Jaunais teorētiskās ķīmijas profesors maina materiālu izpēti!

Jaunais teorētiskās ķīmijas profesors maina materiālu izpēti!

Tims Neudekers ir ievērojami paplašinājis savu pētniecisko darbību Brēmenes Universitātē un tagad ir ceļā uz Bioloģijas un ķīmijas katedras pastāvīgo profesoru. Pēc tam, kad 2019. gadā viņš ieņēma teorētiskās ķīmijas profesora amatu, 2025. gada 21. jūlijā tas tika pārveidots par profesora amatu. Tikmēr Neudekers ir devis nozīmīgu ieguldījumu tādu simulācijas metožu izstrādē, kuru mērķis ir pētīt materiālu uzvedību mehāniskā spriedzē.

Neudecker darba grupa ir uzņēmusies aizraujošu izaicinājumu ņemt vērā visus atbilstošos izmērus – no atsevišķām molekulām līdz makroskopiskiem materiāliem. Pētījuma mērķis ir veicināt inovatīvus lietojumus dažādās nozarēs. Neudecker izstrādā plastmasu, kas maina krāsu, ja tiek pakļauta mehāniskai slodzei, kas varētu būt īpaši svarīga būvniecības un transporta nozarē. Viņa grupa ir iesaistīta arī tāda papīra ražošanā, kam ir augsta plīsuma izturība pat mitrā stāvoklī.

Pētniecības prioritātes un inovatīvas pieejas

Galvenā pētniecības joma ir fundamentālu jautājumu izpēte par molekulu un materiālu uzvedību augsta spiediena un stiepes eksperimentos. Īpaša interese ir jūras dibenā esošo bioķīmisko sistēmu stabilitāte. Kā ziņo Brēmenes universitāte, izstrādātās simulācijas metodes sniedz fundamentālu izpratni par ķīmiskajām sistēmām mehāniskā spriedzē un parāda jaunas perspektīvas jauniem materiāliem.

Pats Noidekers studējis ķīmiju Frankfurtes Universitātē un ieguvis doktora grādu teorētiskajā ķīmijā Heidelbergas Universitātē. Divus gadus ilga pēcdoktorantūras studija Kalifornijas Universitātē Bērklijā pirms stāšanās profesora amatā noteikti palīdzēja paplašināt viņa zināšanas un starptautiskos kontaktus zinātnieku aprindās.

Teorētiskās ķīmijas loma

Teorētiskā ķīmija un datorsimulācija ir būtiski instrumenti jaunu materiālu izpētē un izstrādē. Tie ļauj analizēt sarežģītus ķīmiskos procesus atomu līmenī un izprast struktūras un īpašību attiecības. Izmantojot fizikālos principus un matemātiskos modeļus, var izskaidrot un prognozēt ķīmiskās parādības.

Teorētiskajā ķīmijā izmantotie specializētie programmatūras rīki ietver Gaussian ķīmisko struktūru aprēķināšanai, VMD molekulāro simulāciju vizualizēšanai un CP2K molekulu un cietvielu elektroniskajai struktūrai. Šīs programmas ļauj precīzi prognozēt molekulārās struktūras un savienojuma īpašības, kā arī izstrādāt īpaši pielāgotus katalizatorus ķīmiskajai rūpniecībai.

Teorētiskās ķīmijas nozīme ir īpaši iespaidīga zāļu izpētes un materiālu zinātnes jomā. Augstas veiktspējas datori ir nepieciešami, lai modelētu sarežģītas molekulas un to uzvedību dažādos apstākļos. Turklāt tādi notikumi kā mašīnmācība un mākslīgais intelekts nākotnē kļūs arvien nozīmīgāki šajā disciplīnā, kam ir potenciāls turpināt pētniecību.

Eksperimentālo datu un datorsimulāciju apvienošana teorētiskajā ķīmijā ir būtiska, lai gūtu dziļāku ieskatu ķīmiskajos procesos un iegūtu jaunas zināšanas. Pieaugošā starpdisciplinaritāte starp ķīmiju, fiziku, matemātiku un datorzinātnēm paver jaunus apvāršņus zinātnieku aprindām.

Brēmenes Universitāte ziņo, ka Tima Noidekera pētījumi ir ļoti vērtīgi jaunu materiālu izstrādē un atbildēs uz fundamentāliem ķīmiskiem jautājumiem. Tāpat sagaidāms, ka viņa darbs arī turpmāk dos būtisku impulsu ķīmijai un ar to saistītajām disciplīnām.

Zināšanas uzsver, ka teorētiskajai ķīmijai un datorsimulācijām ir galvenā nozīme novatoriskos materiālos un lietojumos, piemēram, zāļu pētniecībā. Tādēļ tiek uzskatīts par nepieciešamu pastāvīgi attīstīt metodes.