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Eine einheitliche "Simulationsmaschine" zur Untersuchung von Materialeigenschaften "weicher" Werkstoffe wie z. B. makromolekulare Filme und Netzwerke, wollen Theoretische Chemiker und Physiker um Prof. Dr. Dominik Marx (Lehrstuhl für Theoretische Chemie der RUB) und Prof. Dr. Kurt Kremer (MPI für Polymerforschung Mainz) im Projekt "Adaptive Multiscale Simulation: Connecting the Quantum to the Mesoscopic Level" entwickeln. Sie werden durch die Volkswagenstiftung mit rund 400.000 Euro gefördert. Die Forscher wollen ihre Expertise vereinen, um die Kluft zu überbrücken, die bei der theoretischen Beschreibung von chemischen Strukturen und Materialien auf verschiedenen Größenskalen besteht.
Bochum, 16.02.2005
Nr. 54
Im virtuellen Labor intelligente Materialien verstehen
VolkswagenStiftung fördert RUB-Chemiker
Von einzelnen Atomen zu Eigenschaften von funktionalen Werkstoffen
Eine einheitliche "Simulationsmaschine" zur Untersuchung von Materialeigenschaften "weicher" Werkstoffe wie z. B. makromolekulare Filme und Netzwerke, wollen Theoretische Chemiker und Physiker um Prof. Dr. Dominik Marx (Lehrstuhl für Theoretische Chemie der RUB) und Prof. Dr. Kurt Kremer (MPI für Polymerforschung Mainz) im Projekt "Adaptive Multiscale Simulation: Connecting the Quantum to the Mesoscopic Level" entwickeln. Sie werden durch die Volkswagenstiftung mit rund 400.000 Euro gefördert. Die Forscher wollen ihre Expertise vereinen, um die Kluft zu überbrücken, die bei der theoretischen Beschreibung von chemischen Strukturen und Materialien auf verschiedenen Größenskalen besteht.
Groß, mittel, klein - dazwischen Lücken
Das grundlegende Verständnis von Materialeigenschaften ist eine der bislang ungelösten praktischen Herausforderungen an die moderne Theoretische Chemie und Physik. "Grund hierfür ist die Tatsache, dass die verschiedenen Längenskalen verschienenen Ebenen der Beschreibung entsprechen, die mit grundlegend anderen Theorien behandelt werden müssen", erläutert Prof. Marx. Die Bewegung von Atomen müsse abstrakt und aufwendig mit der Quantenmechanik berechnet werden, viele Eigenschaften von größeren Molekülen könnten oft durch einfache mechanische Modelle effizient beschrieben werden. Makroskopische Eigenschaften hingegen lassen sich erst durch noch einfachere, vergröberte Ansätze beschreiben, bei denen von Molekülen keine Rede mehr ist.
Türen öffnen für neue Anwendungen
Getrennt voneinander beherrschen die Wissenschaftler heute die einzelnen Beschreibungsansätze gut, aber die Verknüpfung der verschiedenen Ebenen ist noch problematisch. "Würde sie durch eine einheitliche 'Simulationsmaschine' auch nur ansatzweise gelingen, so stünde im 'virtuellen Labor' die Tür weit offen zur tiefgreifenden Untersuchung vielfältiger Probleme wie z.B. die Funktionalisierung von Metalloberflächen durch Beschichtung mit Molekülen oder molekulare Festkörper, die sich mit Licht 'schalten' lassen", erklärt Marx.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Dominik Marx, Lehrstuhl für Theoretische Chemie, Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-28083, Fax: 0234/32-14045, dominik.marx@theochem.rub.de, Lehrstuhl für Theoretische Chemie: http://www.theochem.rub.de/
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry
transregional, national
Research projects
German
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