Novi profesor teoretične kemije revolucionira raziskave materialov!

Novi profesor teoretične kemije revolucionira raziskave materialov!

Tim Neudecker je znatno razširil svoje raziskovalne dejavnosti na Univerzi v Bremnu in je zdaj na poti, da postane redni profesor na oddelku za biologijo in kemijo. Potem ko je leta 2019 prevzel stalno mesto profesorja teoretične kemije, se je to 21. julija 2025 spremenilo v rednega profesorja. Medtem je Neudecker pomembno prispeval k razvoju simulacijskih metod, namenjenih proučevanju obnašanja materialov pod mehanskimi obremenitvami.

Neudeckerjeva delovna skupina se je lotila vznemirljivega izziva upoštevanja vseh relevantnih velikosti – od posameznih molekul do makroskopskih materialov. Cilj raziskave je spodbujanje inovativnih aplikacij v različnih panogah. Neudecker razvija plastiko, ki spremeni barvo, ko je izpostavljena mehanskim obremenitvam, kar bi lahko bilo še posebej pomembno za gradbeno in transportno industrijo. Njegova skupina se ukvarja tudi s proizvodnjo papirja, ki ima visoko odpornost na trganje, tudi ko je moker.

Raziskovalne prioritete in inovativni pristopi

Osrednje področje raziskav je raziskovanje temeljnih vprašanj o obnašanju molekul in materialov pod visokim tlakom in nateznih poskusov. Posebno zanimiva je stabilnost biokemičnih sistemov, ki se pojavljajo na morskem dnu. Kot poroča Univerza v Bremnu, razvite simulacijske metode zagotavljajo temeljno razumevanje kemijskih sistemov pod mehanskimi obremenitvami in kažejo nove perspektive za nove materiale.

Sam Neudecker je študiral kemijo na Univerzi v Frankfurtu in doktoriral iz teoretične kemije na Univerzi v Heidelbergu. Dveletno podoktorsko bivanje na kalifornijski univerzi Berkeley, preden je prevzel profesuro, je gotovo pripomoglo k razširitvi njegovega strokovnega znanja in njegovih mednarodnih stikov v znanstveni skupnosti.

Vloga teoretične kemije

Teoretična kemija in računalniška simulacija sta ključni orodji pri raziskavah in razvoju novih materialov. Omogočajo analizo zapletenih kemijskih procesov na atomski ravni in razumevanje odnosov med strukturo in lastnostjo. Z uporabo fizikalnih principov in matematičnih modelov je mogoče kemijske pojave razložiti in predvideti.

Specializirana programska orodja, ki se uporabljajo v teoretični kemiji, vključujejo Gaussian za izračun kemijskih struktur, VMD za vizualizacijo molekularnih simulacij in CP2K za elektronsko strukturo molekul in trdnih snovi. Ti programi omogočajo natančne napovedi molekularnih struktur in lastnosti lepljenja ter razvoj katalizatorjev po meri za kemično industrijo.

Pomen teoretične kemije je še posebej impresiven na področju raziskav zdravil in znanosti o materialih. Visokozmogljivi računalniki so potrebni za simulacijo kompleksnih molekul in njihovega obnašanja v različnih pogojih. Poleg tega bo razvoj, kot sta strojno učenje in umetna inteligenca, v prihodnosti postajal vse pomembnejši v tej disciplini, kar ima potencial za nadaljnji napredek raziskav.

Kombinacija eksperimentalnih podatkov in računalniških simulacij v teoretični kemiji je bistvena za pridobitev globljega vpogleda v kemijske procese in pridobivanje novega znanja. Vse večja interdisciplinarnost med kemijo, fiziko, matematiko in računalništvom odpira nova obzorja znanstveni skupnosti.

Univerza v Bremnu poroča, da je raziskava Tima Neudeckerja pomembna za razvoj novih materialov in odgovarjanje na temeljna kemijska vprašanja. Pričakuje se tudi, da bo njegovo delo v prihodnosti še naprej predstavljalo pomemben zagon za kemijo in sorodne discipline.

Znanje poudarja, da so teoretična kemija in računalniške simulacije osrednjega pomena za inovativne materiale in aplikacije, kot so raziskave zdravil. Zato je potreben nenehen nadaljnji razvoj metod.