Die Form folgt aus dem Dipol: Die Verteilung des elektrischen Potentials (siehe Phasenbild eines Elektronenhologramms) um die Basis‐ und Prismenflächen eines hexagonalen Fluorapatit‐Gelatine‐Nanokompositkeimes beeinflusst das Wachstum des Nanokomposits. Der Keim besteht aus Elementardipolen auf der Nanometerskala, die alle mit der gleichen Orientierung entlang der c‐Achse ausgerichtet sind. Die weitere Formentwicklung des Keimes führt zu fraktalen Mustern.

We model bond formation and dissociation processes in thermosetting polymer networks from molecular dynamics simulations. For this, a coarsened molecular mechanics model is derived from quantum calculations to provide effective interaction potentials that enable million-atoms scale simulations. The importance of bond (re)organization is demonstrated for (i) simulating epoxy resin formationfor which our approach leads to realistic network models which can now account for degrees of curing up to 98%. Moreover, (ii) we elucidate the competition of bond dissociation and bond reformation during plastic deformation and fracture. On this basis, we rationalize the molecular mechanisms that account for the irreversible nature of damaging epoxy polymers by mechanical load.

Die Form folgt aus dem Ion: Die Auswirkungen von Ionenimprägnierung der organischen Komponente auf den Wachstumsmechanismus und die Morphogenese von Fluorapatit‐Gelatine‐Nanokompositen wurden durch Elektronenmikroskopie und atomistische Simulationen untersucht. In Abhängigkeit von der Ionensorte konnten dabei drastische Veränderungen der mesoskopischen Strukturierung beobachtet werden.

Doppelt wirksam: Die Keimbildungsmechanismen von Apatit‐Kollagen‐Kompositen wurden auf atomarem Niveau untersucht. Dabei wurden besondere Motive der Apatitkristallstruktur identifiziert, deren Bildung durch eine Assoziation zwischen Ion und Biomolekül gefördert wird. Die Kollagen‐Tripelhelices (rote Bänder im Bild) dienen jedoch nicht nur als Keime für das Anordnen der Ionen, sondern induzieren auch eine Steuerung der Orientierung dieser Motive.