Design de materiais: dos materiais quânticos às aplicações em energia

• Processo: 23/09820-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Gustavo Martini Dalpian
• Beneficiário: Gustavo Martini Dalpian
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores principais: Adalberto Fazzio ; Alexandre Reily Rocha ; Amauri Jardim de Paula ; André Sarto Polo ; Carlos César Bof Bufon ; Fabio Furlan Ferreira ; José Antonio Souza
• Pesquisadores associados: Alberto Torres Riera Junior ; Ana Flávia Nogueira ; André Sarto Polo ; Andreia Fonseca de Faria ; Caio Henrique Lewenkopf ; Carlos Augusto Mera Acosta ; Daniel Roberto Cassar ; Danilo Waismann Losito ; Denis Ricardo Candido ; Felipe David Crasto de Lima ; Fernando Pereira Sabino ; Filipe Matusalém de Souza ; James Moraes de Almeida ; Jorge Mario Osorio Guillén ; José Eduardo Padilha de Sousa ; José Romão Franca ; Juan Camilo Alvarez Quiceno ; KARLA KARINY FERREIRA BARBOSA ; Leandro Nascimento Lemos ; Luana Sucupira Pedroza ; Lucas Martin Farigliano ; Marcio Jorge Teles da Costa ; Márcio Sampaio Gomes Filho ; Mariana Rossi Carvalho ; Maykon Alves Lemes ; Odair Pastor Ferreira ; Pedro Alves da Silva Autreto ; Pedro Paulo de Mello Venezuela ; Roberto Hiroki Miwa ; Simon Billinge ; Thiago Puccinelli Orlandi Nogueira ; Valeria Spolon Marangoni ; William Fernando Espinosa García
• Auxílio(s) vinculado(s): 25/14263-0 - Equipamento Multi Usuário (EMU) concedido no processo 2023/09820-2: cluster de processamento de alto desempenho, AP.EMU; 24/15395-5 - Estudos de primeiros princípios de superfícies e interfaces em materiais quânticos e materiais para energia, AV.BR; 24/16896-8 - EMU concedido no processo 2023/09820-2: sistema de medidas de propriedades ópticas, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/14478-7 - Divulgação do Projeto 'Design de Materiais' para a sociedade, BP.JC; 25/13052-6 - Modelos interpretáveis com uso de clusterização para a previsão da temperatura crítica de supercondutores, BP.IC; 25/12820-0 - Avaliação de Dados em Informática de Materiais, BP.TT; + mais bolsas vinculadas 25/18133-4 - Aproveitando Grandes Modelos de Linguagem para Extração de Informações de Artigos Científicos sobre Síntese de Pontos de Carbono, BP.IC; 25/06024-6 - Informática de Materiais Aplica a Descoberta de Óxidos de Alta Entropia para Células a Combustível de Óxido Sólido, BP.DR; 25/13106-9 - Efeitos Quânticos Topológicos Governados por Defeitos Locais, BP.PD; 25/13291-0 - Defeitos em materiais 2D: como eles impactam a captura de elétrons, BP.IC; 24/21550-3 - Aumentando a Estabilidade das Perovskitas: Efeitos da Temperatura e Pressão sobre Defeitos Estendidos e Fronteiras de Grão, BP.PD; 25/04149-6 - Estudo de transporte de portadores de carga em sistemas 2D para conversão de energia solar, BP.DD; 24/16774-0 - Aprendizado ativo para o desenvolvimento de novas nanopartículas metálicas: aplicações em eletrocatálise, BP.DD; 24/22048-0 - Materiais topológicos não cristalinos: Transporte eletrônico, BP.DD; 24/21590-5 - Otimização das propriedades de perovskitas de haleto com baixa dimensionalidade, BP.DD; 24/18568-8 - Estudo da ordem local de perovskitas duplas sem chumbo, BP.PD; 24/18045-5 - Suporte Técnico e Científico às Medidas de Transporte Elétrico e Propriedades Ópticas, BP.TT; 24/18240-2 - Dependência das propriedades físicas na dimensionalidade de perovskitas de haleto híbridas, BP.PD; 24/18833-3 - Síntese e caracterização estrutural de pervoskitas de haletos orgânico-inorgânico, BP.IC; 24/17010-3 - Estudo de nanopartículas de platina para reações de evolução de hidrogênio: Aproximando experimentos da teoria, BP.IC; 24/13697-4 - Processamento de Linguagem Natural para Extração de Dados de Reações de Redução de CO2, BP.IC; 24/13738-2 - Extração de informações de artigos científicos usando processamento de linguagem natural: rumo ao design de células a combustível de óxido sólidas, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Materiais Materiais quânticos Caracterização estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: energy materials | Materials Characterization | materials informatics | quantum materials | Synthesis Of Materials | Materiais

Resumo

Avanços em muitas tecnologias, como energia renovável e sustentável, computação quântica, armazenamento de dados e diferentes tipos de sensores para aplicações que vão da saúde à agricultura, dependem de nossa capacidade de projetar e realizar materiais com propriedades otimizadas. Nesta perspectiva, a descoberta e o design de materiais dependem intimamente de esforços conjuntos entre simulação, síntese e caracterização de materiais. As ferramentas computacionais para simulação de materiais adquiriram um nível avançado de maturidade e, quando aliadas a conceitos de ciência de dados, podem levar a novas formas de desenvolver materiais com propriedades específicas. Ao mesmo tempo, métodos experimentais de síntese estão se tornando ecologicamente corretos e a busca por rotas de síntese com custo e pegada de carbono reduzidos levará a compostos com maior possibilidade de chegar ao mercado. Do ponto de vista da caracterização, o desenvolvimento de instalações avançadas, como a fonte de luz síncrotron SIRIUS, está nos levando a uma posição em que as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas mais sutis podem ser avaliadas com precisão. Este projeto reunirá pesquisadores com experiência em diferentes áreas de pesquisa de materiais para otimizar o desenvolvimento e a compreensão dos materiais. Além do desenvolvimento de trabalhos e técnicas fundamentais dentro de cada uma das frentes acima, focaremos em desafios que possam integrar as equipes de simulação, síntese e caracterização. Também pretendemos construir protótipos de dispositivos funcionais com os materiais desenvolvidos, fechando o ciclo do design computacional para as aplicações. Considerando a expertise da equipe e as principais demandas nacionais, focaremos em materiais para energia, incluindo perovskitas haletos e outros semicondutores, e materiais quânticos, como isoladores topológicos e compostos para spintrônica. Como forma de nos mantermos atualizados sobre os desenvolvimentos da área, também teremos esforços voltados para desenvolvimentos em metodologias fundamentais relacionadas à área de física da matéria condensada. (AU)

Publicações científicas

(14)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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