Themenangebote für Bachelor und Master - Arbeiten
Die angebotenen Themen umfassen jeweils Computersimulationen und analytische
theoretische Berechnungen. Bei den Simulationen handelt es sich um
Monte Carlo - Simulationen (MC), bei denen aus Zufallsfolgen
zulässiger Mikrozustände Mittelwerte für interessierende makroskopische
Gleichgewichtsvariable (Struktur und Thermodynamik) berechnet werden können und um
Molekulardynamische Simulationen (MD), bei denen die klassischen Bahnen einiger
hundert Teilchen berechnet werden. Aus diesen können Gleichgewichtsvariable (Struktur)
und Nichtgleichgewichtsvariable (Transportkoeffizienten) ermittelt werden.
MD - Simulationen und
Transition - State - Theorie zur Diffusion von Wasser in Chabazit
Molekulare Modellierung und Simulation der
Struktur und des Phasenverhalten komplexer (wässeriger) Fluide im Bulk
und in dünnen Filmen
MD - Simulationen und
Transition - State - Theorie zur Diffusion von Wasser in Chabazit
Projektleiter: PD Dr. rer. nat. habil. Siegfried Fritzsche
Zeolithe sind poröse Festkörper mit vielfältigen interessanten Eigenschaften.
Sie sind mittlerweilen in fast jedem Gebiet des täglichen Lebens wie auch in der
industriellen Technik unentbehrlich geworden. Von phosphatfreien Waschmitteln
über das Trockenhalten des Raumes zwischen den Scheiben von Doppelglasfenstern,
vom Bierkühlen mittels Sonnenwärme bis zum wichtigsten Einsatz, dem in der
Katalyse (Benzinproduktion), gibt es eine
Vielzahl von Anwendungen dieser modernen Materialien.
Wasser im Zeolithen Chabazit wurde im Rahmen einer Dissertation von S. Jost (Verteidigung 2004)
behandelt. Selbstdiffusionskoeffizienten konnten nur für hohe Temperaturen
(600 K) aus Simulationen bestimmt werden. Mit Hilfe der Transition-State-Theorie (TST)
sollen nun Selbstdiffusionskoeffizienten auch bei niedrigeren (und praktisch interessanteren)
Temperaturen berechnet werden, wo Simulationen noch vor zwei Jahren zu
zeitaufwändig waren. Gleichzeitig sind dank
besserer Rechentechnik jetzt auch Simulationen für mittlere Temperaturen möglich.
Es gibt also ein Gebiet, wo Transition-State-Theorie und MD - Simulationen
gleichermaßen möglich und neu sind. Das ermöglicht auch einen Vergleich beider
Methoden und Tests verbesserter Simulationstechniken. Auch die TST ist zur Zeit
Gegenstand vieler Ansätze und Neuentwicklungen.
Das vorhandene Computerprogramm kann für die Simulationen genutzt werden.
Molekulare Modellierung und Simulation der
Struktur und des Phasenverhalten komplexer (wässeriger) Fluide im Bulk
und in dünnen Filmen
Projektleiter: Dr. rer. nat. habil. Horst Ludger Vörtler
Wässerige Phasen sind Grundkomponenten vieler physiko-chemischer,
biologischer und verfahrenstechnischer Prozesse.
Ein molekulares Verständniss der Struktur und Thermodynamik
assoziierender (wässeriger) Fluide ist deshalb von großer Bedeutung sowohl für die
Grundlagenforschung als auch für vielfältige Anwendungen.
Auf der Basis molekularer Wassermodelle werden die
strukturellen Eigenschaften und das Phasenverhalten komplexer wässeriger Systeme
(Phasengleichgewichte, Phasendiagramme) mittels Monte-Carlo Simulation
und störungstheoretischer Methoden untersucht.
Zu dem genannten Themenkreis sind zwei Diplomthemen zur theoretischen Untersuchung
dünner Flüssigkeitsfilme zu vergeben. Eine Arbeit sollte sich vorwiegend
mit Simulation beschäftigen, vorliegende Rechenprogramme
weiterentwickeln und auf die Untersuchung dünner Wasserschichten
anwenden. Die zweite Arbeit sollte mehr theoretisch orientiert sein mit der
Zielstellung der Anwendung und Weiterentwicklung
statistisch-mechanischen Theorien auf monomolekulare Schichten.