Be multiscale: métodos de multiescala aplicados à otimização de materiais

• Processo: 23/14520-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alexsandro Kirch
• Beneficiário: Alexsandro Kirch
• Empresa: Multiscale Solutions Tecnologia e Consultoria Ltda
• CNAE: Desenvolvimento de programas de computador sob encomenda ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente
• Vinculado ao auxílio: 22/12919-8 - BE Multiscale: métodos de multiescala aplicados à otimização de materiais, AP.PIPE
• Assunto(s): Simulação por computador Aprendizado computacional Teoria do funcional da densidade Otimização de sistemas Desenvolvimento de novos materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | Métodos Multisescala | métodos quânticos | Otimização de materiais e sistemas | teoria do funcional da densidade | Simulção computacional

Resumo

Acompanhando o avanço do poder de processamento observado nas últimas décadas, simulações computacionais têm sido cada vez mais usadas em diversas áreas para otimizar o desenvolvimento de novos produtos e processos industriais. Na indústria do petróleo, por exemplo, modelos computacionais já são usados de forma efetiva para predizer o fluxo de fluidos através de meios porosos. Além disso, o uso de ferramentas computacionais como o aprendizado de máquina (AM) aliado à teoria do funcional da densidade (DFT) vem crescendo no projeto de novos materiais. Em nosso grupo de pesquisa (SAMPA-IFUSP), esses e outros métodos computacionais vêm sendo aplicados com sucesso na indústria do Óleo&Gás. Acreditamos que um modelo de negócios B2B possa prover esse serviço de maneira mais adequada do que vem sendo realizado pela Universidade, que é normalmente limitada à projetos de pesquisa restritos ao interesse do departamento, e também possui limitações quanto à gestão de recursos, prazos e contratação de mão-de-obra qualificada. Neste projeto buscamos investigar a viabilidade técnico-econômica da modelagem computacional aplicada a materiais em problemas no contexto O&G mas também em outros segmentos da indústria Brasileira, tais como o automobilística, siderurgia, metal-mecânica, manufatura aditiva, semicondutores, farmácia/química, biomedicina, aeronáutica e aeroespacial, entre outras. De fato, os métodos em multiescala (DFT, dinâmica molecular, redes de Boltzmann, etc) podem ser utilizados para determinação e predição das propriedades eletrônicas, estruturais, dinâmicas e termodinâmicas de materiais complexos, superfícies e interfaces com aplicações em energia (combustíveis fósseis e energia renovável), meio-ambiente (contaminantes e captura e sequestro de CO2), infraestrutura (cimento, ligas metálicas e asfalto) e nanofluídica. Como vantagem, o emprego de modelagem computacional permitirá uma substancial redução de tempo e custos associados ao desenvolvimento de novos materiais e processos. (AU)