Pressemitteilung zur Einrichtung des Kompetenzzentrums

Neue Materialien per Computersimulation

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat im März ein auf fünf Jahre angelegtes Förderprojekt bewilligt. Dessen Ziel ist die Entwicklung neuartiger Verfahren für die Computersimulation moderner Werkstoffe und ihr Transfer in die industrielle Forschung. Solche Simulationen ermöglichen es, Eigenschaften neuer Keramiken, Gläser oder Kunststoffe vorherzusagen und besser zu verstehen. Das Kompetenzzentrum "Werkstoffmodellierung: Wege zum computergestützten Materialdesign" steht unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz. Weitere Teilnehmer sind Arbeitsgruppen der Institute für Physik der Universitäten Mainz und Heidelberg, des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart und des Forschungszentrums Jülich.

Arbeitsgruppe Universität Heidelberg

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Dieter W. Heermann an der Universität Heidelberg hat sich in den letzten Jahren intensiv mit polymeren Werkstoffen befasst. Dabei 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 wir 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 werden wir untersuchen, welche Prozesse etwa bei der Mischung von Polystyrol und CO2 wichtig sind. Dieses System ist z.B. wichtig für die Herstellung von Dämmstoffen für Häuser.