Nowy profesor chemii teoretycznej rewolucjonizuje badania materiałowe!

Nowy profesor chemii teoretycznej rewolucjonizuje badania materiałowe!

Tim Neudecker znacznie rozszerzył swoją działalność badawczą na Uniwersytecie w Bremie i obecnie jest na dobrej drodze do zostania profesorem zwyczajnym na Wydziale Biologii i Chemii. Po objęciu w 2019 r. stanowiska profesora stałego w dziedzinie chemii teoretycznej, 21 lipca 2025 r. zostało ono przekształcone w stanowisko profesora pełnego. W międzyczasie Neudecker wniósł znaczący wkład w rozwój metod symulacyjnych mających na celu badanie zachowania materiałów pod naprężeniami mechanicznymi.

Grupa robocza Neudeckera podjęła ekscytujące wyzwanie polegające na uwzględnieniu wszystkich istotnych rozmiarów – od pojedynczych cząsteczek po materiały makroskopowe. Celem badań jest promocja innowacyjnych zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Neudecker opracowuje tworzywa sztuczne, które zmieniają kolor pod wpływem naprężeń mechanicznych, co może być szczególnie ważne dla branży budowlanej i transportowej. Jego grupa zajmuje się również produkcją papieru, który posiada wysoką odporność na rozdarcie nawet w stanie mokrym.

Priorytety badawcze i podejścia innowacyjne

Centralnym obszarem badań jest badanie podstawowych pytań dotyczących zachowania cząsteczek i materiałów w eksperymentach pod wysokim ciśnieniem i rozciąganiem. Szczególnie interesująca jest stabilność układów biochemicznych występujących na dnie morskim. Jak podaje Uniwersytet w Bremie, opracowane metody symulacyjne zapewniają podstawową wiedzę na temat układów chemicznych poddawanych naprężeniom mechanicznym i ukazują nowe perspektywy dla nowatorskich materiałów.

Sam Neudecker studiował chemię na Uniwersytecie we Frankfurcie i uzyskał doktorat z chemii teoretycznej na Uniwersytecie w Heidelbergu. Dwuletni staż podoktorski na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley przed objęciem stanowiska profesora z pewnością przyczynił się do poszerzenia jego wiedzy specjalistycznej i międzynarodowych kontaktów w środowisku naukowym.

Rola chemii teoretycznej

Chemia teoretyczna i symulacja komputerowa to kluczowe narzędzia w badaniach i rozwoju nowych materiałów. Umożliwiają analizę złożonych procesów chemicznych na poziomie atomowym i zrozumienie zależności struktura-właściwość. Stosując zasady fizyczne i modele matematyczne, można wyjaśnić i przewidzieć zjawiska chemiczne.

Specjalistyczne narzędzia programowe stosowane w chemii teoretycznej obejmują Gaussa do obliczania struktur chemicznych, VMD do wizualizacji symulacji molekularnych oraz CP2K do budowy elektronowej cząsteczek i ciał stałych. Programy te umożliwiają precyzyjne przewidywanie struktur molekularnych i właściwości wiązań, a także opracowywanie katalizatorów dostosowanych do potrzeb przemysłu chemicznego.

Znaczenie chemii teoretycznej jest szczególnie imponujące w dziedzinie badań nad lekami i materiałoznawstwa. Do symulacji złożonych cząsteczek i ich zachowania w różnych warunkach niezbędne są komputery o dużej wydajności. Ponadto w przyszłości w tej dyscyplinie coraz większe znaczenie będą zyskiwać takie osiągnięcia, jak uczenie maszynowe i sztuczna inteligencja, która może przyczynić się do dalszego postępu badań.

Połączenie danych eksperymentalnych i symulacji komputerowych w chemii teoretycznej jest niezbędne do uzyskania głębszego wglądu w procesy chemiczne i zdobycia nowej wiedzy. Rosnąca interdyscyplinarność pomiędzy chemią, fizyką, matematyką i informatyką otwiera przed społecznością naukową nowe horyzonty.

Uniwersytet w Bremie donosi, że badania Tima Neudeckera mają znaczącą wartość dla opracowania nowych materiałów i odpowiedzi na podstawowe pytania chemiczne. Oczekuje się również, że jego prace będą w przyszłości nadal zapewniać znaczący impuls dla chemii i dyscyplin pokrewnych.

Wiedza Podkreśla, że ​​chemia teoretyczna i symulacje komputerowe mają kluczowe znaczenie w przypadku innowacyjnych materiałów i zastosowań, takich jak badania nad lekami. Dlatego też uważa się, że konieczny jest ciągły rozwój tych metod.