Neuer Professor verstärkt die Materialwissenschaften

Lorenz Romaner erzählt von seinen Vorhaben als neuer Professor für Computational Materials Science.

Herr Romaner, erzählen Sie uns bitte kurz etwas über sich.
Ich bin in Bozen geboren und habe dort maturiert. Danach bin ich an die Technische Universität Graz gegangen und habe dort Technische Physik studiert. Schon während meines Studium war ich viel unterwegs: So absolvierte ich Auslandsaufenthalte am Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA, der Université de Mons-Hainaut, Frankreich, und der Chinese Academy of Sciences in Beijing, China. 2007 kam ich dann als Post-Doc nach Leoben, danach wechselte ich ans Materials Center Leoben (MCL), wo ich die Forschungsgruppe „Computational Materials Design“ geleitet habe. 2018 habilitierte ich mich für das Fach „Computerunterstützte Materialwissenschaften“, seit Mitte Dezember bin ich als Professor an der Montanuni tätig.

Was sind die kommenden Vorhaben als Professor?
Meine Vorhaben als Professor werden insbesondere den Bereich computergestützte Materialwissenschaft an der Montanuniversität verstärken. Die Forschungsschwerpunkte werden im Bereich Materialsimulation mit Betonung auf atomaren bis mesoskaligen Phänomenen liegen. Es geht um die vorhersagekräftige Beschreibung der elektronischen, magnetischen oder mechanischen Eigenschaften von kristallinen Phasen und ihren Defekten, wie etwas Korngrenzen oder Versetzungen. Dadurch können wir Elastizität, Bruchzähigkeit, Festigkeit, thermische Ausdehnungskoeffizienten oder Leitfähigkeiten maßgeblich beeinflussen oder gar steuern. Das vorwiegend verwendete Instrument in meiner Arbeit ist der Computer. Mit geeigneten Simulationsprogrammen kann die Komplexität der physikalischen Gleichungen mit ausgeklügelten Näherungsverfahrung numerisch bewältigt werden. Mit der fortschreitenden Digitalisierung treten immer mehr auch groß angelegte Materialdatenbanken und künstliche Intelligenz in den Vordergrund. Beispielsweise werden wir im Rahmen eines vor kurzem gewonnenen FWF-Projekts, das mit dem ASMET-Preis ausgezeichnet wurde, maschinelles Lernen und physikalische Simulation kombinieren und auf Korngrenzenphänomene anwenden.

Werden sich diese Themen auch auf die Lehre auswirken?
Ich plane neue Lehrveranstaltungen in zwei Richtungen anzubieten: Voraussichtlich einmal in Richtung computergestütztes Design von Grenzflächen. Dabei sollen die grundlegenden atomaren Eigenschaften von Grenzflächen, wie sie in verschiedenen Materialien auftreten, erklärt werden. Zusätzlich sollen Simulationsansätze, anhand deren man die elektronische und atomare Struktur als auch die chemische Zusammensetzung erklären kann, beschrieben werden. Die zweite voraussichtliche Richtung wird die datengetriebene und virtuelle Materialentwicklung sein. Hier soll den Studierenden vermittelt werden, welche Möglichkeiten Materialdatenbanken bieten, um die Entwicklung und Suche von neuen Materialien zu beschleunigen. In diesem Zusammenhang sollen Ansätze aus der künstlichen Intelligenz und Algorithmen für inverses Materialdesign vorgestellt werden.

Gibt es Pläne zur Erweiterung der technischen Infrastruktur?
Meine zukünftigen Projekte werden primär auf high-performance computing(HPC)- Plattformen durchgeführt werden. Hier gibt es insbesondere den Vienna supercomputing cluster (VSC), der vor kurzem wieder neu aufgerüstet worden ist. Für bestimmte Simulationen bietet auch die Montanuniversität Leoben einen leistungsstarken hauseigenen Cluster.

 


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