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:
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.
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.
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.
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
Joachim Groß
Prof. Dr.-Ing.Institutsleiter, Studiendekan Verfahrenstechnik sowie Chemie- und Bioingenieurwesen
Niels Hansen
apl. Prof. Dr.-Ing. habil.stellv. Institutsleiter
