Développement de nouveaux produits au niveau moléculaire
Erika Merschrod est professeure de chimie à l'Université Memorial et experte dans le domaine de la science des matériaux. Elle conçoit, optimise et teste de nouveaux matériaux qui réagissent à l'environnement de manières spécifiques. Merschrod et ses collègues conçoivent, fabriquent et étudient de grosses molécules ayant des structures complexes en leur sein, en particulier des matériaux qui forment des films.
Ils recherchent des propriétés uniques pouvant être utilisées pour développer des produits utiles, comme des changements de couleur qui se produisent lorsque les films entrent en contact avec d'autres substances. Le groupe utilise ensuite ces propriétés pour concevoir des revêtements pouvant être utilisés dans des applications telles que les revêtements antisalissures, les capteurs et le développement de tissus médicaux.
Modéliser les propriétés d'un film, par opposition à une molécule individuelle, est un processus complexe. “Une fois que les molécules se touchent, elles se comportent différemment que si elles étaient simplement des molécules individuelles”, explique Merschrod. Bien que Merschrod teste finalement les matériaux qu'elle développe dans un laboratoire humide, elle affirme que la modélisation informatique est également essentielle au processus. “La modélisation est cruciale.
Il peut nous falloir 10 ou 12 étapes pour développer un matériau. Cela peut prendre beaucoup de temps en laboratoire. Si vous pouvez utiliser la modélisation informatique pour prédire à l'avance les types de matériaux que vous allez produire, cela peut faire gagner beaucoup de temps.” “Nous nous concentrons sur les capacités de détection, comme les changements de couleur que les molécules aident à amplifier.
L'une des questions auxquelles nous essayons de répondre est : comment transformer un événement chimique en quelque chose qu'un humain peut voir. Si nous pouvons répondre à cette question, nous pouvons développer des matériaux qui détectent des éléments traces qu'une personne non spécialiste peut utiliser.” “Nous développons également des matériaux hiérarchiques par calcul.
Construire un système multi-échelle n'est pas trivial en raison du coût computationnel, mais cela nous oblige à considérer et à tester quelles sont les caractéristiques importantes d'un système donné.” Merschrod affirme que le système ACENET est utile même pour les scientifiques qui n'ont pas de formation en informatique. “ACENET a une approche vraiment orientée service.
C'est l'une des raisons pour lesquelles cela fonctionne si bien. Il est conçu pour aider les utilisateurs de haute performance réels, mais il compte également un groupe central d'utilisateurs qui ne sont pas théoriciens. Cela fonctionne parce que l'accent est mis sur la facilité d'utilisation; grâce à l'excellent personnel de soutien. Ce soutien signifie que mes étudiants n'ont pas besoin d'être des experts pour l'utiliser.”