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(Atuais): Alexandre Reily Rocha ; Amauri Jardim de Paula ; André Sarto Polo ; Carlos César Bof Bufon ; Fabio Furlan Ferreira ; José Antonio Souza
• Pesquisadores associados: Adalberto Fazzio ; Alberto Torres Riera Junior ; Ana Flávia Nogueira ; André Sarto Polo ; Andreia Fonseca de Faria ; Caio Henrique Lewenkopf ; Carlos Augusto Mera Acosta ; Cássio César Silva Soares ; 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 ; Maria Vitória Cavalheiro Issler ; 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): 26/03311-7 - Estabilidade e efeitos de correlação em vórtices de corrente em nanoflakes de grafeno para aplicações em quantum information science, AP.R SPRINT; 25/28667-6 - APS Global Physics Summit 2026, AR.EXT; 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): 25/23744-2 - Investigação sobre fenômenos emergentes em perovskitas de haleto para aplicações optoeletrônicas, BE.PQ; 26/14293-0 - Desenvolvimento de Potenciais Interatômicos por Aprendizado de Máquina para Simulação de Dinâmica Molecular em Perovskitas de Haletos, BP.IC; 26/05457-9 - Caracterização Computacional de Interfaces Gelo/Au: Investigação da Polarização e das Propriedades Eletroquímicas sob um Potencial Externo, BP.DR; + mais bolsas vinculadas 25/25006-9 - Produção de entropia no transporte eletrônico em sistemas mesoscópicos multi-terminais: o papel das interações e do caos, BP.PD; 26/03255-0 - Ajustando as interações magnéticas em materiais 2D através da engenharia do nível de Fermi, BP.DR; 26/12215-1 - Explorando a ordem local e os defeitos estruturais cristalinos de perovskitas híbridas, BP.DR; 25/27098-8 - Engenharia de Dimensionalidade em Perovskitas Duplas de Haletos: Relações Estrutura-Propriedade, Acoplamento Elétron-Fônon e Separação de Carga Induzida por Espaçadores, BP.PD; 26/00387-2 - Desenho racional de pontos quânticos de carbono usando NLP, aprendizado de máquina e modelagem atomística, BP.PD; 25/24340-2 - Defeitos pontuais em niquelatos supercondutores, BP.MS; 26/05830-1 - Síntese e caracterização de nanoestruturas de ZIF-8 para aplicações em dispositivos., BP.IC; 25/14079-5 - Defeitos em perovskitas de haletos: combinando aprendizado de máquina e a Equação de Bethe-Salpeter para calcular propriedades ópticas, BP.PD; 26/00789-3 - Métodos de seleção de dados para construção de potenciais baseados em Redes Neurais, BP.IC; 25/27467-3 - Investigação dos mecanismos de transporte de carga através de materiais quânticos híbridos., BP.DR; 25/28416-3 - Desenvolvimento de Diodos Emissores de Luz baseados em nanoestruturas de haletos 0D., BP.PD; 25/25217-0 - Caracterização óptica de defeitos em perovskitas: utilizando métodos de machine learning para simular efeitos excitônicos, BP.DR; 25/13975-7 - Materiais de Alta Entropia como Catalisadores para a Produção de Hidrogênio Verde: Uma Abordagem Computacional Guiada por Dados e Inteligência Artificial, BP.DD; 25/17187-3 - Avaliando quebras de simetria em materiais quânticos, BP.PD; 25/24526-9 - Termodinâmica Quântica em sistemas nanoscópicos, BP.MS; 25/20105-9 - Estudo de nanopartículas de cobre e rutênio para redução de óxido nítrico, BP.IC; 25/14478-7 - Divulgação do Projeto 'Design de Materiais' para a sociedade, BP.JC; 25/12820-0 - Avaliação de Dados em Informática de Materiais, BP.TT; 25/18133-4 - Aproveitando Grandes Modelos de Linguagem para Extração de Informações de Artigos Científicos sobre Síntese de Pontos de Carbono, BP.IC; 25/13052-6 - Modelos interpretáveis com uso de clusterização para a previsão da temperatura crítica de supercondutores, 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

(21)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

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