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SAT-Design – A Web Platform for Programmable Self-Assembly

Projektbeschreibung

Die Zugänglichkeit und Verfügbarkeit des SAT-Assemblierungsrahmens

Die Selbstassemblierung zur Herstellung von Nanostrukturen hat in den vergangenen Jahren aufgrund ihres großen Potenzials für Anwendungen in den Bereichen fortgeschrittene Werkstoffe, Biotechnologie und Photonik großes Interesse geweckt. Dennoch stellt die Entwicklung von Bausteinen, die sich zu gewünschten Zielstrukturen zusammenfügen lassen, nach wie vor eine zentrale Herausforderung dar. Im Rahmen des ERC Starting Grant SOFTWATER wurde gemeinsam der SAT-Assemblierungsrahmen entwickelt, der neuartige Designansätze ermöglicht und einen großen Fortschritt zur Überwindung dieser Herausforderung bedeutet. Leider ist der Rahmen für fachfremde Personen nach wie vor unzugänglich, was seine Anwendung einschränkt. Das ERC-finanzierte Projekt SAT-Design wird eine einheitliche, anwendungsfreundliche Plattform entwickeln, welche die Zugänglichkeit und Verfügbarkeit der SAT-Assemblierung verbessert. Die Plattform wird die Anwendungsfreundlichkeit erheblich verbessern und einer größeren Zahlen von Forschenden und Nutzenden die Möglichkeit geben, die Vorteile dieses neuen Rahmens auszuschöpfen und damit zu experimentieren.

Ziel

Self-assembly offers a powerful route to create nanostructures with applications in photonics, biotechnology, and advanced materials. Yet, designing building blocks that assemble into a desired target remains a fundamental challenge. Within the ERC Starting Grant SOFTWATER we contributed to the developed the SAT-assembly framework, which reformulates the design of self-assembling systems as a Boolean satisfiability (SAT) problem. This approach enabled the design of colloidal particles with water-like properties and the experimental realization of complex DNA-origami architectures.

Despite its success, the current computational workflow is fragmented, non-general, and inaccessible to non-specialists. Algorithms are scattered across research codes, require manual steps such as symmetry detection, and do not support mixtures or arbitrary valences. As a result, the transformative potential of SAT-assembly cannot be widely exploited.

The goal of this Proof of Concept project is to develop SAT-Design, a unified and user-friendly platform that generalizes SAT-assembly and makes it broadly available through a web interface. Users will be able to upload target structures, select design constraints, and run the SAT pipeline remotely. The platform will provide both digital solutions (bonding rules, placements, orientations) and DNA-specific outputs (optimized strand sequences for laboratory synthesis).

By lowering barriers to entry, SAT-Design will democratize inverse design in self-assembly, accelerate materials discovery, and provide a foundation for industrial exploitation in nanophotonics, biotechnology, and programmable materials.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-POC

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Netto-EU-Beitrag
€ 150 000,00
Adresse
Piazzale Aldo Moro 5
00185 Roma
Italien
Region
Centro (IT) Lazio Roma
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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