Ny professor i teoretisk kemi revolutionerar materialforskningen!

Ny professor i teoretisk kemi revolutionerar materialforskningen!

Tim Neudecker har avsevärt utökat sin forskningsverksamhet vid universitetet i Bremen och är nu på väg att bli ordinarie professor vid institutionen för biologi och kemi. Efter att han tillträdde en anställningsprofessur i teoretisk kemi 2019, omvandlades denna till en full professur den 21 juli 2025. Under tiden har Neudecker lämnat betydande bidrag till utvecklingen av simuleringsmetoder som syftar till att studera beteendet hos material under mekanisk påfrestning.

Neudeckers arbetsgrupp har tagit sig an den spännande utmaningen att ta hänsyn till alla relevanta storlekar – från enskilda molekyler till makroskopiska material. Forskningen syftar till att främja innovativa tillämpningar inom olika branscher. Neudecker utvecklar plaster som ändrar färg när de utsätts för mekanisk påfrestning, vilket kan vara särskilt viktigt för bygg- och transportindustrin. Hans grupp är också involverad i tillverkning av papper som har hög rivhållfasthet även när det är blött.

Forskningsprioriteringar och innovativa tillvägagångssätt

Ett centralt forskningsområde är undersökningen av grundläggande frågor om beteendet hos molekyler och material under högtrycks- och dragexperiment. Av särskilt intresse är stabiliteten hos biokemiska system som förekommer på havsbotten. Som universitetet i Bremen rapporterar ger de utvecklade simuleringsmetoderna en grundläggande förståelse för kemiska system under mekanisk påfrestning och visar nya perspektiv för nya material.

Neudecker själv studerade kemi vid universitetet i Frankfurt och doktorerade i teoretisk kemi vid universitetet i Heidelberg. En tvåårig postdoktorandvistelse vid University of California, Berkeley, innan han tillträdde sin professur, bidrog säkerligen till att utöka hans expertis och hans internationella kontakter i det vetenskapliga samfundet.

Den teoretiska kemins roll

Teoretisk kemi och datorsimulering är avgörande verktyg i forskning och utveckling av nya material. De gör det möjligt att analysera komplexa kemiska processer på atomnivå och förstå struktur-egenskapssamband. Genom att tillämpa fysikaliska principer och matematiska modeller kan kemiska fenomen förklaras och förutsägas.

De specialiserade mjukvaruverktygen som används inom teoretisk kemi inkluderar Gaussian för beräkning av kemiska strukturer, VMD för visualisering av molekylära simuleringar och CP2K för den elektroniska strukturen av molekyler och fasta ämnen. Dessa program möjliggör exakta förutsägelser av molekylära strukturer och bindningsegenskaper samt utveckling av skräddarsydda katalysatorer för den kemiska industrin.

Betydelsen av teoretisk kemi är särskilt imponerande inom läkemedelsforskning och materialvetenskap. Högpresterande datorer är nödvändiga för att simulera komplexa molekyler och deras beteende under olika förhållanden. Dessutom kommer utvecklingar som maskininlärning och artificiell intelligens att bli allt viktigare inom denna disciplin i framtiden, som har potential att främja forskningen ytterligare.

Kombinationen av experimentella data och datorsimuleringar inom teoretisk kemi är väsentlig för att få djupare insikter i kemiska processer och få ny kunskap. Den växande tvärvetenskapligheten mellan kemi, fysik, matematik och datavetenskap öppnar nya horisonter för forskarsamhället.

Universitetet i Bremen rapporterar att Tim Neudeckers forskning är av betydande värde för att utveckla nya material och svara på grundläggande kemiska frågor. Det förväntas också att hans arbete kommer att fortsätta att ge betydande impulser för kemi och relaterade discipliner i framtiden.

Kunskapen Parlamentet betonar att teoretisk kemi och datorsimuleringar är av central betydelse för innovativa material och tillämpningar som läkemedelsforskning. En ständig vidareutveckling av metoderna anses därför nödvändig.