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

Obiettivo

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.

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.: https://op.europa.eu/it/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

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.

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.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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-2015-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Contributo netto dell'UE

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.

€ 1 500 000,00
Indirizzo
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 LAUSANNE
Svizzera

Mostra sulla mappa

Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

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.

€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)

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