Projektbeschreibung
In-silico-Entwicklung intelligenter weicher Materialien
Die Fähigkeit, weiche und reaktionsfähige Materialien rational zu entwerfen und ihre Selbstorganisation im Nanobereich zu steuern, würde die Tür zu einer Vielzahl von Anwendungen öffnen, die von Sensoren und der Wirkstoffabgabe bis hin zu intelligenten Beschichtungen und Nanoreaktoren reichen. Mikrogele waren Gegenstand intensiver Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für Anwendungen dieser Art, da sie auf Veränderungen ihrer lokalen Umgebungsparameter wie Temperatur, pH-Wert oder starke Felder mit einer Änderung ihrer Quellung reagieren. Das EU-finanzierte Projekt SoftML wendet Computermodelle und maschinelles Lernen auf die Untersuchung von Nanopartikeln an, die an Mikrogele gekoppelt sind, und gestaltet damit bereits komplexe Materialien noch ein Stück komplexer. Ein besseres Verständnis der Mehrskalendynamik wird das rationale Design weicher, reaktionsfähiger Materialien für viele wichtige Anwendungen unterstützen.
Ziel
Nature displays fascinating examples of self-assembled materials that reconfigure and respond to external stimuli, e.g. chameleons change color for camouflage, pine cones release seeds upon a change in humidity. Advances in colloid synthesis have resulted in a diversity of self-assembled nanostructures with interesting functional properties. These nanostructures are however passive!
The aim of this project is to explore the new physics that emerges when static nanostructures are elastically coupled to a soft elastic matrix or hydrogel, e.g. nanoparticles with (cross-linked) ligands, core-shell microgel particles. These hydrogels can be actuated by pH, temperature, light, resulting in a (de)swelling of the gel and a reconfiguration of the nanostructure.
Reconfigurable dynamic materials are interesting for applications, but their rational design remains a major challenge as it requires a detailed comprehension of the highly non-trivial coordination of dynamic behaviors of materials across different time and length scales.
Using extensive simulations, coarse-graining and machine learning, I propose to unravel the microscopic origin of the structural and dynamic behavior of soft reconfigurable materials. I will build coarse-grained models at multiple levels to study the structure and properties of these soft materials. I will then investigate the dynamics and shape transformation kinetics of the nanostructure and hydrogel upon actuation.
The final goal is to reverse-engineer using evolutionary algorithms new classes of soft responsive materials from the atomic scale by designing colloids that self-assemble at the mesoscale into large-scale structures, to the macroscopic scale by tailoring the shape-morphing properties.
This research will produce unprecedented insight, novel simulation methods, and fundamental models for the rational design of soft responsive materials that arise from the hierarchical assembly of structures and their dynamic behaviors across scales.
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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- Technik und Technologie Werkstofftechnik Farben
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Physik der kondensierten Materie Physik der weichen Materie
- Technik und Technologie Nanotechnologie Nanomaterialien
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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.
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-ADG - Advanced Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-ADG
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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.
3584 CS Utrecht
Niederlande
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.