل كبير في جامعة بريمن وهو الآن في طريقه ليصبح أستاذًا منتظمًا في قسم الأحياء والكيمياء. بعد أن تولى منصب الأستاذية في الكيمياء النظرية في عام 2019، تم تحويله إلى أستاذية كاملة في 21 يوليو 2025. وفي غضون ذلك، قدم نيوديكر مساهمات كبيرة في تطوير أساليب المحاكاة التي تهدف إلى دراسة سلوك المواد تحت الضغط الميكانيكي.

لقد واجهت مجموعة عمل نيوديكر التحدي المثير المتمثل في أخذ جميع الأحجام ذات الصلة في الاعتبار - بدءًا من الجزيئات الفردية وحتى المواد العيانية. ويهدف البحث إلى تعزيز التطبيقات المبتكرة في مختلف الصناعات. تعمل نيوديكر على تطوير مواد بلاستيكية يتغير لونها عند تعرضها للضغط الميكانيكي، وهو ما قد يكون ذا أهمية خاصة لصناعات البناء والنقل. وتشارك مجموعته أيضًا في إنتاج الورق الذي يتمتع بمقاومة عالية للتمزق حتى عندما يكون مبللاً.

أولويات البحث والأساليب المبتكرة

المجال المركزي للبحث هو دراسة الأسئلة الأساسية حول سلوك الجزيئات والمواد تحت تجارب الضغط العالي والشد. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص استقرار النظم الكيميائية الحيوية التي تحدث في قاع البحر. وكما ذكرت جامعة بريمن، فإن طرق المحاكاة التي تم تطويرها توفر فهمًا أساسيًا للأنظمة الكيميائية تحت الضغط الميكانيكي وتظهر وجهات نظر جديدة للمواد الجديدة.

درس نيوديكر نفسه الكيمياء في جامعة فرانكفورت وحصل على الدكتوراه في الكيمياء النظرية من جامعة هايدلبرغ. ومن المؤكد أن إقامته لمدة عامين بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، قبل توليه منصب الأستاذية، ساعدت في توسيع خبرته واتصالاته الدولية في المجتمع العلمي.

دور الكيمياء النظرية

تعتبر الكيمياء النظرية والمحاكاة الحاسوبية أدوات حاسمة في البحث وتطوير المواد الجديدة. إنها تجعل من الممكن تحليل العمليات الكيميائية المعقدة على المستوى الذري وفهم العلاقات بين البنية والملكية. ومن خلال تطبيق المبادئ الفيزيائية والنماذج الرياضية، يمكن تفسير الظواهر الكيميائية والتنبؤ بها.

تشمل الأدوات البرمجية المتخصصة المستخدمة في الكيمياء النظرية Gaussian لحساب الهياكل الكيميائية، وVMD لتصور المحاكاة الجزيئية، وCP2K للبنية الإلكترونية للجزيئات والمواد الصلبة. تتيح هذه البرامج التنبؤات الدقيقة للهياكل الجزيئية وخصائص الترابط بالإضافة إلى تطوير محفزات مصممة خصيصًا للصناعة الكيميائية.

أهمية الكيمياء النظرية مثيرة للإعجاب بشكل خاص في مجال أبحاث الأدوية وعلوم المواد. تعد أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء ضرورية لمحاكاة الجزيئات المعقدة وسلوكها في ظل ظروف مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، ستصبح التطورات مثل التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي ذات أهمية متزايدة في هذا التخصص في المستقبل، والذي لديه القدرة على مواصلة تقدم البحث.

يعد الجمع بين البيانات التجريبية والمحاكاة الحاسوبية في الكيمياء النظرية أمرًا ضروريًا للحصول على رؤى أعمق للعمليات الكيميائية واكتساب معرفة جديدة. إن تزايد التخصصات المتعددة بين الكيمياء والفيزياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر يفتح آفاقًا جديدة للمجتمع العلمي.

جامعة بريمن تشير التقارير إلى أن بحث تيم نيوديكر له قيمة كبيرة لتطوير مواد جديدة والإجابة على الأسئلة الكيميائية الأساسية. ومن المتوقع أيضًا أن يستمر عمله في تقديم زخم كبير للكيمياء والتخصصات ذات الصلة في المستقبل.

المعرفة يسلط الضوء على أن الكيمياء النظرية والمحاكاة الحاسوبية لهما أهمية مركزية للمواد والتطبيقات المبتكرة مثل أبحاث الأدوية. ولذلك يعتبر التطوير المستمر للأساليب ضروريا.