Descrizione previsione attività della commessa "Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale (MD.P02.015)"

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Materia soffice: Self Assembly, Clustering, Arresto Strutturale (MD.P02.015)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • E' prevista la partecipazione ai bandi europei ERC, FET, ITN, INFRA, etc. nell'ambito di Horizon 2020. (literal)
Punti critici
  • E' cruciale per lo svolgimento della ricerca un'unita' di personale tecnico di supporto ai clusters e ai computer. Con il pensionamento di un'unita' di personale negli anni passati e ci troviamo a dover spendere fondi di progetti e di ricerca per coprire questo ruolo, ma a intermittenza. Attualmente tale incarico e' affidato a Veneranda Erriu tramite contratto co.co.co. in scadenza a gennaio 2015. Sarebbe auspicabile a breve l'assunzione di una nuova unita' di personale con questo compito per la commessa (anche da condividere con altre commesse ISC con le stesse esigenze). Reclutamento di una unita' di personale di profilo Ricercatore III livello e di un profilo Ricercatore II livello. (literal)
Attività da svolgere
  • Argomenti di Ricerca - Modellizzazione dei processi di assembly in sistemi colloidali patchy e con interazioni direzionali - Studio della dinamica di sistemi con interazioni direzionali: competizione fra gel e vetri - Studio dell'arresto strutturale in sistemi colloidali: come controllare e modificare le proprieta' reologiche dei vetri e gel. Scoperta di nuovi stati vetrosi e di transizioni vetro-vetro. - Studio di nuovi tipi di interazioni, definite come forze di deplezione \"complesse\", per mezzo di additivi soffici, attrattivi, carichi o anisotropi. Studio delle interazioni efficaci vicino alla percolazione. - Studio sperimentale e teorico/numerico del processo di assembly in sistemi di interesse biologico: tetrameri di DNA, proteine globulari - Studio sperimentale e teorico dei processi di gel-formation in sistemi colloidali, tra cui laponite caratterizzata da interazioni fortemente non-sferiche e elettrostatiche. Studio dell'influenza del sale e di altri additivi (es. pirofosfato) e loro modellizzazione. Estensione dello studio anche ad altri tipi di argille colloidali, ad es montmorillonite e gibbsite. - Studio dell'interferenza tra nucleazione e arresto dinamico nelle sfere dure. - Diagrammi di fase di proteine globulari e altri sistemi patchy: studio delle fasi solide ordinate (eg. cristalli a bassa valenza) e disordinate (eg. gels di equilibrio). -Studio delle analogie tra gel chimici e gel fisici: proprieta' statiche e dinamiche. -Modellizzazione e studio del diagramma di fase di sistemi soffici di interesse sperimentale: polimeri a stella e miscele di essi con catene polimeriche. Fasi vetrose rientranti e jamming; particelle microgel a un solo network (PNIPAM) al variare di densita' e temperatura, e a due network interpenetrati (PNIPAM-PaaC) al variare di densita', temperatura e pH. Partecipazione a convegni e scuole internazionali. Partecipazione a boards di riviste internazionali: Emanuela Zaccarelli come Advisory Board Member di Soft Matter (da Gennaio 2011, fino a fine 2015). Partecipazione a progetti europei: ITN COLLDENSE (www.colldense.eu) finanaziato da Gennaio 2015 per 4 anni (PI F. Sciortino and E. Zaccarelli). Progetti in fase di review: INFRAIA-1-2014-2015, FET-OPEN. Partecipazione ai bandi Horizon 2020: ERC, FET etc. Partecipazione a progetto italiani: FIRB 2012 ANISOFT (Coordinatrice Nazionale: Zaccarelli), PRIN 2010-2011 (Coordinatore Nazionale: Sciortino), PRIN 2012 (Coordinatrice Unita: Zaccarelli, Coordinatrice Nazionale: Corezzi Silvia). Organizzazione Scuola Italiana di Fisica a Varenna: Soft-Matter Self-Assembly (28 Giugno-8 Luglio 2015) Direttori: C. Likos, F. Sciortino, P. Ziherl. Segreteria Scientifica: E. Zaccarelli Organizzazione di un workshop CECAM: The Physics of Protein Self-Assembly (E. Zaccarelli) (literal)
Risultati attesi
  • Identificazione di nuove interazioni di deplezione e nuovi diagrammi di fase. Interferenza tra gelazione e separazione di fase in sistemi complessi, per esempio colloidi e additivi diversi da polimeri semplici oppure nel caso in cui i polimeri non siano molto piu' piccoli dei colloidi. Studio delle fasi arrestate nella laponite: competizione tra interazioni direzionali ed elettrostatiche, crossover tra gels di equilibrio e vetri repulsivi (di Wigner). Modellizzazione dell interazioni efficaci in presenza di sale o altri additivi in soluzione. Estensione dello studio anche ad altri tipi di argille colloidali, ad es montmorillonite e gibbsite. Influenza della polidispersita' sui vari meccanismi di nucleazione in sfere dure: spiegazione dei risultati sperimentali di Pusey e Van Megen di 25 anni fa. Sistemi a bassa (ma non troppo bassa) valenza: modellizzazione del caso n cui ogni patch attrattivo puo' formare legami multipli (invece che singoli legami, ben descritti dalla teoria di Wertheim) e le particelle legate possono formare dei loops. Confronto tra simulazioni numeriche e nuovi approcci teorici. Gel chimici e fisici: le proprieta' statiche in seguito a un quench sono le stesse che si trovano in equilibrio tramite una scelta opportuna di tempo e temperatura. Estensione di questo studio alla dinamica e a un quench dentro la separazione di fase. Modellizzazione delle interazioni idrofobiche dal punto di vista colloidale. Sviluppo di codici CUDA per la simulazione di sistemi con grande numero di particelle, particolarmente utile per lo studio del caso di miscele binarie asimmetriche (ad es. colloidi-polimeri, star polymers e catene polimeriche). Comprensione piu' profonda dei processi di clustering e self assembly in materia soffice e biologica. In particolare: Comprensione piu' approfondita del ruolo della valenza, intesa come numero ma anche superficie dei patch attrattivi, sul diagramma di fase, sull'arresto strutturale e sulle proprieta' reologiche dei vetri/gel. Pubblicazione su riviste internazionali. Relazione a convegni internazionali. (literal)
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