Forschung

Die Forschung am ITT umfasst die Bereiche Molekulare Thermodynamik, Molekularsimulation, Simultaner Prozess- und Lösungsmittelentwurf sowie die Messung thermodynamischer Stoffeigenschaften.

Die Thermodynamik ist für drängende technologische Fragestellungen unserer Gesellschaft eine Schlüsseldisziplin, beispielsweise wenn es um Energieversorgung und -speicherung, die Entwicklung neuer Materialen, sowie die Optimierung chemischer und biotechnologischer Prozesse geht. Das ITT forscht dabei in vier Bereichen:

Entwicklung der PC-SAFT Zustandsgleichung (c)
Entwicklung der PC-SAFT Zustandsgleichung

Nanotropfen auf Oberfläche (c)
Nanotropfen auf Oberfläche

Modelle aus der Molekularen Thermodynamik

Fluidtheorien

Wir entwickeln Fluidtheorien, mit denen sich thermodynamische Eigenschaften und Phasengleichgewichte korrelieren und vorhersagen lassen. Modelle, wie die PC-SAFT Zustandsgleichung, werden aus Theorien der statistischen Mechanik abgeleitet.

Thermodynamik von Grenzflächen

Die Grenzflächeneigenschaften zwischen fluiden Phasen und die Grenzflächeneigenschaften von fluiden Phasen zu mikro- und mesoporösen Materialien bestimmend für viele technische und biologische Prozesse. Wir entwickeln Modelle der klassischen Dichtefunktionaltheorie, um Grenzflächeneigenschaften, wie Grenzflächenspannung, Adsorption oder Transportwiderstände durch Grenzflächen vorherzusagen.

Protein in gefaltetem Zustand (c)
Protein in gefaltetem Zustand

Molekularsimulationen

Die Molekularsimulation ist ein wichtiges Werkzeug der Thermodynamik für die Vorhersage von mikroskopischen Vorgängen und von Stoffeigenschaften. Wir entwickeln neue Simulationsmethoden und wenden diese auf Ingenieursprobleme an, beispielsweise auf die Beschreibung und Vorhersage von Faltungsübergängen von Proteinen. Dabei stellt die Entwicklung von übertragbaren Kraftfeldern einen wichtigen Aspekt unserer Arbeit dar.

Viskosität von n-Hexan (c)
Viskosität von n-Hexan

Simultaner Prozess- und Lösungsmittelentwurf

Die Optimierung von Materialien und Lösungsmitteln gemeinsam mit der Optimierung von Prozessen ist eine wichtige Aufgabe des Chemie- und Bioingenieurwesens und der Verfahrenstechnik. Wir wenden Modelle der molekularen Thermodynamik an, um Material und Lösungsmittel zu optimieren und entwickeln dafür Methoden zur Vorhersage von Transporteigenschaften, wie Viskosität, Wärmeleitfähigkeit oder Diffusionskoeffizienten.

Dynamic Light Scattering (DLS) (c)
Dynamic Light Scattering (DLS)

Messung Thermodynamischer Stoffeigenschaften

Wir messen thermodynamische Stoffeigenschaften, wie Phasengleichgewichte von flüssigen und gasförmigen Mischungen. Wir nutzen unterschiedliche Messverfahren und betrachten Gleichgewichte bis 200 bar. Phasenübergänge biologischer Systeme, wie der Faltungsübergang von Proteinen werden durch kalorische Messungen bestimmt.

Ihre Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt Groß
Prof. Dr.-Ing.

Joachim Groß

Studiendekan der Verfahrenstechnik, Institutsleiter

Dieses Bild zeigt Hansen
Jun. Prof. Dr.-Ing.

Niels Hansen

Juniorprofessor

Dieses Bild zeigt Schmidtgen
 

Agnes Schmidtgen

Assistentin der Institutsleitung