Uusi teoreettisen kemian professori mullistaa materiaalitutkimuksen!

Uusi teoreettisen kemian professori mullistaa materiaalitutkimuksen!

Tim Neudecker on laajentanut merkittävästi tutkimustoimintaansa Bremenin yliopistossa ja on nyt matkalla vakituiseksi professoriksi biologian ja kemian laitokselle. Hän aloitti teoreettisen kemian professuurin vuonna 2019, ja tämä muutettiin täysprofessuuriksi 21.7.2025. Tällä välin Neudecker on osallistunut merkittävästi materiaalien käyttäytymistä mekaanisessa rasituksessa tutkivien simulaatiomenetelmien kehittämiseen.

Neudeckerin työryhmä on ottanut vastaan ​​jännittävän haasteen ottaa huomioon kaikki asiaankuuluvat koot – yksittäisistä molekyyleistä makroskooppisiin materiaaleihin. Tutkimuksen tavoitteena on edistää innovatiivisia sovelluksia eri toimialoilla. Neudecker kehittää muoveja, jotka muuttavat väriä joutuessaan alttiiksi mekaaniselle rasitukselle, mikä voi olla erityisen tärkeää rakennus- ja kuljetusteollisuudessa. Hänen ryhmänsä valmistaa myös paperia, jolla on korkea repäisylujuus myös märkänä.

Tutkimuksen painopisteet ja innovatiiviset lähestymistavat

Keskeinen tutkimusalue on molekyylien ja materiaalien käyttäytymistä korkeapaine- ja vetokokeissa koskevien peruskysymysten tutkiminen. Erityisen kiinnostavaa on merenpohjassa esiintyvien biokemiallisten järjestelmien stabiilius. Kuten Bremenin yliopisto raportoi, kehitetyt simulointimenetelmät antavat perustavanlaatuisen ymmärryksen kemiallisista järjestelmistä mekaanisen rasituksen alaisina ja tarjoavat uusia näkökulmia uusille materiaaleille.

Neudecker itse opiskeli kemiaa Frankfurtin yliopistossa ja väitteli teoreettisesta kemiasta Heidelbergin yliopistossa. Kahden vuoden jatko-opiskelu Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä ennen professuuriaan auttoi varmasti laajentamaan hänen asiantuntemuksiaan ja kansainvälisiä kontaktejaan tiedeyhteisössä.

Teoreettisen kemian rooli

Teoreettinen kemia ja tietokonesimulaatio ovat keskeisiä työkaluja uusien materiaalien tutkimuksessa ja kehittämisessä. Niiden avulla voidaan analysoida monimutkaisia ​​kemiallisia prosesseja atomitasolla ja ymmärtää rakenteiden ja ominaisuuksien välisiä suhteita. Fysikaalisia periaatteita ja matemaattisia malleja soveltamalla voidaan selittää ja ennustaa kemiallisia ilmiöitä.

Teoreettisen kemian erikoistyökaluja ovat Gaussian kemiallisten rakenteiden laskemiseen, VMD molekyylisimulaatioiden visualisointiin ja CP2K molekyylien ja kiinteiden aineiden elektroniseen rakenteeseen. Nämä ohjelmat mahdollistavat molekyylirakenteiden ja sidosominaisuuksien tarkan ennustamisen sekä räätälöityjen katalyyttien kehittämisen kemianteollisuudelle.

Teoreettisen kemian merkitys on erityisen vaikuttava lääketutkimuksen ja materiaalitieteen alalla. Suorituskykyisiä tietokoneita tarvitaan simuloimaan monimutkaisia ​​molekyylejä ja niiden käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa. Lisäksi kehitystyöt, kuten koneoppiminen ja tekoäly, ovat tulevaisuudessa yhä tärkeämpiä tällä tieteenalalla, mikä voi edistää tutkimusta.

Teoreettisen kemian kokeellisen tiedon ja tietokonesimulaatioiden yhdistäminen on olennaista kemiallisten prosessien syvempään ymmärtämiseen ja uuden tiedon saamiseksi. Kasvava tieteidenvälisyys kemian, fysiikan, matematiikan ja tietojenkäsittelytieteen välillä avaa uusia näköaloja tiedeyhteisölle.

Bremenin yliopisto kertoo, että Tim Neudeckerin tutkimuksella on merkittävää arvoa uusien materiaalien kehittämisessä ja kemiallisiin peruskysymyksiin vastaamisessa. Hänen työnsä odotetaan myös antavan jatkossakin merkittävää sysäystä kemialle ja siihen liittyville tieteenaloille.

Tieto korostaa, että teoreettinen kemia ja tietokonesimulaatiot ovat keskeisiä innovatiivisille materiaaleille ja sovelluksille, kuten lääketutkimukselle. Sen vuoksi menetelmien jatkuva kehittäminen katsotaan tarpeelliseksi.