PDI gewinnt zweite NSF–DFG-DMREF-Förderung: KI-gestützte Plattform für die Entdeckung von 2D-Materialien

Das Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI) freut sich, die zweite erfolgreiche Förderung im Rahmen des NSF–DFG-Programms „Designing Materials to Revolutionize and Engineer our Future" (DMREF) bekannt zu geben. Das neu geförderte Projekt mit dem Titel „AI-Driven Platform for 2D Materials Synthesis and Discovery" wird am PDI gemeinsam geleitet von Assoc. Prof. Nadire Nayir, Leiterin der Computational Materials Science Group (COMMAT).

Am PDI arbeitet Nayirs COMMAT-Gruppe institutsübergreifend in den Core Research Areas (CReAs) und entwickelt prädiktive, durchgängige Multiskalen-Frameworks, die mechanistische Zusammenhänge zwischen Gasphasenchemie, Oberflächenreaktionen, Wachstumsbedingungen und der resultierenden Materialqualität herstellen. Damit wird eine rationale Grundlage für die gezielte Steuerung der Dünnschichtsynthese geschaffen und die Entdeckung hochwertiger Materialien der nächsten Generation beschleunigt.

Das Projekt bündelt vielfältige und komplementäre Expertise in den Bereichen autonome Experimentierung, computergestützte Materialwissenschaft, künstliche Intelligenz und Datenwissenschaft, um ein integriertes Framework für die beschleunigte Materialentdeckung zu etablieren. Durch die Kombination von KI-gesteuerter autonomer Experimentierung mit hochgenauen Multiskalen-Simulationen mittels digitaler und physischer Zwillinge wird das Konsortium eine intelligente, geschlossene Synthese-Plattform schaffen, in der Simulationen Experimente anleiten, experimentelle Beobachtungen fortlaufend die computergestützten Modelle verfeinern und künstliche Intelligenz die iterative Optimierung beider Seiten beschleunigt. Dieses selbstverbessernde Framework hat zum Ziel, die Synthese, Optimierung und Entdeckung zweidimensionaler Materialien der nächsten Generation grundlegend zu verändern.

Das internationale Konsortium wird geleitet von Joan Redwing (The Pennsylvania State University) und vereint ein interdisziplinäres Team, dem Nadire Nayir und Wesley Reinhart vom PDI, Adri van Duin und Yuan Xuan (The Pennsylvania State University) sowie Prof. Frenk Peiris (Kenyon College) angehören.

Diese Förderung ist das zweite DMREF-geförderte Projekt des PDI, nach der Beteiligung des Instituts an „Atoms-to-Device Closed-Loop Predictive Design of Electro-Optic Materials for Quantum Photonic Circuits", die im Dezember 2025 bekannt gegeben wurde. Mit nun zwei aktiven DMREF-Projekten baut das PDI seine Rolle innerhalb der gemeinsamen NSF–DFG-Forschungsinitiative weiter aus und erweitert seine internationalen Partnerschaften in der fortgeschrittenen Materialforschung.

Das Projekt markiert zudem einen wichtigen Meilenstein in der strategischen Ausrichtung des PDI auf KI-gestützte und datengetriebene Materialforschung. Aufbauend auf der Expertise der COMMAT-Gruppe verkörpert es das interdisziplinäre Forschungsmodell des PDI und legt eine Grundlage für die Integration von computergestützter Materialwissenschaft, experimenteller Forschung, künstlicher Intelligenz und Datenwissenschaft für das intelligente Design und die Realisierung von Materialien der nächsten Generation.

_{Dieser Text wurde mithilfe von KI übersetzt.}