Descripción del proyecto
Atrapar electrones en el acto
El diseño de dispositivos eficientes de conversión de la energía solar o la comprensión de la fotosíntesis se basan en saber cómo se reorganizan los electrones y los átomos cuando las moléculas absorben la luz. El problema es que la modelización de estos «estados excitados» transitorios sigue siendo un gran reto en química, sobre todo para las moléculas en fase condensada. El proyecto NEXUS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende desarrollar métodos computacionales para simular procesos desencadenados por la luz en entornos realistas de forma más eficiente y fiable que los métodos actuales. Las nuevas metodologías se utilizarán para interpretar experimentos ultrarrápidos con rayos X que captan electrones y átomos en movimiento tras la excitación de la luz. Juntos, los experimentos y las simulaciones informáticas revelarán cómo se desarrollan los cambios estructurales electrónicos y atómicos cuando las moléculas orgánicas reaccionan con la luz, lo que ayudará a los investigadores a diseñar mejores dispositivos de conversión de la energía solar y otras tecnologías impulsadas por la luz.
Objetivo
The dynamics of charges and atoms when electrons are excited to energy levels above the ground state underpins energy conversion in photosynthesis, photocatalysis and solar cell technologies. Modelling excited electronic states remains however a major challenge. While density functional theory (DFT) has been hugely successful in predicting ground state properties of systems with several atoms and electrons, excited state extensions based on time-dependent formulations often lack the required accuracy. I have pioneered alternative approaches where the excited state orbitals are variationally optimized by converging on saddle points on the electronic energy surface. Preliminary studies show that such time-INdependent methods have similar efficiency and predictive power as ground state DFT. The central idea of NEXUS is to develop an innovative computational framework leveraging saddle point search strategies to significantly expand excited state simulations beyond their current scope.
Meanwhile, modern ultrafast X-ray techniques can achieve structural sensitivity for organic chromophores, offering a means to validate and complement the theoretical models for this important class of photoactive systems. By simulating the excited states in condensed phase rather than gas phase and directly visualizing atomic motion via ultrafast X-rays, NEXUS will provide unprecedented insights into the electronic and structural dynamics of organic molecules with application in photoswitching, singlet fission, and artificial photosynthesis. The goal is to unravel the elusive interplay between structure and function and pave the way to the rational design of photofunctional systems, enhancing the efficiency of solar energy conversion. An effective, low cost approach for modelling excited states of large systems is ground breaking and will have impact well beyond organic molecules, enabling the study of charge and atom dynamics in photochemical reactions for a wide range of 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. Véas: El vocabulario científico europeo..
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
- ingeniería y tecnología ingeniería ambiental energía y combustibles energía renovable energía solar
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Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2024-STG
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
34127 Trieste
Italia
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.