Descrizione del progetto
Formazione sugli strumenti computazionali per la raccolta della luce solare
La fotosintesi è un processo essenziale attraverso il quale le piante, le alghe e alcuni batteri catturano la luce del sole e ne convertono l’energia in energia chimica, sostenendo quasi tutta la vita sulla Terra. La comprensione del processo di raccolta della luce a livello molecolare potrebbe facilitare lo sviluppo di nuovi principi di progettazione per le celle solari organiche. Inoltre, controllando la sottoregolazione della fotosintesi, nuovi strumenti e soluzioni biotecnologiche possono potenzialmente migliorare la produttività delle colture. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PhotoCaM formerà scienziati computazionali per affrontare sfide complesse e interdisciplinari, come la raccolta della luce a livello molecolare. Il progetto sfrutterà strumenti teorici e computazionali provenienti dalla biologia, dalla chimica, dalla fisica e dall’informatica, integrando tecniche avanzate ispirate alle simulazioni di dinamica molecolare, alla chimica quantistica, alla spettroscopia teorica e all’apprendimento automatico in approcci multi-scala.
Obiettivo
Photosynthesis relies on harvesting the sun light and on transforming the solar energy into chemical energy to sustain almost all life on earth. An enhanced molecular-level understanding of photosynthesis and particularly of the light-harvesting process is of key significance: Firstly, a molecular-level understanding of solar light harvesting and how plants and other organisms achieve this is important if we want to figure out the working principles of nature. From this, we can learn design principles of (organic) solar cells. Secondly, controlling the downregulation of photosynthesis is seen as a strategy for the optimization of crop productivity especially by means of novel tools and biotechnological solutions. In the Doctoral Network “Photosynthetic Antennas in a Computational Microscope” we aim at training a new generation of computational scientists which can treat complex and interdisciplinary problems such as light harvesting on a molecular level using theoretical and computational tools. The interdisciplinary nature of the problem requires a combined knowledge from biology, chemistry, physics and computer science in order to combine state-of-the-art approaches like molecular dynamics simulations, quantum chemistry, theoretical spectroscopy and machine learning into multi-scale schemes. This joint undertaking is a unique chance in research but especially also in training young scientists in interdisciplinary teamwork, method training and high-performance computing in academic as well as non-academic settings. Aim of the Doctoral Network is a detailed molecular understanding of light harvesting from the computational point of view and especially of the downregulatory mechanisms of photosynthesis present in higher plants and diatoms. While the undertaking exclusively focuses on theoretical and computational approaches, the calculation of spectroscopic properties for a direct comparison to experimental findings is of key importance.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-DN - HORIZON TMA MSCA Doctoral NetworksCoordinatore
28725 Bremen
Germania