Modelagem analítica e numérica de uma microbomba autônoma baseada em junção Josephson

• Processo: 24/08346-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Nathan Jacob Berkovits
• Beneficiário: Noudéhouénou Gilles Koudafoke
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/14335-0 - ICTP Instituto Sul-Americano para Física Fundamental: um centro regional para Física Teórica, AP.ESP
• Assunto(s): Caos Dinâmica não linear Sistemas complexos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caos | Dinâmica Não Linear | junção Josephson | Sistemas Complexos | Sistemas Complexos

Resumo

Influenciado por uma abordagem farmacocinética/farmacodinâmica baseada na fisiologia [1-3], este projeto abordará um modelo matemático cuja estrutura parte de um modelo de sistema microeletrodinâmico e das leis da física para modelar uma secreção hormonal mecanizada que pode ser usada como substituto na regulação de um sistema hormonal defeituoso ou na administração de hormônios anti-retrovirais de manutenção. Isto abre a possibilidade de utilização deste modelo para desenvolver controladores na regulação e monitorização de pacientes em fase de disfunção hormonal crónica. Este modelo MEMS proposto consistirá essencialmente em uma parte excitadora, neste caso um ressonador elétrico, e um atuador, todos acoplados a um sistema de ejeção de nanofluido (Fluido com nanopartículas).Podemos assim imaginar que o acoplamento de ressonadores eletromecânicos constitui uma rota particularmente promissora para a produção de transdutores, sensores atuadores ou reguladores extremamente integrados, de baixo custo e baixo consumo. Neste sentido, interagir com a Profa. Hilda A. Cerdeira cujo trabalho sobre diferentes aspectos da dinâmica das junções Josephson é extremamente encorajador para o desenvolvimento do projeto. A sua experiência, não apenas nas junções Josephson, mas também em muitos aspectos práticos da dinâmica não linear e do caos, permitir-nos-á cumprir a nossa ambição de ampliar este trabalho pioneiro, desenvolvendo e, se possível, validando experimentalmente um quadro teórico conducente ao design de sensores. baseado em ressonadores acoplados, em regimes sincronizados, quase periódicos ou caóticos, graças à pesquisa publicada anteriormente sobre MEMS, dinâmica não linear e caos na junção Josephson.Os objetivos específicos deste projeto são os seguintes:* Desenvolver modelagem matemática, numérica e, se possível, experimental de MEMS/NEMS quepode servir como microbomba de nanofluidos e pode ser útil na regulação e manutenção de sistemas de regulação hormonal ou em sistemas de ejeção ultrafinos utilizando regimes de pentes de frequência (oscilações quase periódicas) obtidos pelo acoplamento de ressonadores elétricos e mecânicos apropriados. Propor métricas que caracterizem a sensibilidade do estado de oscilação aos parâmetros dos ressonadores.* Realizar um estudo das diferentes anomalias clínicas nas quais estes modelos poderiam ser utilizados e encontraros modos de operação, as características e as condições de adequação que poderão permitir a possível utilização dos modelos propostos.* Com base nestes modelos e experimentos, pretendemos propor uma aplicação concreta destesregimes operacionais para uma aplicação do tipo sensor, atuador e regulador em cada caso.O projeto de pesquisa do candidato enquadra-se no interesse do ICTP-SAIFR em promover avanços na área de física de sistemas não lineares com aplicações tecnológicas. Especificamente, o projeto visa estudar aplicações concretas: modelagem matemática de um substituto mecanizado da secreção hormonal, no caso de um sistema que não funciona bem.