Descrizione della commessa "Laboratorio virtuale CNR-VILLAGE (PM.P07.014)"

Type
Label
  • Descrizione della commessa "Laboratorio virtuale CNR-VILLAGE (PM.P07.014)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Lo studio e la messa a punto di metodi teorici e tecniche di calcolo di parametri e grandezze molecolari in vari contesti, al di là del possibile sfruttamento industriale e/o commerciale, è parte della crescita culturale di tipo scientifico e rappresenta la base di un utilizzo responsabile delle tecnica per una società equa e moderna. (literal)
Strumentazione
  • L'attività di ricerca nella commessa è di tipo teorico/computazionale. La strumentazione utilizzata è quindi essenzialmente di tipo informatico. Per il calcolo delle grandezze di interesse saranno utilizzati cluster di computer localizzati nelle varie sedi e connessi in rete. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Il lavoro dei ricercatori che operano in questa commessa copre un ampio spettro di problematiche chimico-fisiche di attualità. Le attività di ricerca dei singoli moduli sono in particolare rivolte a proprietà e processi che hanno un oggettivo interesse tecnologico, biologico, biomedico e ambientale. Questo lavoro sarà arricchito da una costante attività di ricerca di base, che è pilastro culturale e concettuale di ogni ricerca finalizzata. Parte del lavoro sarà dedicato allo sviluppo di tecniche di GRID computing per l'applicazione in varie tematiche chimico-fisiche. A questo si affiancherà lo studio di proprietà ottiche e spettroscopiche che coinvolgono interazioni non lineari tra materia e radiazione, nonché di proprietà termodinamiche e dinamiche di liquidi, cristalli liquidi e polimeri, mediante tecniche di simulazione (Molecular Dynamics e/o Monte Carlo). Un attento lavoro di ricerca sarà dedicato a temi di interesse tecnologico/applicativo, come la scienza dei materiali, l'ambiente, i sistemi di interesse biologico e la biomedicina, per un un contributo del modelling all'interpretazione di risultati sperimentali e alla progettazione di nuovi materiali. (literal)
Competenze
  • Metodi misti di meccanica molecolare e quantistica. Funzioni localizzate (PBC e NPBC). Proprietà non lineari elettroniche ed ottiche di sistemi periodici ed isolati. Modelli del continuo per lo studio degli effetti del solvente. Simulazioni con metodi di dinamica molecolare e Monte Carlo. Approcci ad elementi finiti e a volumi finiti. Modelli di materiali e dispositivi funzionali. Approcci stocastici a proprietà cinetiche. Simulazioni \"coarse-grained\" su scala nano- e micrometrica. \"Data rationalization\" con metodi statistici. Metodi quantomeccanici per trattare ab-initio la parte elettronica di molecole di medie dimensioni (fino a circa 50 atomi). Metodi quantomeccanici per trattare la parte nucleare delle molecole (vibrazioni e rotazioni). (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Il lavoro di modelling risulta molto utile per la determinazione di parametri e quantità molecolari che richiederebbero altrimenti un costoso e lungo lavoro sperimentale. La possibilita' di poter sfruttare un pre-screening modellistico-computazionale di sistemi molecolari e processi, rappresenta per l'industria una possibilità di risparmio non trascurabile rispetto al solo lavoro di sperimentazione in laboratorio. In campi come l'elettronica, la biomedicina, lo studio di nuovi materiali funzionali e le problematiche relative all'ambiente un approccio modellistisco diventa quindi strategico e competitivo. Oltre a poter selezionare specie o set-up molecolari il modelling predittivo può essere validamente utilizzato per determinare l'effetto di modifiche strutturali e geometriche in sistemi con proprietà note, anche quando queste modifiche si riferiscono all'intorno (solvente) o all'attacco a substrati di diversa natura. (literal)
Tecnologie
  • Calcoli di struttura elettronica e proprietà molecolari. Proprietà dipendenti dal tempo e dall'interazione con la radiazione. (literal)
Obiettivi
  • L'utilizzo delle competenze e delle risorse disponibili nella messa a punto delle tecniche di calcolo e negli approcci teorici alle varie problematiche, finalizzate e di base, permetterà sostanziali avanzamenti nei vari campi di applicazione. Ci attendiamo risultati di rilievo nel campo dei sistemi di interesse biologico, nella sensoristica per la biomedicina (per esempio nel sensing del DNA), avanzamenti significativi nello studio dei processi di interazione con la radiazione, sul possibile uso di specie molecolari nel campo dell'elettronica e nello studio di materiali con particolari funzionalità e/o applicazione. Collateralmente ci aspettiamo la messa a punto di metodi di calcolo e di software dedicato allo studio di aspetti particolari dei vari processi. (literal)
Stato dell'arte
  • Lo sviluppo di metodi per la predizione ed interpretazione di processi e proprietà in chimica-fisica è oggi seguita e stimolata dalla disponibilità di un'ampia varietà di strumenti di calcolo, software ed hardware, utilizzabili nei vari contesti. La contemporanea riduzione del costo degli strumenti informatici e l'aumento della potenza di calcolo disponibile ha rapidamente determinato una larga diffusione ed applicazione delle tecniche computazionali nelle varie aree della chimica-fisica, cosi' che oggi la maggior parte dei prodotti della ricerca sono il risultato di un interscambio sinergico tra modelling e lavoro sperimentale in senso stretto. Mentre ancora continua lo sviluppo delle varie tecniche computazionali per lo studio di sistemi complessi, la messa a punto di soluzioni innovative per il calcolo ad alte prestazioni e la creazione di network (o grid) per lo sfruttamento di risorse di calcolo fisicamente delocalizzate (metacomputing) rappresenta oggi una nuova frontiera per il calcolo scientifico. Le potenzialità offerte, in termini di approccio modellistico/computazionale ai problemi di grandi dimensioni, meritano l'attenzione degli addetti alla ricerca chimico-fisica. (literal)
Tecniche di indagine
  • In funzione della dimensione e complessità dei sistemi e processi di interesse, saranno utilizzati metodi teorici che, con diverso grado di approssimazione permettono il calcolo dei parametri significativi. Saranno utilizzati programmi di calcolo standard, ma anche codici sviluppati autonomamente. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it