SPP 1155:  Molekulare Modellierung und Simulation in der Verfahrenstechnik

• Fachliche Zuordnung: Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471962

In der Verfahrenstechnik werden zur Modellierung bislang überwiegend phänomenologische Methoden eingesetzt, deren Möglichkeiten jedoch mittlerweile auf vielen Gebieten ausgelotet sind. Hingegen bieten molekulare Methoden für die Verfahrenstechnik neue Möglichkeiten, deren Potenzial in Deutschland bislang kaum genutzt wird. Damit molekulare Methoden Eingang in die verfahrenstechnische Praxis finden können, müssen vor allem bessere quantitative Modelle der zwischenmolekularen Wechselwirkungen und effiziente Simulationsverfahren entwickelt werden, die technischen Genauigkeitsanforderungen bei vertretbarem Aufwand genügen. Diese Ziele sollen im Schwerpunktprogramm durch Projekte auf Gebieten verfolgt werden, in denen klassische Ansätze versagen oder nur unbefriedigende Ergebnisse liefern. Arbeitsschwerpunkte sollen sein: -- prädiktive Stoffdatenmodelle;-- Vorgänge in metastabilen Phasen;-- Vorgänge an Fluid-Feststoff-Grenzflächen;-- Vorgänge in porösen Medien;-- Membranprozesse und -materialien.Eine methodische Vernetzung der Arbeitsschwerpunkte ergibt sich u.a. durch die Querschnittsthemenfelder " Quantitative Modelle zwischenmolekularer Wechselwirkungen" und "Ingenieurgleichungen aus molekularen Betrachtungen". Um die Ziele des Schwerpunktprogramms zu erreichen, besteht eine enge interdisziplinäre Kooperation zwischen Ingenieuren und anwendungsorientierten Naturwissenschaftlern, insbesondere aus der Chemie.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Bulgarien, Niederlande, Österreich, USA

Projekte

• Adsorption aus wässrigen Lösungen (Antragsteller Wendland, Martin )
• Adsorption von Molekülen an strukturierten Fluid-Feststoff-Grenzflächen (Antragstellerinnen Emmerich, Heike ;  Gemming, Sibylle )
• Aktivitätskoeffizienten komplexer Moleküle aus molekularer Simulation (Antragstellerin Sadowski, Gabriele )
• Berechnung von Flüssig-Gas- und Flüssig-Flüssig-Phasendiagrammen von Fluiden in porösen Materialien mittels molekularer Simulationsmethoden (Antragsteller Geiger, Alfons )
• Beschreibung des Einflusses von Verzweigungen auf thermodynamische Stoffdaten mittels COSMO-RS und Molekularsimulation (Antragsteller Arlt, Wolfgang )
• Charakterisierung des Adsorptionsverhaltens auf heterogenen Oberflächen (Antragsteller Peukert, Wolfgang )
• Computersimulation und analytische Untersuchungen zum Einfluss der Kristallgrenze auf den Austausch von Gastmolekülen zwischen Zeolith-Nanokristallen und der Umgebung (Antragsteller Fritzsche, Siegfried )
• Entwicklung des GC-COSMO-Ansatzes sowie verbesserte Erfassung gerichteter polarer Wechselwirkungen in COSMO-RS (Antragsteller Gmehling, Jürgen )
• Entwicklung molekularer Stoffmodelle realer Stoffe für Anwendungen in der Verfahrenstechnik (Antragsteller Hasse, Hans )
• Entwicklung von Multiskalenmethoden für die Simulation von Polymer/Flüssig-Feststoff-Hybridgrenzflächen (Antragsteller Frauenheim, Thomas )
• Entwickung von Methoden zur Simulation von langsamer Multikomponenten-Diffusion technisch relevanter Moleküle in mikroporösen Festkörpern - Zeolithe und Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Beispiel (Antragsteller Keil, Frerich ;  Smit, Berend )
• Entwickung von Methoden zur Simulation von langsamer Multikomponenten-Diffusion technisch relevanter Moleküle in mikroporösen Festkörpern - Zeolithe und Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Beispiel (Antragsteller Smit, Berend )
• Kinetik und Modellierung von Grenzflächenreaktionen (Antragsteller Bockhorn, Henning )
• Koordinatorfonds für das Schwerpunktprogramm "Molekulare Modellierung und Simulation in der Verfahrenstechnik" (Antragsteller Hasse, Hans )
• Modellierung der Sorption und Reaktivität von Kohlenwasserstoffen in Zeolithen mit Methallspezies außerhalb von Gitterpositionen (Antragsteller Rösch, Notker ;  Vayssilov, Georgi Nikolov )
• Modellierung der Sorption und Reaktivität von Kohlenwasserstoffen in Zeolithen mit Methallspezies außerhalb von Gitterpositionen (Antragsteller Vayssilov, Georgi Nikolov )
• Modellierung multipolarer Stoffe (Antragstellerin Sadowski, Gabriele )
• Molekulardynamische Untersuchung der Gas-Flüssig-Phasenumwandlungskinetik von molekularen Fluide (Antragsteller Deiters, Ulrich K. )
• Molekulare Simulation der Löslichkeit von Gasen in reinen ionischen Fluiden und in Lösungsmittelgemischen (Antragsteller Maurer, Gerd )
• Molekulare Simulation der Wechselwirkung von Diffusion und Reaktion in porösen Medien (Antragsteller Keil, Frerich )
• Molekulare Simulationen zur Aufklärung der Diskrepanzen zwischen mikroskopischen und makroskopischen Messungen der Diffusionskoeffizienen in porösen Medien (Antragsteller Keil, Frerich )
• Störungstheoretische Zustandsgleichungen für stark polare und nicht-kugelförmige Moleküle (Antragsteller Leonhard, Kai ;  Vrabec, Jadran )
• Thermische Zustandsgleichung auf der Grundlage quantenchemischer Kraftfeldberechnungen (Antragsteller Lucas, Klaus )
• Transport in Porous Media - Simulations of Diffusion in Heterogeneous, Rough Nanoporous Materials (Antragsteller Coppens, Marc-Olivier )
• Transportoptimierte Reaktionen in Single-File Netzwerken (Antragsteller Schütz, Gunter Markus )
• Virtuelle Realitätsumgebung zur Darstellung und Bearbeitung molekularer Simulationen (Antragsteller Lang, Ulrich )
• Vorhersage des Kristallwachstums durch Molecular Modeling - Berücksichtigung der Triebkraft (Antragsteller Ulrich, Joachim )
• Wärmeleitfähigkeit von Polymer-Materialien durch Nichtgleichgewichts-Molekulardynamik-Simulation (Antragsteller Müller-Plathe, Florian )
• Übergangsstrukturen und Geschwindigkeitskonstanten für Elementarreaktionen in Zeolithen (Antragsteller Sauer, Joachim )

• Sprecher: Professor Dr. Frerich Keil
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr.-Ing. Hans Hasse