Descripción del proyecto
Afrontar los retos del cambio de fase inducido por la luz en procesos a nanoescala
El cambio de fase inducido por la luz (LPC, por sus siglas en inglés) tiene diversas aplicaciones en procesos industriales de sectores no relacionados, como la fabricación aditiva (FA), la nanomedicina (NM) y la energía solar (ES). Además de los retos que plantea su naturaleza multiescala, el LPC se complica aún más por su carácter multifísico que desencadena fuertes interacciones luz-absorbente. El proyecto NanoLPC, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende superar estos retos fundamentales de la formación y el control de LPC. Primero, investigará los mecanismos de LPC mediante experimentos a nanoescala y desarrollará una plataforma de modelización multiescala que permita el diseño y la ingeniería de LPC. También realizará análisis de aplicaciones para funciones diseñadas en ES, NM y FA. En general, el equipo de NanoLPC mejorará la comprensión de la LPC en relación con la termodinámica y la transferencia de calor, proporcionando valiosos conocimientos para futuras aplicaciones.
Objetivo
Light-induced phase change (LPC) is the unifying theme underpinning many apparently non-related processes in i) additive manufacturing (AM) for metals where laser induced vaporisation and the formation of keyhole porosity is a major limiting factor for 3D printing, ii) nanomedicine (NM) where laser induced nanobubble dynamics and associated shockwave effect is powerful for malicious cell destruction, and iii) solar energy (EN) where direct steam /vapor production from bulk and surface fluid is a promising technology for power and clean water solutions. In addition to the challenging multiscale nature of phase change, LPC add further complexities by introducing the multiphysics nature due to strong light-absorber interactions.
We will tackle the fundamental challenge of the formation and control of LPC and develop a physics-based platform, supported by multiscale experimentation and multiscale simulation, as the tool to design and engineer LPC as innovative mechanism for in situ process steering and control. Five work programs are designed focusing on two complementary paradigms: i) fundamental studies for enhancing LPC mechanism understanding via developing physics-informed multiscale modelling validated by dedicated nanoscale experiments, and ii) application studies for engineering LPC for designed functions towards EN, NM and AM respectively. Many breakthroughs beyond state-of-art work are expected, such as i) the establishment of a unique multi-physics and multiscale LPC simulation platform; ii) the revelation of LPC mechanisms by sub 100 nm experiments with localized temperature and nanobubble dynamics measurement; and iii) the reverse engineering of LPC to maximize solar vapor production, inhibit keyhole pore formation and control nanobubble shockwave effects. The project will not only advance LPC understanding in the domain of Thermodynamics and Heat Transfer, but also transfer the developed expertise into emerging applications.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
80333 Muenchen
Alemania