Forschung

Gegeben seien...

die molekularen Bausteine einer Substanz aus Technik oder Biologie. Welche Eigenschaften hat diese Substanz als technisches Material oder als Teil eines komplexen Biosystems? 

Die Antwort...

auf diese Frage ist das erklärte Ziel des Molekularen Modellierens oder molecular modeling. Obwohl wir momentan dieses Ziel nur teilweise erreichen, verzichtet schon heute kaum ein größeres Unternehmen der chemischen oder pharmazeutischen Industrie auf den Einsatz von Computersimulationen mit aufwendigen molecular modeling-Programmpaketen. Nicht zuletzt aus diesem Grund nimmt auch in der physikalisch-chemisch-biologischen Grundlagenforschung Molekulares Modellieren ständig an Bedeutung zu. 

Computermodellierung...

von molekularen Systemen befasst sich mit Molekülen - und Moleküle sind klein. Die folgende Tafel illustriert molekulare Dimensionen anhand der elektronenmikroskopischen Aufnahme einer Kunststofffaser (ca. 10mal dünner als ein Haar) aus Kevlar, ein Material dessen Zugfestigkeit höher ist als die von Stahl.

 

 Simuliert werden...

in der Regel einige tausend Atome unter möglichst realen Bedingungen mit Methoden der Numerischen bzw. Theoretischen Physik (z.B. Monte Carlo oder Molekulardynamik). Die Eigenschaften dieser Minimenge einer Substanz werden mit Methoden der Statistischen Physik analysiert und mit dem Experiment verglichen. 

Für ihre Simulationen...

verfügt die Gruppe über einen leistungsstarken Pool von UNIX-Workstations, der ständig modernisiert und erweitert wird. Da die Systemadministration von uns selbst geleistet wird, besteht auch hier die Möglichkeit, neue Ideen und Konzepte bei der Implementierung von Simulationsalgorithmen im Rahmen von Praktika, Bachelor-, Masterarbeiten oder Promotionen auszuprobieren.   

Beispiele

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