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Decoding, Mapping and Designing the Structural Complexity of Hydrogen-Bond Networks: from Water to Proteins to Polymers

Ziel

Hydrogen bonds are ubiquitous and fundamental in nature, underpinning the behavior of systems as different as water, proteins and polymers. Much of this flexibility derives from their propensity to form complex topological networks, which can be strong enough to hold Kevlar together, or sufficiently labile to enable reversible structural transitions in allosteric proteins.
Simulations must treat the quantum nature of both electrons and protons to describe accurately the microscopic structure of H-bonded materials, but this wealth of data does not necessarily translate into deep physical understanding. Even the structure of a compound as essential as water is still the subject of intense debate, despite extensive investigations. Identifying recurring bonding patterns is essential to comprehend and manipulate the structural and dynamical properties of H-bonded systems.
Our objective is to develop and apply machine-learning techniques to atomistic simulations, and identify the design principles that govern the structure and properties of H-bonded compounds. Our strategy rests on three efforts: (1) recognition of recurring structural motifs with probabilistic data analysis; (2) coarse-grained mapping of the energetically accessible structural landscape by non-linear dimensionality reduction techniques; (3) acceleration of configuration sampling using these data-driven collective variables.
Identifying motifs and order parameters will be crucial to interpret simulations and experiments of growing complexity, and will enable computational design of H-bond networks. We will focus first on two objectives. (1) Rationalizing the structure of crystalline, amorphous and liquid water across its phase diagram, from ambient to astrophysical conditions, and its response to solutes, interfaces or confinement. (2) Enabling efficient simulation and structural design of polymers and proteins in non-biological contexts, targeting biomimetic materials and organic/inorganic interfaces.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2015-STG

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

Gastgebende Einrichtung

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 500 000,00
Adresse
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Schweiz

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Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 500 000,00

Begünstigte (1)

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