Nový profesor teoretické chemie revolucionizuje materiálový výzkum!

Nový profesor teoretické chemie revolucionizuje materiálový výzkum!

Tim Neudecker výrazně rozšířil své výzkumné aktivity na univerzitě v Brémách a nyní je na cestě stát se řádným profesorem na katedře biologie a chemie. Poté, co v roce 2019 převzal profesuru teoretické chemie, byla tato 21. července 2025 převedena na řádnou profesuru. Mezitím Neudecker významně přispěl k vývoji simulačních metod zaměřených na studium chování materiálů při mechanickém namáhání.

Neudeckerova pracovní skupina přijala vzrušující výzvu vzít v úvahu všechny relevantní velikosti – od jednotlivých molekul až po makroskopické materiály. Cílem výzkumu je podporovat inovativní aplikace v různých průmyslových odvětvích. Neudecker vyvíjí plasty, které při mechanickém namáhání mění barvu, což by mohlo být zvláště důležité pro stavebnictví a dopravní průmysl. Jeho skupina se také zabývá výrobou papíru, který má vysokou odolnost proti roztržení i za mokra.

Priority výzkumu a inovativní přístupy

Ústřední oblastí výzkumu je zkoumání základních otázek o chování molekul a materiálů pod vysokým tlakem a experimenty v tahu. Zvláště zajímavá je stabilita biochemických systémů, které se vyskytují na mořském dně. Jak uvádí Univerzita v Brémách, vyvinuté simulační metody poskytují základní pochopení chemických systémů pod mechanickým namáháním a ukazují nové perspektivy pro nové materiály.

Neudecker sám studoval chemii na univerzitě ve Frankfurtu a doktorát z teoretické chemie získal na univerzitě v Heidelbergu. Dvouletý postdoktorandský pobyt na Kalifornské univerzitě v Berkeley před nástupem na profesuru jistě pomohl rozšířit jeho odbornost a mezinárodní kontakty ve vědecké komunitě.

Role teoretické chemie

Teoretická chemie a počítačová simulace jsou zásadními nástroji při výzkumu a vývoji nových materiálů. Umožňují analyzovat složité chemické procesy na atomární úrovni a chápat vztahy mezi strukturou a vlastnostmi. Použitím fyzikálních principů a matematických modelů lze chemické jevy vysvětlit a předpovědět.

Specializované softwarové nástroje používané v teoretické chemii zahrnují Gaussian pro výpočet chemických struktur, VMD pro vizualizaci molekulárních simulací a CP2K pro elektronovou strukturu molekul a pevných látek. Tyto programy umožňují přesné předpovědi molekulárních struktur a vazebných vlastností, stejně jako vývoj na míru šitých katalyzátorů pro chemický průmysl.

Význam teoretické chemie je zvláště působivý v oblasti výzkumu léčiv a materiálových věd. Vysoce výkonné počítače jsou nezbytné pro simulaci složitých molekul a jejich chování za různých podmínek. Navíc vývoj jako strojové učení a umělá inteligence bude v budoucnu v této disciplíně stále důležitější, což má potenciál dále posunout výzkum.

Kombinace experimentálních dat a počítačových simulací v teoretické chemii je nezbytná pro hlubší vhled do chemických procesů a získání nových znalostí. Rostoucí interdisciplinarita mezi chemií, fyzikou, matematikou a informatikou otevírá vědecké komunitě nové obzory.

Univerzita v Brémách uvádí, že výzkum Tima Neudeckera má významnou hodnotu pro vývoj nových materiálů a zodpovězení základních chemických otázek. Očekává se také, že jeho práce bude i v budoucnu poskytovat významný impuls pro chemii a příbuzné obory.

Znalosti zdůrazňuje, že teoretická chemie a počítačové simulace mají zásadní význam pro inovativní materiály a aplikace, jako je výzkum léčiv. Neustálý další vývoj metod se proto považuje za nezbytný.