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Ultrasound Cavitation in Soft Materials

Descrizione del progetto

Nuovi strumenti computazionali per sfruttare le bolle indotte dalle onde d’urto e i loro effetti sulla materia soffice

La cavitazione a ultrasuoni, la produzione di piccole cavità o bolle indotte da onde d’urto ultrasoniche, viene impiegata in svariate applicazioni mediche. Tuttavia, i processi di interazione tra le onde d’urto, le bolle e la materia soffice non sono pienamente compresi e possono rivelarsi dannosi. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto UCOM creerà una rete di formazione per esaminare questi processi su micro e macroscala attraverso un approccio sperimentale e computazionale combinato. Gli strumenti computazionali convalidati a livello sperimentale apriranno la strada all’innovazione con applicazioni non solo nel campo della medicina, ma anche della pulizia delle superfici, della trasformazione alimentare e molto altro.

Obiettivo

The pressures and temperatures developing during the interactions of shockwaves with cavitation bubbles and soft matter induce complex phenomena, both at physical and biochemical levels. These have a non- exhaustive range of relevant applications including ultrasound-based therapies, surface cleaning and food processing. Our aim is to explore these processes both in micro and macroscales using experiments and to develop new computational capabilities for their simulations. Measurements will include temperature/ species forming in collapsing bubbles, identifying chemical reactions and possible tissue interaction, such as protein denaturation and agglomeration; tissue cavitation threshold and its control using nanoparticles, allowing development of new cavitation-mimicking-tissue materials extrapolating to actual tissue properties that will be used for in-vitro testing of equipment with minimum collateral damages. Computations will be based on advanced multi-resolution methods coupling fluid flow, chemical reactions and deforming material mechanics solvers, with physically consistent thermodynamic closure models for the involved materials; pressure wave propagation, bubble nucleation and material damage effects will link microscale phenomena to macroscale. Uncertainty quantification techniques will link computations with experimental data. UCOM builds upon the strong foundations of the PIs and their teams in training researchers in computational and experimental methods on cavitation and their strong record to successfully integrate research and technical applications. The final goal of the research and training program is to explore the enormous potential of the new and experimentally validated computational tools to guide breakthrough innovations and high-impact, high-tech technologies ranging across different sectors that all eventually enhance their careers and will be serving the well-being.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-ITN - Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks (ITN)

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-ITN-2018

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Coordinatore

CITY ST GEORGES UNIVERSITY OF LONDON
Contributo netto dell'UE
€ 909 517,68
Indirizzo
NORTHAMPTON SQUARE
EC1V 0HB LONDON
Regno Unito
Regione
London Inner London — East Haringey and Islington
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 909 517,68

Partecipanti (7)

Partner (9)