Nanopartikel besitzen außergewöhnliche Materialeigenschaften und bieten somit ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten in vielen Anwendungsfeldern wie zum Beispiel der Leichtbauweise (Verbundwerkstoffe, Beton), Energie- und Umwelttechnik (Batterien, Brennstoffzellen, Wasserstoffspeicher), Elektronik (Kühlung, Transistoren, Feldemitter-Bildschirme), Medizin (Sensorik, Drug-Delivery) und auch der Informations- und Kommunikationstechnik.
Zum Beispiel weisen Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) hervorragende mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften auf und werden daher bereits in der industriellen Anwendung zur mechanischen Verstärkung und Optimierung der elektrischen Leitfähigkeit von Polymerkomposit Werkstoffen eingesetzt. Neben auf Kohlenstoff oder Bornitrid basierenden Nanopartikeln (Fullerene, CNTs, Graphen, BN-NTs) können auch keramische und metallische Nanopartikel mit außerordentlichen Eigenschaften synthetisiert werden.
Im Rahmen des Designs und der Herstellung von Nanomaterialien ergeben sich viele Fragestellungen zu deren Lösung die Abteilung Virtual Material Design des Fraunhofer SCAI effiziente Werkzeuge zur Verfügung stellt.
Die Forschungs- and Entwicklungsarbeit dieses Projektes erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn. In diesem Rahmen wurden Module der Molekulardynamik Software Tremolo-X auch erfolgreich im Forschungsprojekt Multiscale QM/MM simulations of the growth process and the material properties of inorganic nanotubes and nanotube composites des DFG Schwerpunktprogramm 1165 »Nanodrähte und Nanoröhren: Von kontrollierter Synthese zur Funktion« eingesetzt.