Polymerbürsten werden aus Kettenmolekülen gebildet, wobei eines der Enden am Substrat gebunden ist. Wir interessieren uns für das Verständnis und die
gezielte Beeinflussung von dynamischen Eigenschaften wie zum Beispiel das Schalten der Morpholgie in binären Polymerbürsten (siehe Bild) und der Adsorption von Teilchen durch Polymerbürsten

Diese Abbildung zeigt große Dichtefluktuationen in einem endverknüfpten Polymernetzwerkes, das sich nahe des Quellungsgleichgewichtes befindet. Wir
interessieren uns für das grundlegende Verständnis von Quellungseigenschaften von Polymernetzwerken. Hierfür werden Computersimulationen (Bindungs-Fluktuations-Methode) sowie analytische Methoden eingesetzt.

Wir benutzen hochparallelisierte Computersimulationen (Molekulardynamik) um Kristallisations- und Schmelzprozesse von Polymeren zu untersuchen. Die Schwerpunkte der Forschung liegen dabei in dem Studium der frühen Stadien des Kristallisationsprozesses (Mesophase), der Entstehung von Kristallisationskeimen sowie mehrphasige Schmelzübergänge und "self-seeding".

Konformationen von Ringpolymeren in dichten Schmelzen werden im Vergleich zu idealen ringförmigen Ketten auf Grund von topologischen Wechselwirkungen mit benachbarten Ringen verdichtet. Es ergibt sich die Frage, ob diese Kompression ausreichend ist, um andere Ringe von der Durchdringung und in ihren Relaxationprozesses wesentlich zu behindern. Verschiedene Systeme aus ringförmigen Polymeren werden mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen und Skalenmodellen untersucht und beschrieben.

Einzelne Monomere werden zu einem zweidimensionalen Geflecht verbunden. Die entstehende Struktur wird als "kristalline" Membran, im Gegensatz zur fluiden Membran, bezeichnet. Bei diesen Objekten untersuchen wir den Grund für ihre Ebenheit, die Beschaffenheit der Biegesteifigkeit, die Auswirkung der Konnektivität sowie die Wechselwirkungen mit linearen Polymeren.

Wie Diffusion, Relaxationzeit oder die Anzahl der Verhakungen bei nicht vernetzten Ketten in einem Netzwerk sich als Funktion des Quellungsgrades verändert, ist einer der Schwerpunkte unserer Forschung. Dazu nutzen wir Monte-Carlo-Simulationen und Skalenargumente um Einblick in die höchst komplexe Kettendynamik zu gewinnen.

Das Programm JBFM ist eine Simulations- sowie Lernsoftware, die das Bindungs-Fluktuations-Modell in reinem Java-Code umsetzt. Auf Grund der Java-Implementierung läuft es auf verschiedenen Rechnerarchitekturen, Betriebssystemen und in unterschiedlichen Web-Browsern. Das Programm beinhaltet eine grafische Benutzerschnittstelle, eine Echtzeit-3D-Ausgabe, verschiedene Typen von Polymerausgangskonfigurationen sowie die Berechnung und Darstellung von Beobachtungsgrößen.