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PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Comprensione ab-initio delle proprieta' strutturali, elettroniche, ottiche di sistemi di semiconduttori nanostrutturati e a bassa dimensionalita'
- 2 - Progettazione di nuovi materiali nanostrutturati per applicazioni electroniche ed ottiche attraverso la teoria a principi primi e la simulazione
- 3 - Complessi porfirinici autoorganizzati su scala nanoscopica: proprietà e applicazioni tecnologiche
- 4 - Cromofori in nanostrutture organiche e ibride: controllo supramolecolare delle proprietà fotoniche
- 5 - Modellazione dinamica e controllo di strutture meccaniche complesse caratterizzate da parametri incerti
- 6 - Proprietà strutturali, morfologiche ed elettroniche di interfacce organico-organico e loro modificazioni in presenza di acqua.
- 7 - Nanostrutture plasmoniche e loro interazioni con cromofori: verso dispositivi fotonici e sensori ottici innovativi
- 8 - MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE :METODI DI CALCOLO E ANALISI DI NUOVI FENOMENI
- 9 - PROPRIETA' FISICHE DI BIOMATRICI NANOSTRUTTURATE A BASE POLIMERICA
- 10 - UN APPROCCIO INTEGRATO ALLA SINTESI, CARATTERIZZAZIONE E FUNZIONE DI BIOPOLIMERI EUMELANICI DERIVANTI DA 5,6-DIIDROSSIINDOLI E LORO MISCELAZIONE CON POLIMERI CONVENZIONALI E COMPOSITI
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze chimiche
Classificazione brevettuale
- PHYSICS
- COMPUTING; CALCULATING; COUNTING (score computers for games A63; combinations of writing applicances with computing devices B43K29/08)
- COMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS [N0004]
- ELECTRICAL DIGITAL DATA PROCESSING (computers in which a part of the computation is effected hydraulically or pneumatically G06D; optically G06E; self-contained input or output peripheral equipment G06K; impedance networks using digital techniques H03H) [C9603]
- MEASURING (counting G06M); TESTING
- INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
- COMPUTING; CALCULATING; COUNTING (score computers for games A63; combinations of writing applicances with computing devices B43K29/08)
Classificazione geografica
- Regione: Campania
Bibliografia
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[87] G Malavasi, MC Menziani, A Pedone, U Segre, J NON -CRYST SOLIDS 352, 285 (2006)
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[101] CASPUR Homepage: www.caspur.it
[102] Computational Nano-science center: www.naregi.org/research/index_e.html
Parole Chiave
NANOAGGREGATI, SISTEMI VETROSI, SONDE SPETTROSCOPICHE, DFT E DFT DIPENDENTE DAL TEMPO, METODI IBRIDI QM/QM E QM/MM, DINAMICA AB-INITIO E STOCASTICA, MODELLIZZAZIONE MULTISCALA, RELAZIONI QUANTITATIVE STRUTTURA-PROPRIETA', IMPLEMENTAZIONE SU GRIGLIE COMPUTAZIONALIStrategie computazionali integrate per l'interpretazione di proprietà strutturali e dinamiche di sistemi nanostrutturali tramite sonde spettroscopicamente attive.
Università degli Studi di Napoli "Federico II"Abstract
Il progetto è incentrato sullo studio teorico-computazionale delle proprietà strutturali e dinamiche di materiali amorfi o non-periodici su scala nanometrica con una strategia integrata che utilizza metodi quantomeccanici, modellizzazione stocastica e dinamica molecolare per diverse scale temporali.La simulazione in silico consente allo stesso tempo la progettazione razionale di nuovi sistemi con specifiche caratteristiche e l’analisi del ruolo dei diversi processi chimico-fisici elementari nel determinarne le varie proprietà. Nell’ultimo decennio numerose simulazioni sono state condotte contemporaneamente, se non preliminarmente, alla sintesi e caratterizzazione di nuovi semiconduttori, dispositivi elettronici molecolari, o bio-sensori. Tuttavia lo sviluppo di una strategia computazionale veramente efficace è spesso ostacolato dalla mancanza di integrazione e scambio di informazioni specifiche, quali codici computazionali, protocolli di simulazione o parametri numerici ottenuti a livello molecolare e necessari per condurre simulazioni mesoscopiche e macroscopiche (approccio dal basso in alto). Questo problema di comunicazione è particolarmente acuto in quanto la maggioranza dei problemi più significativi nel campo della Scienza dei Materiali richiede intrinsecamente l’uso di tecniche computazionali integrate che, a loro volta, normalmente coinvolgono diverse competenze scientifiche e risorse avanzate di calcolo scientifico ad alte prestazioni. Il nostro >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Vincenzo Barone Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"Obiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivi principaliLa modellizzazione in silico rappresenta uno strumento di grande valore nelle Scienze dei Materiali, in quanto permette uno screening efficiente di nuovi sistemi dotati di specifiche proprietà, e ne fornisce un’adeguata razionalizzazione in termini chimico-fisici. Ad es. nell’ultimo decennio molte proprietà sono state simulate in parallelo, e spesso in anticipo, rispetto alla sintesi e caratterizzazione sperimentale, sia nel campo dei semiconduttori, che dei dispositivi elettronici molecolari e dei biosensori. Lo sviluppo di un approccio multiscala per la simulazione di materiali è tuttavia spesso ostacolato da scarsa integrazione e da inefficienze nello scambio di specifiche informazioni, ad es. programmi, protocolli di simulazione, e parametri numerici molecolari, necessari per effettuare simulazioni mesoscopiche e macroscopiche (approccio “bottom-to-top”). Questo problema di comunicazione è particolarmente sentito nelle Scienze dei Materiali, giacché la maggior parte dei problemi richiedono alte prestazioni computazionali e l’impiego di tecniche “miste”.
In generale, la modellizzazione di nanostrutture implica l’integrazione di esperienze sia teoriche che di implementazione. Così, l’analisi strutturale e dinamica di sonde spettroscopiche è centrale per la comprensione delle proprietà di nanomateriali, ma richiede un insieme di strumenti interpretativi altamente integrati. Il presente progetto si propone di sviluppare un approccio >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
IntroduzioneObiettivo del progetto è l’integrazione di diversi settori specialistici della chimica computazionale applicata all’interpretazione di osservabili in materiali nanostrutturati in un’unica piattaforma computazionale. A questo scopo, creeremo una rete in cui condividere esperienze locali e risorse hardware.
Figura 1: Le competenze.
Una struttura per il calcolo distribuito è la soluzione naturale per combinare esperienze locali mature in un nuovo strumento computazionale: essa ottimizza l’impiego delle risorse locali, che altrimenti rimarrebbero sottoutilizzate, e consente di interfacciare le diverse tecniche computazionali sviluppate dai gruppi di ricerca partecipanti. Il progetto si articola in 1) sviluppo di metodologie integrate per l’interpretazione di dati spettroscopici (ottici e magnetici) in nanomateriali non periodici; 2) applicazione a problemi test, ad es. nanoparticelle sospese e sonde spettroscopiche in sistemi vetrosi; 3) implementazione di strumenti computazionali integrati.
Metodologia. QM/MM e embedding
I sistemi nanometrici rappresentano una sfida per il calcolo: infatti le loro proprietà non vengono modellizzate in modo efficiente con i metodi sviluppati per le simulazioni di bulk, ma allo stesso tempo le loro dimensioni sono troppo grandi per i metodi standard adatti a sistemi molecolari. Nel presente progetto verranno sviluppati nuovi metodi per la >>>



