Atome auf Partnersuche

Legierungen aus dem Computer

Am ICAMS werden neue Stähle zunächst aus einzelnen Atomen und anschließend aus Molekülen und Kristallen aufgebaut. Einer unserer Kooperationspartner ist das Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation an der Ruhr-Universität Bochum. Am ICAMS werden neue Stähle zunächst aus einzelnen Atomen und anschließend aus Molekülen und Kristallen aufgebaut – bis schließlich der gewünschte Werkstoff entsteht.

Klingt unwahrscheinlich? Entspricht aber der Wahrheit. Es gibt allerdings eine kleine Einschränkung. Der Aufbau von Werkstoffen aus allerkleinsten Einheiten wird am Computer simuliert. VULCAN heißt der Clusterrechner, der aus einem Netz von 4.500 Prozessorkernen besteht.

Wesentliche Materialeigenschaften von Stahl wie etwa Festigkeit, Zähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit müssen heute noch in langen und aufwändigen Versuchsreihen bestimmt werden. Ziel des ICAMS ist es, Eigenschaften und Verhalten von Werkstoffen vorauszusagen, um so viele Experimente am realen Material überflüssig werden zu lassen.

Ingenieure erfassen Werkstoffeigenschaften im Millimeter- bis Meterbereich. Ihren Ursprung haben sie aber auf atomarer Ebene. Die chemischen und physikalischen Modelle der ICAMS-Wissenschaftler beginnen mit der Beschreibung der Bindungen von Atomen. "Auf der Basis dieser Theorien entwickeln wir Simulationsmodelle, mit denen wir die Eigenschaften von Werkstoffen berechnen können", erklärt Professor Ralf Drautz, Direktor am ICAMS.

Eine Besonderheit des Bochumer Instituts ist die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen. Denn dort arbeiten Ingenieure, Physiker, Chemiker, Informatiker und Mathematiker gemeinsam an der Werkstoffforschung der Zukunft.