Materiały
Tematyka
Badania materiałowe to interdyscyplinarna dziedzina badań naukowo-technicznych, która zajmuje się analizą wpływu struktury chemicznej i fizycznej materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne, a także rozmaite kombinacje tych właściwości.
W dziedzinie nowych materiałów inżynierskich coraz więcej uwagi poświęca się nanotechnologii. Nanocząsteczki metali, ich stopów, tlenków i pokrewnych substancji są nowym rodzajem materiałów. Materiałom wzbogaconym o nanostruktury można dodawać kolejne pożądane właściwości biobójcze, biostatyczne, antyelektrostatyczne, grzejne, hydrofobowe, itp. Podstawowym celem nanotechnologii jest wykorzystanie tych unikalnych właściwości poprzez osiągnięcie kontroli na poziomie atomowym i molekularnym cząsteczek oraz opracowanie skutecznego sposobu ich wytwarzania i wykorzystania.
Postęp wiedzy narzuca konstruowanie coraz dokładniejszych modeli opisujących i integrujących w sobie obserwowane zjawiska, a także przekraczanie granic poznawczych wyznaczonych przez dostępne moce obliczeniowe. Połączenie nauki o materiałach z naukami biologicznymi implikuje badanie układów liczących setki, tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy atomów. Z jednej strony konieczny jest zatem rozwój nowych, znacznie szybszych metod obliczeniowych, a z drugiej strony możliwość ich implementacji na architekturach rozproszonych, które umożliwiają modelowanie dużych układów.
Pełne zrozumienie oddziaływania różnorodnych materiałów ze strukturami biologicznymi wymaga wiedzy na poziomie atomowym, która jest trudna (aczkolwiek możliwa) do osiągnięcia metodami eksperymentalnymi. Szybki rozwój mocy obliczeniowych oraz metod teoretycznych uczynił metody obliczeniowe narzędziem badawczym aktywnie wspierającym eksperymenty. Dla przeprowadzenia badań dla tak dużych układów niezbędne jest wykorzystanie dużych mocy obliczeniowych wraz z zasobami specjalistycznego oprogramowania. W dziedzinie bio-nano podejmowana tematyka badawcza ma w dużej mierze charakter unikalny i prekursorski, co implikuje konieczność przygotowania wysoce specjalistycznego oprogramowania.
W ramach gridu tematycznego Materiały stworzone zostaną narzędzia i udostępniona będzie infrastruktura służąca badaniom różnorodnych zjawisk zachodzących w nanomateriałach i nanostrukturach.
Zaangażowane instytucje
- Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego
- Instytut Wysokich Ciśnień PAN w Warszawie
- Instytut Fizyki PAN w Warszawie
Cele
- Cel główny: modelowanie własności materiałowych.
- Cele specyficzne:
- symulacje własności tlenu, azotu i powietrza w wysokich temperaturach i ciśnieniach za pomocą MD
- modelowanie własności grafenu w ramach planowanego programu GrafTech
- modelowanie własności powierzchni tlenku cynku
- symulacje i analiza obrazów TEM dla nanomateriałów.
Użytkownicy
- zespoły zajmujące się badaniem zjawisk spalania w wysokich ciśnieniach
- zainteresowani rozwojem technologii grafenowych
- zainteresowani rozwojem bio- i nanotechnologii (dopełnienie NanoBiom)
- naukowcy zajmujący się inżynierią materiałów oraz technologiami półprzewodnikowymi
Wdrożone usługi
