Progettazione a livello atomistico di nano-materiali al Nanoforum 2013

Oggi a Roma presso la Facoltà di Ingegneria Civile ed Industriale dell’Università “La Sapienza” inizia il Nanoforum 2013.

Il programma completo della conferenza si trova a questo link.

Caterina ed io terremo una presentazione venerdì 20 Settembre nella sezione Design & Modelling at the Nanoscale. Di seguito titolo, autori ed abstract in italiano.

Progettazione a livello atomistico di nano-materiali: casi emblematici ed esempi

Caterina Arcangeli, Francesco Buonocore, Massimo Celino, Simone Giusepponi

ENEA, C.R. Casaccia, Via Anguillarese 301, 00123 Rome, Italy

La disponibilità nella infrastruttura ENEA-GRID/CRESCO di nuovi e potenti computer e di codici numerici ottimizzati per le simulazioni su scala atomica nel campo della modellistica molecolare, ha aperto la strada a una efficace progettazione a livello atomistico di nano-materiali. Le simulazioni al computer rappresentano uno strumento predittivo efficace per fornire informazioni utili per migliorare le proprietà meccaniche, chimiche e fisiche permettendo una sostanziale riduzione dei costi di produzione e caratterizzazione.

In questo contesto, il laboratorio virtuale CMAST (Computational Materials Science and Technology) integrato nell’infrastruttura ENEA-GRID, è un ambiente comune in cui scienziati e ricercatori provenienti da università e industrie possono lavorare insieme per condividere competenze, software e servizi specializzati. Gli sforzi congiunti dei partecipanti al laboratorio sono in grado di creare e accelerare le attività scientifiche con importanti benefici per tutta la comunità virtuale.

In questa presentazione saranno riportati alcuni esempi pratici per dimostrare che la modellazione molecolare su scala atomica è in grado di descrivere adeguatamente le caratteristiche essenziali dei materiali e delle loro proprietà macroscopiche. Una volta progettato un nuovo materiale, partendo da un punto di vista microscopico, è possibile calcolare le proprietà elettroniche, gli effetti di superficie, la funzionalizzazione chimica, le energie di formazione, le energie di adesione superficiale, i fattori di struttura, le funzioni di correlazione, e così via. Ad esempio, sono state sviluppate nuove tecniche per migliorare il processo di produzione del grafene. Sperimentalmente questo materiale può essere cresciuto su substrati metallici per deposizione chimica da fase vapore. Le simulazioni di modellistica molecolare sono state utilizzate per ottimizzare i parametri di processo e stimare le energie coinvolte nella crescita. Alcuni nanomateriali di origine biologica se opportunamente funzionalizzati possono avere un ruolo cruciale in applicazioni specifiche. Ad esempio, nano-particelle di origine virale sono attualmente considerate promettenti per nuove applicazioni nel campo della nano-medicina e della nano-elettronica. Tuttavia ogni nano-particella possiede specifiche condizioni di lavoro termodinamiche e pertanto devono essere progettate le opportune funzionalizzazioni per l’applicazione selezionata. Gli studi di modellistica molecolare sono in grado di dare un valido aiuto.

In conclusione, il laboratorio virtuale CMAST è il luogo in cui i partner accademici e industriali possono collaborare e confrontarsi sulle migliori procedure per lo sviluppo di applicazioni innovative.

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About Francesco Buonocore

Francesco Buonocore is an Italian solid state theoretical physicist, staff scientist of the Italian government agency ENEA. Francesco likes Physics, thinking about Physics and how Physics and life are related.
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