Simulationsmethoden bieten Einblicke in molekulare Systeme, die mit Experimenten alleine nicht möglich wären, und erlauben es, deren chemische und physikalischen Eigenschaften vorherzusagen. Wir entwickeln quantenchemische Methoden für die Beschreibung komplexer chemischer Systeme – von Biomolekülen bis zu Materialien. Diese wenden wir zur Untersuchung spektroskopischer Eigenschaften sowie zum Design von funktionalen chemischen Systemen an – für die Energiekonversion, für die Katalyse und für die Wirkstoffforschung.
Unter dem Motto "Next-Generation Theoretical Chemistry" wurden sowohl etablierte als auch aufstrebende Bereiche der theoretischen Chemie diskutiert, darunter Electronic Structure Theory, Molecular Dynamics, Quantum Computing, Artificial Intelligence, sowie Uncertainty Quantification. Dabei lag der Fokus insbesondere auf jungen Wissenschaftler*innen, die an unterschiedlichen Themen der theoretischen Chemie arbeiten.
Schwerpunkt unserer Forschung ist die theoretische Beschreibung komplexer chemischer Systeme. Langfristiges Ziel unserer Arbeiten ist es, mit Hilfe der Quantenchemie ein Design funktionaler chemischer Systeme zu ermöglichen.
Unsere Arbeitsgruppe entwickelt Simulationsmethoden für komplexe chemische Systeme, um insbesondere eine zuverlässige Modellierung großer chemischer Systeme mit Hunderten oder Tausenden von Atomen zu ermöglichen. Hierzu entwickeln wir quantenchemische Multiskalenmethoden, welche durch eine Zerlegung in Subsysteme eine effiziente Behandlung ermöglichen und die maßgeschneiderte Kombination von quantenchemischen Methoden erlauben. Des weiteren arbeiten wir an der Entwicklung von quantenchemischen Methoden für die theoretische Spektroskopie, an Weiterentwicklungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) sowie an Anwendungen computerchemischer Methoden auf spannende Probleme der modernen Chemie.
Unsere Methodenentwicklung ist dabei immer von konkreten Anwendungen getrieben, an denen wir meist in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit mit experimentellen Arbeitsgruppen arbeitet. Dies reicht von der Aufklärung katalytischer Reaktionsmechanismen über die Identifikation von neuen Wirkstoffen bis hin zur Modellierung von Materialeigenschaften.
Mehr Informationen zu aktuellen und vergangenen Lehrveranstaltungen
Bachelor- und Masterarbeiten in der theoretischen Chemie sind zu Themen aus allen unseren Forschungsbereichen jederzeit möglich. Ebenfalls können Studienarbeiten im Rahmen des PC-F-Praktikums (B.Sc. Chemie) sowie Forschungspraktika (M.Sc. Chemie und M.Sc. Chemische Biologie) auch in der theoretischen Chemie durchgeführt werden.
In unserem Innovationsprojekt soll das Modul „Quantenchemie 2“ des Bachelorstudiengangs Chemie zu einem „Computational Chemistry Research Lab“ umgestaltet werden.
Erfolgreiche innovative Lehr-Lern-Projekte können an der TU Braunschweig im Rahmen des "Transferprogramms" in andere Fachbereiche übertragen werden. Hier haben wir unser Lehr-Lernkonzept „Chemie3D“, welches sich mit der Visualisierung komplexer dreidimensionaler Inhalte beschäftigte, in die Neurobiologie transferiert.
Im Rahmen des Förderprogramms "in medias res" haben wir ein innovatives Lehrkonzept für die Verwendung eines 3D-Druckers und einer Virtual-Reality-(VR-)Brille in unseren Vorlesungen und Übungen entwickelt.