Untersuchung enantioselektiver Prozesse an Oberflächen mit hochdimensionalen, auf neuronalen Netzen basierenden Potentialen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Behler
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 76899711

Die Untersuchung der Wechselwirkung von Molekülen mit Oberflächen spielt eine wichtige Rolle für das Verständnis vieler Prozesse von der heterogenen Katalyse bis zu den Biowissenschaften. Am Schnittpunkt dieser Gebiete liegt die Wechselwirkung chiraler organischer Moleküle mit Festkörperoberflächen. In den letzten Jahren haben sich besonders enantioselektive Prozesse an Oberflächen zu wertvollen Werkzeugen in der heterogenen Katalyse für die Synthese enantiomerenreiner Pharmazeutika entwickelt. Die zugrundeliegenden Prozesse sind auf atomarer Ebene bisher jedoch kaum verstanden. Insbesondere theoretische Studien dieser Prozesse werden durch die erforderliche Systemgröße erschwert, die eine direkte Anwendung moderner Methoden wie der Dichtefunktionaltheorie (DFT) unmöglich macht. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist daher die Entwicklung, Implementierung und Anwendung eines neuartigen, auf neuronalen Netzen basierenden Potentials für hochdimensionale Multikomponentensysteme, das auf DFT und korrelierten Methoden beruht, aber wesentlich schneller zu berechnen ist. Dieses Potential soll in detaillierten Studien auf die Einzelschritte der enantioselektiven heterogenen Katalyse unter realistischen Bedingungen angewendet werden. Grundsätzlich ermöglicht diese neue Methode strukturelle und dynamische Untersuchungen sehr großer Systeme und ist allgemein auf eine Vielzahl von komplexen chemischen Fragestellungen anwendbar.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: Rechencluster
• Gerätegruppe: 7030 Dedizierte, dezentrale Rechenanlagen, Prozeßrechner