Vortrag von Prof. Thomas D. Kühne, CASUS-Direktor und Professor für Rechnergestützte Systemwissenschaften am Institut für Künstliche Intelligenz der Informatikfakultät der Technischen Universität Dresden

Die Entwicklung von aus umweltfreundlichen Materialien bestehenden Systemen ist eine wesentliche Voraussetzung für ein grüneres Wirtschaftssystem. Schrittweise Verbesserungen in der Materialentwicklung allein werden nicht ausreichen. Vielmehr muss eine aktive Erkundung vollkommen neuer Materialien beginnen. Prof. Kühne wird in dem Vortrag aufzeigen, dass datengesteuertes Materialdesign die Entwicklung neuartiger Materialien beschleunigen kann. Hierbei sind Höchstleistungsrechner, auch Supercomputer genannt, und die clevere Nutzung dieser mithilfe neuer Algorithmen und besserer Hardware-Software-Architekturen immens wichtige Werkzeuge.

Die CASUS-Forschung konzentriert sich auf bestimmte Materialien, die durch ein einzigartiges komplexes Zusammenspiel vieler Elektronen im Material charakterisiert sind. Dieses Zusammenspiel verleiht dem Material bestimmte Eigenschaften, die die Materialwissenschaft als „topologisch“ bezeichnet. Solche Materialien sind potenzielle Kandidaten für Anwendungen in der Mikroelektronik, Katalyse, Thermoelektrik und für neue magnetische Speichermedien.

Prof. Kühne wird Beispiele für erfolgreiche virtuelle Materialscreenings aus dem CASUS vorstellen. So sollen bestimmte neue Materialien einmal als Photokatalysatoren Anwendung finden. Gemeinsam mit experimentell arbeitenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern werden diese Materialien derzeit intensiv erforscht. Die photokatalytische Wasserspaltung ist von der natürlichen Photosynthese inspiriert, bei der Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff – eine dringend benötigte grüne Energiequelle – gespalten wird. Mehrere Einschränkungen behindern jedoch einen erfolgreichen Transfer dieser chemischen Reaktion vom Labor in die Wirtschaft. Diese und andere Einschränkungen abzubauen, ist ein Ziel der CASUS-Forschung.

Thomas D. Kühne studierte Informatik sowie rechnergestützte Wissenschaften an der ETH Zürich und promovierte im Jahr 2008 im Bereich Theoretischer Physik. Anschließend arbeitete er für ein Jahr als Postdoktorand an der Universität Harvard. Seine bisherige Forschung konzentriert sich vor allem auf die Untersuchung komplexer Systeme in kondensierten Phasen mit Hilfe rechnergestützter Methoden, insbesondere wässriger Systeme, wie Wassergrenzflächen oder biologisch relevanter Reaktionen in Wasserlösungen. Seit 2010 war Thomas D. Kühne Juniorprofessor für Theoretische Chemie an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, bis er 2014 die Professur für Theoretische Grenzflächenchemie der Universität Paderborn übernahm. Ab September 2018 hatte Thomas D. Kühne dort den Lehrstuhl für Theoretische Chemie inne.

Der Vortrag wird gemeinsam vom Center for Advanced Systems Understanding CASUS, der Volkshochschule Görlitz und dem Dolnośląski Festiwal Nauki (Niederschlesisches Wissenschaftsfestival) organisiert. Er richtet sich an die Öffentlichkeit und wird auf Deutsch gehalten. Eine Simulatanübersetzung ins Polnische wird angeboten. Die Organisatoren erheben keine Gebühren. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich, kommen Sie einfach zum CASUS-Standort Conrad-Schiedt-Straße 20.