Descrizione del progetto
Controllo della meccanica, della deformazione dinamica e della forma dei materiali biomimetici
La configurazione della forma negli organi in via di sviluppo è guidata principalmente dalla crescita differenziale del tessuto che emerge dal feedback meccanicochimico, creando pieghe e trasformazioni in forme quasi illimitate. La natura supera un vincolo geometrico teorico per ottenere questo risultato. Gli scienziati hanno sviluppato metodi per produrre materiali bioispirati, sintetici e reattivi con distorsioni nel piano e quindi capacità di mutare forma. Tuttavia, i processi dinamici e la meccanica che portano alla forma di equilibrio finale sono rimasti una «scatola nera». Il progetto DynaMorph, finanziato dal CER, mira a fare luce su questa scatola utilizzando piastre elastiche ibride integrate in una rete di cavità piene di fluidi. Il progetto intende sviluppare strutture controllando la meccanica, la deformazione dinamica e la forma, mirando a cuffie endotracheali peristaltiche adattive.
Obiettivo
Transforming a flat plate into a doubly curved shell is not possible without distorting in-plane distances, as stated by Gauss in his seminal theorem. In natural morphogenesis, this strong geometrical constraint is overcome by differential growth in the tissues, which induces mechanical stresses and thus the buckling in a rich variety of shapes. Over the last decade, emerging approaches have embraced this paradigm to develop bioinspired synthetic responsive materials with in-plane distortions, and hence shape-morphing capabilities. However, despite rapid developments, current efforts primarily focus on programming the final equilibrium shape, overseeing the dynamical trajectory of the transformation but also the mechanics of the morphed structure. As a result, exciting biomedical applications perspective in minimally invasive surgery, rehabilitation and soft robotics remain so far elusive.
Here, I aim to develop structures in which the shape, but also the mechanics and the dynamical deformation trajectory may be programmed in time. To do so, I propose to develop hybrid elastic plates embedding a network of fluid-filled cavities. First, I will generalise design principles to create unit cells that dispose of all six deformation modes (both in-plane and out-of-plane) when pressurized. Assembling such cells will enable univocal shape selection but also internal degrees of freedom to control the frustrated mechanics. Then, I will unravel the coupling between fluid viscosity and cavity geometry to spatially control the homogenized viscoelastic property of the material. The subsequent timescales will be finally used to program the dynamical deformation trajectory of the structure when submitted to a mechanical or fluidic load.
Taken together, I propose to develop new experimental standards and theoretical frameworks to pave the way for the first fully controllable shape-morphing materials, with applications for adaptive peristaltic endotracheal cuffs in view.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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- scienze mediche e della salute medicina clinica chirurgia
- scienze mediche e della salute medicina clinica fisioterapia
- scienze naturali matematica matematica pura geometria
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica robotica
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
75794 PARIS
Francia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.