Il nuovo professore di chimica teorica rivoluziona la ricerca sui materiali!

Il nuovo professore di chimica teorica rivoluziona la ricerca sui materiali!

Tim Neudecker ha notevolmente ampliato la sua attività di ricerca presso l'Università di Brema e ora diventerà professore ordinario presso il Dipartimento di Biologia e Chimica. Dopo aver assunto nel 2019 una cattedra di ruolo in chimica teorica, questa è stata trasformata in una cattedra ordinaria il 21 luglio 2025. Nel frattempo Neudecker ha dato un contributo significativo allo sviluppo di metodi di simulazione volti allo studio del comportamento dei materiali sotto stress meccanico.

Il gruppo di lavoro di Neudecker ha accettato l'entusiasmante sfida di prendere in considerazione tutte le dimensioni rilevanti, dalle singole molecole ai materiali macroscopici. La ricerca mira a promuovere applicazioni innovative in vari settori industriali. Neudecker sta sviluppando plastiche che cambiano colore se esposte a sollecitazioni meccaniche, il che potrebbe essere particolarmente importante per l’industria delle costruzioni e dei trasporti. Il suo gruppo si occupa anche della produzione di carta che presenta un'elevata resistenza allo strappo anche se bagnata.

Priorità di ricerca e approcci innovativi

Un'area centrale di ricerca è l'indagine di domande fondamentali sul comportamento di molecole e materiali sotto esperimenti ad alta pressione e trazione. Di particolare interesse è la stabilità dei sistemi biochimici presenti sul fondo marino. Come riferisce l'Università di Brema, i metodi di simulazione sviluppati forniscono una comprensione fondamentale dei sistemi chimici sottoposti a stress meccanico e mostrano nuove prospettive per nuovi materiali.

Lo stesso Neudecker studiò chimica all'Università di Francoforte e conseguì il dottorato in chimica teorica all'Università di Heidelberg. Un soggiorno post-dottorato di due anni presso l'Università della California, Berkeley, prima di assumere la cattedra, ha sicuramente contribuito ad espandere la sua esperienza e i suoi contatti internazionali nella comunità scientifica.

Il ruolo della chimica teorica

La chimica teorica e la simulazione al computer sono strumenti cruciali nella ricerca e nello sviluppo di nuovi materiali. Permettono di analizzare processi chimici complessi a livello atomico e di comprendere le relazioni struttura-proprietà. Applicando principi fisici e modelli matematici è possibile spiegare e prevedere i fenomeni chimici.

Gli strumenti software specializzati utilizzati nella chimica teorica includono gaussiano per il calcolo delle strutture chimiche, VMD per la visualizzazione di simulazioni molecolari e CP2K per la struttura elettronica di molecole e solidi. Questi programmi consentono previsioni precise delle strutture molecolari e delle proprietà di legame, nonché lo sviluppo di catalizzatori su misura per l'industria chimica.

L'importanza della chimica teorica è particolarmente impressionante nel campo della ricerca sui farmaci e della scienza dei materiali. Sono necessari computer ad alte prestazioni per simulare molecole complesse e il loro comportamento in diverse condizioni. Inoltre, in futuro sviluppi come l’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale diventeranno sempre più importanti in questa disciplina, che ha il potenziale per far avanzare ulteriormente la ricerca.

La combinazione di dati sperimentali e simulazioni al computer nella chimica teorica è essenziale per acquisire conoscenze più approfondite sui processi chimici e acquisire nuove conoscenze. La crescente interdisciplinarietà tra chimica, fisica, matematica e informatica apre nuovi orizzonti alla comunità scientifica.

L'Università di Brema riferisce che la ricerca di Tim Neudecker è di notevole valore per lo sviluppo di nuovi materiali e per rispondere a domande chimiche fondamentali. Si prevede inoltre che il suo lavoro continuerà a fornire un impulso significativo alla chimica e alle discipline correlate in futuro.

La conoscenza sottolinea che la chimica teorica e le simulazioni al computer sono di fondamentale importanza per materiali e applicazioni innovativi come la ricerca sui farmaci. Si ritiene pertanto necessario un costante ulteriore sviluppo dei metodi.