Heidelberg ist Teil eines neuen "Kompetenzzentrums"

Arbeitsgruppe der Universität Heidelberg um den Physiker Prof. Dr. Dieter W. Heermann gehört dem Kompetenzzentrum „Werkstoffmodellierung: Wege zum computergestützten Materialdesign“ an – Team entwickelte ein in der Welt einzigartiges Simulationsprogramm, um die mechanischen Eigenschaften polymerer Flächen zu berechnen

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat im März ein auf fünf Jahre angelegtes Förderprojekt bewilligt. Ziele sind die Entwicklung neuartiger Verfahren für die Computersimulation moderner Werkstoffe und ihr Transfer in die industrielle Forschung. Eine Arbeitsgruppe der Universität Heidelberg um den Physiker Prof. Dr. Dieter W. Heermann, die sich in den letzten Jahren intensiv mit polymeren Werkstoffen befasst hat, ist Teil dieses neuen Kompetenzzentrums mit dem Titel „Werkstoffmodellierung: Wege zum computergestützten Materialdesign“.

Solche Simulationen ermöglichen es, Eigenschaften neuer Keramiken, Gläser oder Kunststoffe vorherzusagen und besser zu verstehen. Das Kompetenzzentrum steht unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz. Weitere Teilnehmer sind Arbeitsgruppen des Instituts für Physik der Universität Mainz, des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart und des Forschungszentrums Jülich.

Heidelberger Arbeitsgruppe konnte wichtige Fragen der Materialforschung angehen

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Dieter W. Heermann aus dem Institut für Theoretische Physik der Universität Heidelberg kennt sich mit polymeren Werkstoffen aus. Bisher standen die strukturellen, die thermodynamischen und die mechanischen Eigenschaften im Vordergrund des Interesses. Durch die Entwicklung eigener Simulationswerkzeuge und die effiziente Nutzung kommerzieller Software konnten so wichtige Fragestellungen aus der Materialforschung angegangen werden. In dem neu eingerichteten Kompetenzzentrum werden diese Erfahrungen eingebracht.

Reibung und Abnutzung an Oberflächen

Das Verständnis für die mikroskopischen Ursachen von Reibung, Oberflächenhärte und Abnutzung ist noch sehr begrenzt. Ein besseres Verständnis kann die Lebensdauer von mechanisch beanspruchten Teilen verbessern und Energie einsparen helfen. Hierzu haben Heermann und sein Team ein in der Welt einzigartiges Simulationsprogramm entwickelt, um die mechanischen Eigenschaften polymerer Flächen zu berechnen. Mit diesem Programm kann die mikroskopische Ursache für das Verhalten der Oberfläche eines Materials untersucht werden.

Verträglichkeit von Werkstoffen

Die Verträglichkeit von Werkstoffen spielt eine große Rolle bei industriellen Prozessen. So zum Beispiel beim Ersatz von FCKW bei Schäumungsprozessen durch CO2. Mit Hilfe von bereits entwickelten Simulationsmethoden und neu zu konzipierenden Verfahren wird die Gruppe untersuchen, welche Prozesse etwa bei der Mischung von Polystyrol und CO2 wichtig sind. Dieses System ist zum Beispiel wichtig für die Herstellung von Dämmstoffen für Häuser.

Rückfragen von Journalisten bitte an:
Prof. Heermann (siehe unten)

oder: Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, michael.schwarz@rektorat.uni-heidelberg.de

BMBF-Kompetenzzentrum:
Werkstoffmodellierung –
Wege zum computergestützten Materialdesign

Institut für Theoretische Physik
Universität Heidelberg
Philosophenweg 19
D-69120 Heidelberg

Projektleitung: Prof. Dr. D.W. Heermann
Tel. +49-6221-549-448, Fax: +49-6221-549 331
Email: heermann@tphys.uni-heidelberg.de

Internet: wwwcp.tphys.uni-heidelberg.de

Bearbeitete Systeme: Polymere und Metalle, z.B.
o Polymerschmelzen
o Polymere in Lösung o Polymere an Grenzflächen
o Entmischung von Polymeren und Metallen
o Keimbildung o Kratzfestigkeit von Materialen
o Nanosysteme

Methodisches Know-how: Modelle für verschiedene Längenskalen, z.B.
o Molekulardynamik und Monte-Carlo-Verfahren
o Hybrid Verfahren
o Simulationen mit chemisch-realistischen Kraftfeldern, mesoskopische Modelle
o Systematische Verknüpfung von Modellen verschiedener Längen- und Zeitskalen (Multiscale-Modelling)
o Interpretation von Experimenten mittels Simulation

Software: Eigenentwicklungen für Simulation, Analyse und Visualisierung, sowie Entwicklungen, die in kommerzielle Programme eingeflossen sind
o DEPOSITO (atomistische und mesoskopische Simulationen)
o CRAPS (Simulation, MD und Hybrid-Verfahren)
o optimierte Software für verschiedene Hardware (PC, Workstation, Vektor-, Massivparallelrechner)

Industriepartner in bilateralen Kooperationen:
o Bayer AG , Byte XXL GmbH

Sonstiges:
o Mitglied des Interdisziplinären Zentrums für Wissenschaftliches Rechnen der Universität Heidelberg
o Mitglied verschiedener Graduiertenkollegs, die sich mit der Modellierung und Simulation befassen
o zahlreiche Kooperationen weltweit

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

• http://wwwcp.tphys.uni-heidelberg.de/