Il comunicato stampa di Harvard circa database pubblicato The Clean Energy Project di 2,3 milioni di composti organici.
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-06/hu-amm062413.php
Una mappa molecolare di energia rinnovabile?
Ricercatori rilasciano massiccio database di molecole che potrebbero essere utili nelle celle solari organiche
I ricercatori sperano di fare il prossimo passo in avanti nel settore dell'energia rinnovabile hanno ora un sacco di nuove strade da esplorare - ricercatori di Harvard ha rilasciato oggi un enorme database di oltre 2 milioni di molecole che potrebbero essere utili nella costruzione di celle solari che si basano su composti organici che potrebbero essere utili nella costruzione di celle solari organiche per la produzione di energia rinnovabile.
Sviluppato nell'ambito del Materials Genome Initiative lanciata dalla dell'Ufficio della Casa Bianca della Scienza e della tecnologia (OSTP) l'obiettivo del database è quello di fornire ai ricercatori un punto di partenza per la ricerca volti ad aumentare l'efficienza di questo basso costo, facile da produrre tecnologia dell'energia solare.
"Uno dei problemi con le celle solari organiche è, in questo momento, ci sono solo una manciata di molecole che si trovano nella stessa lega con il silicio in termini di efficienza," Harvard Professore di Chimica e Biologia Chimica Alán Aspuru-Guzik detto. "Questa è davvero una guida per gli sperimentali. Ciò che stiamo facendo è democratizzare l'accesso a questo tipo di dati nello stesso modo in cui i biologi hanno fatto con il Progetto Genoma Umano."
"In molti modi, la biologia è molto più avanti di chimica in questi sforzi", ha aggiunto. "È possibile trovare il genoma di una rana in linea, o il genoma di un verme, ma non si può fare che per le proprietà quantistiche dei materiali molecolari. Questa banca dati fornirà l'accesso al 'ingrediente segreto' di questi materiali, così la gente può esplorare nuove idee innovative. "
I dati sono stati generati dalla Harvard Clean Energy Project, in collaborazione con l'IBM e il gruppo del Prof. Zhenan Bao presso la Stanford University. Esso utilizza potenza di supercalcolo fornita da una rete di migliaia di donatori volontari di tutto il mondo.
L'importanza del progetto, ha detto, è stato chiaro: A differenza dei loro cugini a base di silicio, celle solari organiche sono molto più economico e più facile da produrre - alcuni possono anche essere stampati in un processo simile a quello utilizzato dalle stampanti a getto d'inchiostro. Le cellule, leggeri flessibili possono anche essere modellato in qualsiasi forma, e può essere arrotolato e facilmente trasportabile.
Queste caratteristiche, Aspuru-Guzik ha detto, rivolto verso una delle principali applicazioni possibili per le cellule - come fonte di energia a buon mercato per gli oltre 2 miliardi di persone in tutto il mondo che non hanno accesso all'elettricità.
"Se si desidera installare le celle solari su un edificio, è necessario che per durare 20 o 30 anni", ha detto. "Ma il vero mercato di questa tecnologia è che qualcuno nel terzo mondo - di avere una fonte economica e portatile di energia che è possibile connettersi a una batteria - questo è un grosso problema."
Per creare il database, i ricercatori di Harvard prima hanno lavorato con gli scienziati di Stanford per definire una nuova classe di molecole basato su 26 frammenti di base che possono essere combinati in più di 3 milioni di possibili accordi, spiega Johannes Hachmann, ricercatore associato presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Harvard e Biologia Chimica.
Per iniziare il lavoro di caratterizzare ogni possibilità, hanno poi rivolto al World Community Grid, un progetto fondato da IBM, che utilizza il calcolo distribuito volontario - computer tempo di ricambio donato da migliaia di partecipanti di tutto il mondo - per eseguire questo vasto numero di calcoli.
"Dei 3,1 milioni di candidati, ora abbiamo caratterizzato circa 2,3 milioni di euro, il che significa che abbiamo i dati di struttura elettronica per loro", ha detto Hachmann. "Siamo in grado di collegare i dati in modelli che predicono come ogni molecola avrebbe funzionato per applicazioni di celle solari a base di questi risultati si evidenziano le potenzialità di ogni molecola -.. Queste classifiche sono parte di ciò che abbiamo rilasciato"
"Si deve prendere la nostra classifica di materiali come si potrebbe prendere quella di composti candidati per applicazioni farmaceutiche," ha detto Aspuru-Guzik. "La classifica non è infallibile, ma piuttosto una guida per interessanti famiglie di schemi molecolari da esplorare. Guardiamo in senso statistico e sottolineare arricchito e impoverito frammenti che sono obiettivi interessanti per sperimentalisti da provare."
Oltre a identificare singole molecole con la promessa in applicazioni solari, la banca dati consentirà agli scienziati di capire se le molecole più promettenti condividono somiglianze strutturali che consentano loro di agire come meglio semiconduttori chimico o.
Andando avanti, Aspuru-Guzik detto, ha in programma di espandere il sito Web pubblicato oggi - molecularspace.org - a fungere da centro di coordinamento per i dati dal suo e di altri gruppi che potrebbero essere utilizzati per sviluppare nuovi materiali per altre applicazioni, incluso il flusso batterie per grandi storage grid-energia e transistor organici.
"Per tutti gli effetti pratici, ci sono un numero infinito di molecole che i chimici possono fare", ha detto Hachmann. "In confronto, il numero che abbiamo caratterizzato è abbastanza piccolo. Nella scienza dei materiali, ci vuole un dottorando circa un anno per trovare una nuova molecola e sintetizzarlo. Come risultato, la gente di solito cercano di migliorare le cose che stanno familiarità con, o modificare le cose che già funzionano ragionevolmente bene. Come conseguenza, lo sviluppo è molto incrementale.
"L'idea di questo approccio grande dati è che siamo in grado di schermare molto rapidamente nuovi composti per il computer, e, auspicabilmente, trovare nuovi domini chimici o motivi strutturali che hanno successo per applicazioni particolari", ha continuato. "Mi piace usare l'esempio di nanotubi - sono stati scoperti per caso, ma hanno rivoluzionato il modo di pensare alla scienza dei materiali Questo è uno dei nostri obiettivi con questo progetto -. Puntare alla nuova classe di molecole o composti che stanno per essere di successo. "