Novi profesor teorijske kemije donosi revoluciju u istraživanju materijala!

Novi profesor teorijske kemije donosi revoluciju u istraživanju materijala!

Tim Neudecker značajno je proširio svoje istraživačke aktivnosti na Sveučilištu u Bremenu i sada je na putu da postane redoviti profesor na Odsjeku za biologiju i kemiju. Nakon što je 2019. preuzeo stalni profesor teorijske kemije, to je 21. srpnja 2025. pretvoreno u redovno profesorsko mjesto. U međuvremenu je Neudecker dao značajan doprinos razvoju simulacijskih metoda usmjerenih na proučavanje ponašanja materijala pod mehaničkim naprezanjem.

Neudeckerova radna skupina prihvatila se uzbudljivog izazova uzimanja u obzir svih relevantnih veličina - od pojedinačnih molekula do makroskopskih materijala. Istraživanje ima za cilj promovirati inovativne primjene u raznim industrijama. Neudecker razvija plastiku koja mijenja boju kada je izložena mehaničkom opterećenju, što bi moglo biti osobito važno za građevinsku i transportnu industriju. Njegova grupa također je uključena u proizvodnju papira koji ima visoku otpornost na trganje čak i kada je mokar.

Prioriteti istraživanja i inovativni pristupi

Središnje područje istraživanja je istraživanje temeljnih pitanja o ponašanju molekula i materijala pod visokim tlakom i vlačnim eksperimentima. Posebno je zanimljiva stabilnost biokemijskih sustava koji se javljaju na morskom dnu. Kako izvješćuje Sveučilište u Bremenu, razvijene metode simulacije pružaju temeljno razumijevanje kemijskih sustava pod mehaničkim stresom i pokazuju nove perspektive za nove materijale.

Sam Neudecker studirao je kemiju na Sveučilištu u Frankfurtu i stekao doktorat iz teorijske kemije na Sveučilištu u Heidelbergu. Dvogodišnji postdoktorski boravak na Sveučilištu Berkeley u Kaliforniji, prije preuzimanja profesure, zasigurno je pomogao proširiti njegovu stručnost i međunarodne kontakte u znanstvenoj zajednici.

Uloga teorijske kemije

Teorijska kemija i računalna simulacija ključni su alati u istraživanju i razvoju novih materijala. Omogućuju analizu složenih kemijskih procesa na atomskoj razini i razumijevanje odnosa strukture i svojstava. Primjenom fizikalnih principa i matematičkih modela kemijske se pojave mogu objasniti i predvidjeti.

Specijalizirani softverski alati koji se koriste u teorijskoj kemiji uključuju Gaussian za izračunavanje kemijskih struktura, VMD za vizualizaciju molekularnih simulacija i CP2K za elektroničku strukturu molekula i krutina. Ovi programi omogućuju precizna predviđanja molekularnih struktura i svojstava vezivanja, kao i razvoj katalizatora po mjeri za kemijsku industriju.

Važnost teorijske kemije posebno je impresivna u području istraživanja lijekova i znanosti o materijalima. Računala visokih performansi potrebna su za simulaciju složenih molekula i njihovog ponašanja u različitim uvjetima. Osim toga, razvoj poput strojnog učenja i umjetne inteligencije postat će sve važniji u ovoj disciplini u budućnosti, što ima potencijal za daljnji napredak istraživanja.

Kombinacija eksperimentalnih podataka i računalnih simulacija u teorijskoj kemiji neophodna je za dobivanje dubljeg uvida u kemijske procese i stjecanje novih znanja. Rastuća interdisciplinarnost između kemije, fizike, matematike i informatike otvara nove horizonte za znanstvenu zajednicu.

Sveučilište u Bremenu izvještava da je istraživanje Tima Neudeckera od značajne vrijednosti za razvoj novih materijala i odgovaranje na temeljna kemijska pitanja. Također se očekuje da će njegov rad nastaviti davati značajan poticaj za kemiju i srodne discipline u budućnosti.

Znanje ističe da su teorijska kemija i računalne simulacije od središnje važnosti za inovativne materijale i primjene kao što je istraživanje lijekova. Stoga se smatra potrebnim stalni daljnji razvoj metoda.