Uus teoreetilise keemia professor muudab materjaliuuringutes revolutsiooni!

Uus teoreetilise keemia professor muudab materjaliuuringutes revolutsiooni!

Tim Neudecker on oluliselt laiendanud oma teadustegevust Bremeni ülikoolis ja on nüüd teel bioloogia ja keemia osakonna korralise professori ametikohale. Pärast seda, kui ta 2019. aastal asus tööle teoreetilise keemia professuuri ametikohale, muudeti see 21. juulil 2025 täisprofessuuriks. Vahepeal on Neudecker andnud märkimisväärse panuse simulatsioonimeetodite väljatöötamisse, mille eesmärk on uurida materjalide käitumist mehaanilise pinge all.

Neudeckeri töörühm on võtnud vastu põneva väljakutse võtta arvesse kõiki asjakohaseid suurusi – üksikutest molekulidest makroskoopiliste materjalideni. Uurimistöö eesmärk on edendada uuenduslikke rakendusi erinevates tööstusharudes. Neudecker arendab plastmassi, mis muudab värvi mehaanilise pinge mõjul, mis võib olla eriti oluline ehitus- ja transporditööstuse jaoks. Tema rühm tegeleb ka paberi tootmisega, millel on kõrge rebenemiskindlus isegi märjana.

Uurimisprioriteedid ja uuenduslikud lähenemisviisid

Keskne uurimisvaldkond on molekulide ja materjalide käitumise põhiküsimuste uurimine kõrgsurve- ja tõmbekatsetes. Eriti huvitav on merepõhjas esinevate biokeemiliste süsteemide stabiilsus. Nagu Bremeni ülikool teatab, annavad välja töötatud simulatsioonimeetodid põhjaliku arusaama keemilistest süsteemidest mehaanilise pinge all ja näitavad uusi perspektiive uudsete materjalide jaoks.

Neudecker ise õppis Frankfurdi ülikoolis keemiat ja sai Heidelbergi ülikoolis teoreetilise keemia doktorikraadi. Kaheaastane järeldoktorantuuris viibimine California ülikoolis Berkeleys enne professori kohale asumist aitas kindlasti laiendada tema teadmisi ja rahvusvahelisi kontakte teadusringkondades.

Teoreetilise keemia roll

Teoreetiline keemia ja arvutisimulatsioon on uute materjalide uurimisel ja väljatöötamisel üliolulised vahendid. Need võimaldavad analüüsida keerulisi keemilisi protsesse aatomitasandil ja mõista struktuuri ja omaduste seoseid. Füüsikalisi printsiipe ja matemaatilisi mudeleid rakendades saab seletada ja ennustada keemilisi nähtusi.

Teoreetilises keemias kasutatavad spetsiaalsed tarkvaratööriistad hõlmavad Gaussi keemiliste struktuuride arvutamiseks, VMD-d molekulaarsete simulatsioonide visualiseerimiseks ja CP2K-d molekulide ja tahkete ainete elektroonilise struktuuri jaoks. Need programmid võimaldavad molekulaarstruktuure ja sidumisomadusi täpselt prognoosida ning keemiatööstuse jaoks kohandatud katalüsaatorite väljatöötamist.

Teoreetilise keemia tähtsus on eriti muljetavaldav ravimiuuringute ja materjaliteaduse valdkonnas. Suure jõudlusega arvutid on vajalikud keerukate molekulide ja nende käitumise simuleerimiseks erinevates tingimustes. Lisaks muutuvad selles distsipliinis tulevikus üha olulisemaks sellised arendused nagu masinõpe ja tehisintellekt, millel on potentsiaali teadusuuringuid veelgi edendada.

Eksperimentaalsete andmete ja arvutisimulatsioonide kombineerimine teoreetilises keemias on oluline, et saada sügavamat ülevaadet keemilistest protsessidest ja saada uusi teadmisi. Kasvav interdistsiplinaarsus keemia, füüsika, matemaatika ja arvutiteaduse vahel avab teadusringkondadele uusi horisonte.

Bremeni ülikool teatab, et Tim Neudeckeri uuringud on uute materjalide väljatöötamisel ja põhilistele keemilistele küsimustele vastamisel märkimisväärse väärtusega. Samuti on oodata, et tema töö annab keemiale ja sellega seotud erialadele ka tulevikus märkimisväärse tõuke.

Teadmised rõhutab, et teoreetiline keemia ja arvutisimulatsioonid on uuenduslike materjalide ja rakenduste, näiteks ravimiuuringute jaoks keskse tähtsusega. Seetõttu peetakse vajalikuks meetodite pidevat edasiarendamist.