Computational Molecular Engineering as an Emerging Technology in Process Engineering

The present level of development of molecular force field methods is assessed from the point of view of simulation-based engineering, outlining the immediate perspective for further development and highlighting the newly emerging discipline of Computational Molecular Engineering (CME) which makes basic research in soft matter physics fruitful for industrial applications. Within the coming decade, major breakthroughs can be reached if a research focus is placed on processes at interfaces, combining aspects where an increase in the accessible length and time scales due to massively parallel high-performance computing will lead to particularly significant improvements. Zusammenfassung Der aktuelle Entwicklungsstand molekularer Kraftfeldmethoden wird vom Standpunkt des simulations-gestützten Ingenieurwesens beurteilt, indem Perspektiven für die unmittelbare Zukunft herausgearbeitet werden. Dabei ist insbesondere die neu entstehende Disziplin des Computational Molecular Engineering (CME) zu beachten, die Ergebnisse aus der physikalischen Grundlagenforschung für die industrielle An-wendung nutzbar macht. Im kommenden Jahrzehnt sind hier größere Durchbrüche zu erwarten, wenn in der Forschung ein Schwerpunkt auf Prozesse an Grenzflächen gesetzt wird. Die Kombination aus den größeren Längen-und Zeitskalen, die durch massiv-paralleles Höchstleistungsrechnen erschlossen werden, wird auf diesem Gebiet zu besonders maßgeblichen Fortschritten führen. 2 Figure 1: MD simulation snapshot (left) and average fluid density contour plot (right) for a sessile argon droplet on a solid substrate. The simulation was conducted with ℓs1 mardyn.