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 Fast jeder vierte Hochschulabschluss ist ein Master
30.09.2016 | Statistisches Bundesamt

nachricht Digitaler Wandel kommt im Bildungsbereich an
25.08.2016 | Technologiestiftung Berlin

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie