Description du projet
Relever les défis de l’ingénierie du changement de phase induit par la lumière pour les processus à l’échelle nanométrique
Le changement de phase induit par la lumière (LPC) trouve diverses applications dans les processus industriels de secteurs non liés, tels que la fabrication additive (FA), la nanomédecine (NM) et l’énergie solaire (ES). Outre les défis que posent sa nature multi-échelle, le LPC est encore compliqué par son caractère multiphysique qui génère d’intenses interactions entre la lumière et l’absorbeur. Le projet NanoLPC, financé par le CER, entend surmonter ses défis fondamentaux liés à la formation et au contrôle du LPC. Il étudiera, dans un premier temps, les mécanismes du LPC par le biais d’expériences à l’échelle nanométrique et développera une plateforme de modélisation multi-échelle pour la conception et l’ingénierie du LPC. Il réalisera également des analyses d’application pour les fonctions conçues dans les domaines ES, NM et FA. À terme, NanoLPC améliorera la compréhension du LPC en lien avec la thermodynamique et le transfert de chaleur, et fournira de précieuses informations pour de futures applications.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences physiquesthermodynamique
- sciences médicales et de la santébiotechnologie médicalenanomédecine
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
80333 Muenchen
Allemagne