Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer SFB an der Uni Stuttgart: Wissenschaftler lassen Milliarden Moleküle tanzen

13.12.2006
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Universität Stuttgart wird es erlauben, in den Ingenieur- und Naturwissenschaften in Gebiete vorzustoßen, in denen klassische Ansätze bisher versagen. So wollen die Wissenschaftler beispielsweise Prozesse beim Laserbohren oder beim Transport von Proteinen simulieren.

Der jetzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) genehmigte SFB 716 mit dem Titel "Dynamische Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen" wird sich mit dynamischen Simulationen von Systemen mit einigen 10.000 bis zu vielen Milliarden Teilchen befassen. Die Bewilligung gilt für die erste, vierjährige Förderperiode, die im Januar 2007 startet. Insgesamt soll der SFB über zwölf Jahre laufen und mit einer Summe von etwa 15 Millionen Euro gefördert werden. Damit sind an der Universität Stuttgart acht Sonderforschungsbereiche, ein transregionaler SFB und vier Transferbereiche angesiedelt.

"Mit dem neuen Sonderforschungsbereich bestätigt die DFG die herausragende Kompetenz der Universität Stuttgart auf den Gebieten des Höchstleistungsrechnens und der Visualisierung", freut sich der Rektor der Universität Stuttgart, Prof. Wolfram Ressel. "Zudem ist der SFB eine wirklich interdisziplinäre Initiative, die über die traditionellen Fakultätsgrenzen hinweg exzellente Wissenschaftler zusammenbringt." Im SFB 716 werden Forscher aus dem Maschinenbau, der Physik, der Chemie und der Informatik eng zusammenarbeiten. In all diesen Bereichen werden schon seit langem Methoden der dynamischen Simulation eingesetzt. "Die enge Verbindung zwischen Anwendern aus den Ingenieur- und Naturwissenschaften und Informatikern im neuen SFB ist für das, was wir vorhaben, entscheidend", sagt Prof. Hans Hasse, Direktor des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart und Sprecher des Sonderforschungsbereichs. "Jetzt marschieren wir gemeinsam in einem leistungsfähigen Verbund, wie es ihn sonst nirgends auf der Welt gibt."

Potential für die Industrie

Anwendungen für dynamische Simulationen mit großen Teilchenzahlen finden sich beispielsweise in der Mechanik und Thermodynamik, in den Materialwissenschaften sowie in der Bio- und Nanotechnologie. Doch schon bei einigen tausend Teilchen erfordern solche Simulationen Methoden des Höchstleistungsrechnens, bei Teilchenzahlen von einigen Millionen ist die Grenze des derzeit Machbaren erreicht. Deshalb will der neue SFB die Methoden der dynamischen Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen so weiterentwickeln, dass ihr Potential in Zukunft auch in der industriellen Forschung und Entwicklung genutzt werden kann.

Im Mittelpunkt des Forschungsprogramms stehen Pilotprojekte, in denen unmittelbar Erkenntnisse gewonnen werden, die mit anderen Methoden nicht zu erzielen sind. So wollen die Wissenschaftler die Prozesse beim Laserbohren simulieren, wovon man sich neue Einsichten in die Mechanismen des Prozesses und letztlich Möglichkeiten zu seiner Verbesserung erhofft. Ein weiteres Beispiel ist der Transport von Proteinen in Kanälen von Zellmembranen. Diesen Vorgang verstehen Wissenschaftler bis heute nur unzureichend - und das, obwohl er für alles Leben von zentraler Bedeutung ist.

Weltrekord im Höchstleistungsrechnen angepeilt

Für die Forschung im Bereich der dynamischen Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen ist die Universität Stuttgart ein idealer Standort. So hielten die Arbeitsgruppe von Prof. Hans-Rainer Trebin vom Institut für Theoretische und Angewandte Physik bis zum Jahr 2004 den Weltrekord für die Simulation mit der höchsten Teilchenzahl, zuletzt mit fünf Milliarden Teilchen. "Den Weltrekord holen wir uns zurück", so die einhellige Meinung im neuen SFB. Die Chancen dafür stehen gut, denn mit dem Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) verfügt die Uni über einen der schnellsten und leistungsfähigsten Supercomputer Europas.

Auch die Visualisierung der Simulationsergebnisse spielt für die Arbeiten im SFB 716 eine zentrale Rolle. "Sie wird neue Einsichten in die Dynamik molekularer Welten liefern", so Prof. Thomas Ertl vom Institut für Visualisierung. "Allerdings stellt sie bei den im SFB 716 betrachteten extrem großen Teilchenzahlen auch höchste Anforderungen an die Visualisierungsalgorithmen und die Graphikhardware". Auch hier ist die Universität Stuttgart gut aufgestellt. So wurde dort erst vor wenigen Monaten das neue Visualisierungsinstitut VISUS gegründet, das mit zwei Teilprojekten in den neuen SFB integriert ist.

Weitere Informationen bei Prof. Hans Hasse, Direktor des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart, Tel. 0711/685-66105, e-mail hasse@itt.uni-stuttgart.de.

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Berichte zu: Simulation Teilchenzahl Thermodynamik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht Digitales Know-how für den Mittelstand: Uni Bayreuth entwickelt neuartiges Weiterbildungsprogramm
28.09.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Physik-Didaktiker aus Münster entwickeln Lehrmaterial zu Quantenphänomenen
22.09.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie