ARGOMENTO:

Non è che siccome molti stanno facendo bunker per il challenge ci sono meno utenti a richiederle?

Gattorantolo ha scritto:

Stanotte ho ricevuto una valanga di WU Ebola…era anche ora...

A che ora precisamente?
Io ne ho scaricate una 50ntina

Sono parecchio lunghe…dopo 7 ore al`80%... Alcune durano meno...

non sono riuscito a prenderne neanche una

wizard83 ha scritto:

non sono riuscito a prenderne neanche una

Ebola le completo in un'ora e 50min

Anch'io ne ho ricevute di diverse, sia beta che non...ma tutte e 2 sono versione 7.19

MA19-GORICIZZA-86MI ha scritto:

wizard83 ha scritto:

non sono riuscito a prenderne neanche una

Ebola le completo in un'ora e 50min

uoooo ne ho presa una!!!!
vers 7.19 tempo stimato 1h42min

Da me alcune durano anche 9 ore...

EDIT: finalmente ho preso il "badge"!

Novità dal progetto MCM

Mooolto interessante...

Se qualcuno (come il sottoscritto) ha dei traguardi da raggiungere nel progetto MCM, si sbrighi che la prima fase del progetto....

Estimated end date using 30 day average: August 18, 2015

boboviz ha scritto:

Se qualcuno (come il sottoscritto) ha dei traguardi da raggiungere nel progetto MCM, si sbrighi che la prima fase del progetto....

Estimated end date using 30 day average: August 18, 2015

Non arriva la fase 2 poi? Se sì, viene vista come un altro progetto?

Comunque, per il momento non penso di aspirare oltre il badge rubino (sono all'argento).
Su fightaids, grazie al chl sono arrivato a 139gg di lavoro.

boboviz ha scritto:

Se qualcuno (come il sottoscritto) ha dei traguardi da raggiungere nel progetto MCM, si sbrighi che la prima fase del progetto....

Estimated end date using 30 day average: August 18, 2015

Naaa oramai, i miei badge sono multicolore a me basta anche il bronzo di un progetto, poi stop, argento rubino ecc benvengano ma non mi vado ad impegnare per averli tutti uguali....
Cmq grazie dell'info bob
Invece io appena finisco ebola, vorrei girare sul progetto TN-Grid, sarebbe bello completare la loro prima fase di scaccolo...

Grazie Bobo...mi metto sotto per arrivare allo smeraldo...sono a 280 giorni

e anche FightAids si avvia verso il termine

notizia di 10gg fa circa
secure.worldcommunit...bout_us/viewNewsArticle.do?articleId=420

Stato del progetto
secure.worldcommunitygrid.org/research/faah/overview.do

Qualcuno ha mai provato a eseguire 8 wu del sottoprogetto CET2 tutte contemporaneamente?
Su SSD sto registrando una scrittura di ~650 MB al minuto. È troppo?
Ora credo di capire la validità del limite a 1 wu alla volta, di cui in questa pagina .

peccato che non stanno piu' uscendo progetti che usano la gpu

Buone notizie!
WCG ha appena pubblicato un articolo relativo al progetto terminato "Computing for clean water".

L'ho letto velocemente, comunque sembra che siano state effettuate simulazioni su filtri per acqua potabile (fondamentali nei PVS) costituiti da nanotubi di carbonio (composti da fogli di grafene). Questi tubi sono sottilissimi, e riescono a filtrare la maggior parte delle impurità presenti nell'acqua. Purtroppo proprio a causa del ridotto spessore di questo tipo di filtri si pensava che il flusso d'acqua risulterebbe estremamente rallentato.
Ma grazie a simulazioni effettuate con i PC collegati al progetti si è scoperto che con delle vibrazioni (fononi) è possibile accellerare il flusso del 300%, rendendo il filtro molto più usabile.
Il bello è che per produrre fononi non vi è bisogno di energia dal momento che, con membrane sviluppate appositamente, è possibile generarli a partire dal calore naturale!

Davvero un bel contributo alla ricerca grazie al calcolo distribuito!
Continuate a scaccolare

Ciao a tutti! Mi sono finalmente trasferito al mare, e volevo far scaccolare il vecchio PC che ho portato quì qualche anno fa, però mancano delle librerie per far partire BOINC, e non penso sia possibile scaricarle con la connessione 56K! Inoltre non ricordavo che si trattava solo di un Pentium III a 500Mhz... Allora per contribuire comunque al calcolo distribuito (anche se pensavo di farlo comunque prima o poi) ho pensato di tradurre in italiano alcuni testi di progetti, essendo anche un ottimo esercizio per il mio inglese
Ho cominciato con il progetto MCM su WCG, subito dopo seguirà il post con CEP. Ho anche scaricato le pagine di UGM, e spero di rendere disponibile nei prossimi giorni anche la traduzione di quel progetto. Mi piacerebbe vederle anche pubblicate sul sito di World Community Grid, fatemi sapere se è meglio se gliele mando io individualmente o voi come team. Purtroppo mi sono dimenticato di scaricare la pagina relativa ai ricercatori che partecipano a MCM, quando finirò anche gli altri la scaricherò (tanto sono poche righe).
Si «sente» che il testo deriva dall'inglese, ma d'altra parte non sono un traduttore professionista (e non mi ci sono messo neanche a fare anche il labor limae per aggiustarlo al meglio possibile nella nostra lingua).
Tra l'altro la pubblicazione è stata decisamente rocambolesca: dopo anni in cui tutto ha funzionato senza problemi, quest'anno nè wvdial nè gnome-ppp vogliono più collegarsi ad Internet, con tutti i numeri ricevo "% autenticazione fallita". Allora mi sono fatto portare un portatile antidiluviano con Windows 98, che ovviamente non riconosceva i file di testo Unix, quindi ho dovuto ripassare tutti gli accapi!
Spero che non si sia perso nulla nel trasloco!
Progetto «Mapping Cancer Markers - World Community Grid»: traduzione in italiano
Panoramica
Il cancro, una delle principali cause di morte in tutto il mondo, si manifesta in molti differenti tipi e forme, in cui la crescita incontrollata delle cellule può diffondersi ad altre parti del corpo. Non diagnosticato e non trattato, il cancro può diffondersi da un sito inziale ad altre parti del corpo, e infine condurre alla morte. Questa patologia è causata da questioni genetiche o da cambiamenti ambientali che interferiscono con il meccanismo biologico che regola la crescita cellulare. Questi cambiamenti, così come la normale attività delle cellule, possono essere rilevati in campioni di tessuto controllando la presenza dei loro indicatori chimici univoci, come DNA e proteine, noti come «marcatori». Combinazioni specifiche di questi marcatori possono essere associati con un determinato tipo di cancro. Lo schema dei marcatori può determinare se un individuo è suscettibile allo sviluppo di una particolare forma di cancro, e può anche prevedere la progressione della malattia, aiutando a suggerire il miglior trattamento per ciascun individuo. Ad esempio, due pazienti con la stessa forma di cancro possono avere diversi sviluppi a causa di profili genetici differenti. Così come diversi marcatori sono già noti di essere associati con alcuni tipi di cancro, ve ne sono molti altri da scoprire, dal momento che il cancro è altamente eterogeneo. Mapping Cancer Markers su World Community Grid punta ad indentificare i marcatori associati con i diversi tipi di cancro. Il progetto sta analizzando milioni di dati derivati da migliaia di campioni di tessuto di pazienti malati e sani. Tra questi campioni vi sono tessuti con cancro ai polmoni, alle ovaie, alla prostata, al pancreas e al seno. Comparando questi diversi dati, i ricercatori puntano ad identificare schemi di marcatori per diversi tipi di cancro, e correlare questi con diversi sviluppi, includendo la risposta a varie opzioni di trattamento. Questa conoscenza può aiutare ricercatori e medici a: - Migliorare e personalizzare il trattamento del cancro: rendendo possibile diagnosticare prima il cancro, identificare pazienti ad altro rischio, e personalizzando il trattamento basandosi sul profilo genetico personale del paziente, - Accelerare la ricerca sul cancro e migliorare il processo complessivo di identificazione dei marcatori: rifinendo il processo di identificazione dei marcatori, i ricercatori possono determinare un marcatore di un paziente più facilmente, e future grandi quantità di dati potranno essere analizzate più efficentemente.
Dettagli
Cos'è il cancro?
Il cancro si manifesta in diversi tipi e forme in cui la crescita incontrollata delle cellule può diffondersi ad altre parti del corpo. Nonostante gli importanti passi avanti dei decenni passati, il cancro continua ad essere una delle cause principali di morte in tutto il mondo. La malattia è causata da cambiamenti genetici o da fenomeni ambientali che interferiscono con il meccanismo che controlla la crescita delle cellule. Questi cambiamenti, così come la normale attività cellulare, possono essere identificati in tessuti o campione di sangue attraverso la presenza dei loro unici indicatori molecolari, chiamati «macatori» o «biomarcatori». Specifiche combinazioni di questi marcatori possono essere associati con un particolare tipo di cancro, indicando la suscettibilità di una persona a sviluppare una determinata forma di cancro e probabilmente anche la risposta ad uno specifio trattamento.
Ruolo dei geni e delle proteine
Molti geni conservano i progetti su come costruire una proteina. Le proteine sono i principali mattoni e meccanismi della cellula. Nei processi nella vita normale, la funzione dei geni, delle proteine e delle altre molecole sono attivate e disattivate da altri geni, proteine, regolatori di molecole (come gli RNA), o fattori ambientali, come temperatura, radiazioni, cibi o sostanze chimiche. Per ogni funzione assegnata, ci sono spesso molti fattori che possono accelerare o inibire la funzione. Le funzioni possono spaziare dal decidere se una specifica proteina dovrebbe essere costituita o distrutta all'interno della cellula, fino a funzioni complesse, come innescare la divisione di una cellula e la sua crescita in due cellule distinte. Vi sono interazioni davvero complicate tra tutti i componenti di una cellula. I fattori che controllano una funzione possono spaziare dalla presenza o assenza di altre proteine, sostanze o altri segnali cellulari. Nelle cellule normali questi fattori mantengono un bilancio che consente il desiderato funzionamento delle singole cellule e dell'intero organismo. Tuttavia, un difetto o cambiamento in uno dei componenti di una cellula può causare un risultato inaspettato, che nel cancro comporta una crescita incontrollata della cellula. Se un evento casuale cambia un gene, la proteina corrispondente potrebbe essere assemblata incorrettamente, e non essere capace di svolgere la sua funzione necessaria. Ad esempio, se supponiamo tale funzione il controllo della crescita della cellula, questa potrebbe moltiplicarsi senza alcun freno, e formare un tumore. Alcune cellule cancerose possono diffondersi agli organi adiacenti, o viaggiare nel flusso sanguigno e cominciare a crescere in altre parti del corpo, causando ulteriori danni.
Identificare i marcatori del cancro
Ci sono molti diversi approcci per trattare il cancro, ma pochi sono larghamente applicabili. Parte del problema è la diversita dei tipi di cancro. In aggiunta, la risposta individuale di una persona ad un trattamento potrebbe differire da quella di un altro individuo. Come ulteriore complicazione, le cellule cancerose possono sviluppare difese uniche contro specifici trattamenti. Individuare prima il cancro consente generalmente un trattamento decisamente migliore. Sfortunatamente molti tumori sono individuati tardi a causa della mancanza di un'accurata diagnosi dei primi, sottili sintomi, con cattivi esiti nel paziente. Per indirizzare la diagnosi, i ricercatori si focalizzano nell'individuare le differenze nell'attività di geni, proteine e altre molecole tra campioni di tessuto sano e canceroso, e tra forme di cancro più o meno aggressive. Questi cambiamenti possono fornire i segnali che aiutano in una diagnosi più rapida e caratterizante meglio il tipo di tumore. Per esempio, un incremento nell'attività (o nell'espressione) di un particolare gruppo di geni può segnalare uno sviluppo primitivo del cancro, così come la presenza di una specifica proteina nel sangue può indicare la risposta o resistenza del paziente al trattamento. Differenti marcatori possono essere utili in una vasta area di applicazioni cliniche, come diagnosi, prognosi e trattamento di particolari forme di cancro. Lo schema dei marcatori può determinare se un individuo è suscettibile allo sviluppo di una specifica forma di cancro, e può anche prevedere la progressione della malattia, aiutanto a suggerire il miglior trattamento per ogni singolo individuo. Per esempio due pazienti con la stessa forma di cancro possono avere differenti sviluppi e reagire diversamente allo stesso trattamento, a causa di profili genetici differenti. Così come diversi marcatori sono già noti di essere associati con alcuni tipi di cancro, ci sono molti altri che devono essere scoperti, e il cancro è altamente eterogeneo. I ricercatori sanno che esisono centinaia di marcatori clinicamente utili, ma questi devono essere identificati tra l'astronomico numero delle possibili combinazioni dei segnali molecolari.
La soluzione proposta
In questo progetto, i ricercatori del Princess Margaret Cancer Center (Toronto), stanno utilizzando World Community Grid per analizzare un grande quantitativo di dati proveniente da tessuti e campioni di sangue di pazienti sani e malati di cancro, per identificare combinazioni di marcatori che giocano un ruolo nello sviluppo, progresso e trattamento di varie forme di cancro. Inizialmente la ricerca si focalizzerà sul cancro ai polmoni e alle ovaie, seguito dal cancro alla prostata, al pancreas e al seno. Il progetto è preparato a studiare altre forme di cancro in futuro. Identificare tutti i marcatori utili clinicamente richiederebbe centinaia di campioni e il dover testare un numero esageratamente grande di combinazioni di marcatori, rendendo la cosa intrattabile anche su World Community Grid. I ricercatori hanno pertanto sviluppato un applicativo che usa il metodo euristico (procedimenti intelligenti che riducono l'enorme spazio di ricerca focalizzandosi solo sui più rilevanti sottoinsiemi di combinazioni) per ridurre di molto lo sforzo computazionale richiesto per cercare significanti schemi di marcatori. Tuttavia anche questi metodi richiedono un quantitativo enorme di potenza computazionale. Attraverso World Community Grid, i ricercatori useranno il progetto Mapping Cancer Markers per spezzare questo immenso processo in piccoli e maneggevoli lavori che possono essere svolti dai dispositivi informatici dei nostri volontari. World Community Grid in questo modo permette ai ricercatori di completare questa ambiziosa ricerca.
Obiettivi del progetto
Mapping Cancer Markers punta a migliorare e personalizzare il trattamento del cancro. Questo progetto ha tre obiettivi: identificare i marcatori che possono essere utilizzati per diagnosticare prima il cancro, riconoscere i pazienti ad alto rischio di cancro e trovare i marcatori che possono prevedere la risposta al trattamento. Mapping Cancer Markers consentirà anche ai ricercatori di sviluppari metodi compiutazionali sempre più efficenti e funzionali per scoprire rilevanti schemi di marcatori. Questo può aiutare a far uso dei marcatori nella medicina personalizzata più facilmente e più a larga scala sia per altri tumori che per altre complesse patologie.
Domande frequenti
Quali sono i potenziali benefici del progetto Mapping Cancer Markers?
Il progetto ha tre obiettivi:
- Identificare gruppi di marcatori che possono essere utili a predire se una persona ha una alto rischio di sviluppare un particolare tipo di cancro e incrementare le possibilità di una diagnosi precoce.
- Identificare combinazioni di marcatori che possono predirre la risposta del paziente ad uno specifico trattamento. Questo può aiutare a rendere il trattamento più personalizzato e guidare lo sviluppo di trattamenti personalizzati per quel paziente.
- Svilupare metodi computazionali più efficenti per scoprire schemi di marcatori rilevanti.
Il progetto MCM è simile al progetto «Help Conquer Cancer»?
Sebbene entrambi i progetti sono relativi alla ricerca sul cancro, il progetto «Help Conquer Cancer» (attivo su World Community Grid dal 2007 al 2013) è focalizzato sulla scienza di base, ricercando i principi della cristallizazione delle proteine e aiutando a determinara la struttura 3D di oltre 15000 proteine. Conoscere la struttura delle proteine aiuta gli scienziati a capire le loro funzioni, e sviluppare medicine che possono offrire nuovi tipi di trattamento per diverse patologie complesse, come il cancro.
Che tipi di cancro si stanno studiando nel progetto?
Inzialmente ci focalizzeremo sul cancro ai polmoni e alle ovaie, seguito da prostata, pancreas e seno. Comunque il progetto è stato sviluppato per seguire anche altri tipi di cancro meno studiati, se esistono sufficenti dati dei pazienti.
Cosa verrà fatto con i dati generati da tutte queste elaborazioni?
Dopo che i ricercatori avranno ricevuto tutti i risultati elaborati, analizzeranno i dati e pubblicheranno le loro scoperte. I dati grezzi e gli algoritmi saranno a quel punto resi pubblici.
Alcune unità di lavoro impiegano più tempo di altre, perchè?
Ciascuna unità di lavoro compie una ricerca su combinazioni multiple di potenziali biomarcatori per il cancro, rappresentando una piccola parte di una ricerca su larga scala. È difficile dividere questa estensiva ricerca in parti perfettamente uniformi. Inoltre, l'algoritmo in linguaggio macchina utilizzato per controllare ciascuna combinazione di marcatori può richiedere un tempo computazionale variabile prima di arrivare ad una risposta. Questi due fattori rendono i tempi di esecuzione delle unità di lavoro variabili.
Quale sarà il risultato del progetto?
I ricercatori pubblicheranno un database delle comparazioni delle sequenze di proteine elaborati su World Community Grid.
Cos'è un marcatore del cancro e perchè la loro identificazione è una sfida difficile per la scienza?
I marcatori sono specifici geni (segmenti di DNA), RNA o proteine con diverse attività. Queste molecole possono essere trovate nel sangue o in campioni di tessuto, e specifiche combinazioni di questi marcatori possono essere implicati in un dato cancro. Anche durante condizioni di salute questi geni, RNA e proteine sono attivati e disattivati per svolgere specifiche funzioni. Il cancro è causato da alterazioni di queste attività. Il progetto MCM è focalizzato nello scoprire combinazioni anomale di marcatori, che possono essere correlati con un principio o una progressione del cancro. Questo viene fatto comparando e analizzando dati da molti pazienti malati di cancro, e da pazienti in salute. Una raccolta dati estensiva e analisi statistiche sono necessarie per scoprire la sottile combinazioni di attività correlate con un cancro, e differenziare questi segnali da normali variazioni. Questo è fatto testando sistematicamente quando una di queste combinazioni di marcatori è significamente correlata con la presenza del cancro. Dal momento che vi sono centinaia di possibili marcatori, il numero di queste combinazioni è molto grande. Controllare ciascuna delle combinazioni sarebbe impossibile, perfino con tutte le risorse di World Community Grid. Diversi metodi matematici saranno pertanto utilizzati per concentrarsi sulle combinazioni più probabili da esaminare su World Community Grid.
Vi è qualche marcatore attualmente utilizzato?
Ci sono diversi marcatori attualmente utilizzati clinicamente. Due particolari marcatori per il cancro al seno e all'ovaia, BRCA1 e BRCA2 hanno ricevuto recentemente un'attenzione globale dopo che l'attrice Angelina Jolie li ha utilizzati per valutare il suo rischio di sviluppare la patologia. In questo caso particolare, solamente il marcatore BRCA1, in combinazione con la storia famigliare, è stato sufficente per definire la sua situazione e aiutarla nello scegliere il tipo di trattamento.
Qual'è la differenza tra DNA, RNA, un gene e una proteina?
Il DNA (acido deossiribonucleico) e una lunga molecola a forma di elica che forma il cromosoma. Questo funge da principale modello incaricato di codificare le istruzioni genetiche usate per sviluppare tutte le cellule di un determinato organismo. Specifiche sezioni di DNA sono chiamate geni. Un gene contiene generalmente informazioni su come costruire una particolare molecola proteica. Le molecole di RNA (acido ribonucleico) sono simili alle molecole di DNA, ma sono costruite a partire da informazioni contenute nel DNA, e sono usate per regolare e dirigere i meccanismi (altre molecole) che creano proteine. La quantità di funzioni svolte da queste molecole sono davvero molte e complesse, ed è un argomento fondamentale nella biologia molecolare. Generalmente, i geni sul DNA (modello principale) sono «trascritti» sull'RNA, un processo spiegato in questo (URL) video (/URL). Altri meccanismi in seguito leggono le istruzioni contenute nell'RNA e producono proteine come l'emoglobina, utilizzata per trasportare ossigeno e anidride carbonica nel sangue.
Cosa sono gli enzimi?
Gli enzimi sono proteine che convertono sostanze chimiche, o funzionano da catalizzatori. Alcuni enzimi delle piante, per esempio, possono assistere nell'assorbimento delle molecole di anidride carbonica e incorporale in altre molecole cellulari.
Perchè i microorganismi sono importanti?
I microorganismi rappresentano il grande mondo sconosciuto e sottoapprezzato della maggior parte della vita sul nostro pianeta. Essi sono ovunque nell'ambiente, e in organismi più grandi e complessi. I microorganismi sono importanti per una grande varietà di processi naturali, che includono la salute umana, l'agricoltura e la produzione del cibo. Per praticamente ogni specie di molecola organica vi è un microorganismo che ha sviluppato la capacità di decomporla, modificarla o costruirla.
Cosa mostra la grafica del progetto Mapping Cancer Markers?
Mentre il tuo computer porta avanti il lavoro per il progetto, puoi vedere la grafica del progetto sia attraverso lo screensaver di Boinc, sia attraverso il software. La grafica mostra una rappresentazione delle 23 coppie dei cromosomi umani nel pannello di destra. Ogni cromosoma è una molecola di DNA contenente geni e altre informazioni. La 23° coppia di cromosomi determina il sesso, e comprende due cromosomi «X» per le femmine o una «X» e una «Y» per i maschi. I geni sono collocati a specifici punti lungo l'estensione di questi cromosomi. Come il tuo dispositivo analizza una particolare combinazione di geni, la collocazione approssimativa di questo gruppo di geni all'interno di questi cromosomi è evidenziata in rosso.
Cosa rappresenta la barra progressiva in alto?
Questa mostra graficamente la percentuale approssimativa di quanto il tuo dispositivo ha calcolato del lavoro corrente. Quando essa raggiunge il 100%, l'elaborazione è completata, e il risultato sarà poi caricato sui server di World Community Grid dove poi sarà pacchettizato e inviato al gruppo di ricerca.
Dove posso vedere un video ad alta qualità della grafica di MCM?
(URL)video(/URL)
Dove posso scaricare immagini della grafica di MCM?
Delle instantanee della grafica del progetto sono disponibili per lo scaricamento nelle seguenti risoluzioni: (URL)500x300(/URL) (URL)1000x600(/URL) (URL)4000x2400(/URL)

Progetto «The Clean Energy Project Phase 2 - World Community Grid»: traduzione in italiano

Panoramica
I ricercatori di Harvard hanno pubblicato un database libero catalogando le proprietà elettroniche di oltre 2 milioni di composti organici e a base carbonio e il loro potenziale nel convertire la luce solare in elettricità. Questi composti sono stati analizzati dai volontari di World Community Grid e questa iniziativa è giudicata essere la più vasta ricerca sulla chimica quantistica mai effettuata. Circa 36000 dei composti analizzati mostrano un potenziale di rendere approssimativamente il doppio dell'efficenza delle celle solari organiche attualmente in produzione. I ricercatori possono usare queste informazioni per continuare a ricerare i candidati più promettenti per essere utilizzati in celle solari più economiche, efficenti e flessibili. Grazie ai volontari di World Community Grid le elaborazioni per questo progetto, che avrebbero richiesto 17000 anni in un singolo PC, sono state portate a termine in solo tre anni, e i risultati sono ora disponibili per stimolare la ricerca nella prossima generazione di soluzioni per l'energia solare. Il progetto di ricerca sta andando avanti, e nuovi composti saranno aggiunti al database non appena analizzati. Ulteriori informazioni sul progetto possono essere trovate in queste pagine, includendo la pagina del progetto «News & Update» . Puoi anche visitare il sito del progetto per conoscere altro sul progetto e leggere gli ultimi aggiornamenti. Per discutere o fare domande su questo progetto, puoi visitare il forum.
Obiettivo
La missione di «The Clean Energy Project» è quella di trovare nuovi materiali per la prossima generazione di pannelli solari e, in seguito, dispositivi per l'immagazinamento di energia. Sfruttanto l'immensa potenza di World Community Grid, i ricercatori possono calcolare le proprietà elettroniche di centinaia di migliaia di materiali organiche, migliaia di volte in più di quanto sia mai potuto testare in un laboratorio, e determinare quali candidati sono più promettenti per sviluppare una tecnologia per l'energia solare più disponibile.
Significato
Stiamo vivendo nell'Era dell'Energia. L'economia attuale, basata sui combustibili fossili, deve lasciare strada all'economia del futuro, basata sulle energie rinnovabili. Ma raggiungere questo obiettivo è una delle più importanti sfide per l'umanità. I chimici possono aiutare in questa sfida scoprendo nuovi materiali che raccolgono efficentemente la radiazione solare, conservano l'energia per l'uso e riconvertono l'energia immagazinata quando necessario. «The Clean Energy Project» usa la chimica computazionale, e la generosità delle persone, per aiutare la ricerca delle migliori molecole possibili per: pannelli fotovoltaici organici, per fornire celle solare economiche, polimeri per le membrane usate in celle di combustibile per la generazione dell'elettricità, e come assemblare al meglio le molecole per costruire questi dispositivi. Aiutando la ricerca combinando migliaia di sistemi, i volontari di World Community Grid stanno contribuendo a questo risultato.
Approccio
I ricercatori stanno impiegando la meccanica molecolare e il calcolo delle strutture elettroniche per prevedere le proprietà ottiche e di trasporto delle molecole che potrebbero diventare il materiale per la prossima generazione di celle solari. Fase 1, effettuare calcoli di meccanica molecolare: Nella prima fase del progetto, le elaborazioni si sono focalizzare sul capire come ipotetiche molecole candidate possano unirsi insieme per formare un solido (cristallo, pellicola, polimero...) e predirre se questo solido avrebbe avuto le giuste proprietà elettroniche per essere utilizzato in una cella solare. Questi calcoli sono stati effettuati nella fase 1 del progetto utilizzando HARMM, un pacchetto software di meccanica molecolare, sviluppato dal gruppo «Karplus» alla Università di Harvard. Per ulteriori informazioni, visitare «The Clean Energy Project - Phase 1» Nella fase 2 si stanno effttuando calcoli delle strutture elettroniche: Per ottenere più accuratamente le proprietà ottiche, elettroniche e le atre proprietà fisiche dei candidati materiali per le celle solari, si stanno effettuando caloli di meccanica quantistica per ciascuno dei candidati. Queste elaborazioni saranno effettuate attraverso il software di chimica quantistica «Q-Chem», sviluppato dalla «Q-Chem, Inc.» Questo lavoro avrà come risultato un utilissimo database di informazioni riguardo le proprietà di un vasto numero di composti. Questa fase fornirà anche un aiuto diretto ai gruppi di sperimentazione per assisterli nello sviluppo di nuove celle solari.
Dettagli
World Community Grid e i ricercatori del Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica dell'Università di Harvard stanno lavorando insieme per sviluppare celle solari efficenti ed economiche utilizzando materiali basati su molecole organiche, che aiuteranno a soddisfare la necessità di energia del mondo del futuro attraverso risorse di energia rinnovabile. Se il costo dei correnti pannelli solari si riducesse di un fattore da cinque a dieci, molti paesi potrebbero utilizzare i pannelli solari per ottenere il 20% dell'energia dal sole. Probabilmente il costo della produzione di celle solari al silicio si ridurrà di un fattore 2 o 3 grazie alla crescità dell'industria e la realizzazione dell'economia di scala, ma questo non è sufficente per rivoluzionare l'uso delle celle solari. Alla luce della crescente richiesta di pannelli solari più economici, i ricercatori nel campo di pannelli solari organici o basati sul carbonio aprono le porte a materiali a basso prezzo e la possibilità di un processo industriale a basso costo attraverso una produzione su larga scala con macchine per la stenditura a rulli (simili a quelle utilizzate per produrre i giornali). Questi materiali, composti principalmente di atomi di carbonio, possono potenzialmente combinare le proprietà elettroniche dei comuni semiconduttori con le eccellenti proprietà meccaniche e produttive dei materiali plastici. Le attuali celle solari organiche hanno raggiunto un'efficenza della conversione dell'energia intorno al 5% ed una durata stimata di circa 1000 ore sotto continua illuminazione, vicine ai valori richiesti per entrare in particolari nicchie del mercato dei pannelli solari commerciali. I prodotti attualmente sul mercato basati su celle solari organiche includono: caricatori portatili per cellulari e portatili, generatori elettrici d'emergenza, e equipaggiamenti da esterno, come zaini e tende. Tuttavia, per raggiungere una larga quota di mercato, e in particolare per soddisfare la domanda mondiale di energia per il 2050 (vedi «The Clean Energy Project - Phase 1»), l'efficenza e la durata di questi pannelli fotovoltaici devono essere aumentati sostanzialmente. Per esempio, efficenze nell'ordine del 15% e una durata superiore almeno a 10000 ore sono ragionevoli aspettative per l'uso di questi materiali come principale fonte di energia per il mondo degli anni futuri. World Community Grid e The Clean Energy Project Il calcolo distribuito è basato sull'idea che la potenza computazionale del mondo non è più concentrata in centri di supercomputers, ma piuttosto il lavoro è distribuito su centinaia di milioni di personal computer in tutto il pianeta, rendendo disponibili alla comunità scientifica nuove risorse computazionali. Con l'idea di un progresso scientifico collaborativo, i ricercatori del Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica dell'Università di Harvard, in collaborazione con World Community Grid della Fondazione IBM e grazie al contributo di un gran numero di volontari, hanno deciso di usare la loro infrastruttura per il calcolo distribuito, e a Dicembre 2008 hanno lanciato «The Clean Energy Project» (vedi «CEP - Phase 1). L'importanza di questa collaborazione si basa sul fatto che l'enorme potenza computazionale di World Community Grid può essere impiegata per:
1) Progettare centinaia di materiali, convenzionali e non, impiegabili in applicazioni di celle solare organiche a livello molecolare;
2) Creare un database pubblico di strutture molecolari e proprietà fotovoltaiche (derivate da metodi di chimica quantistica) ad uso dei ricercatori. La fase 1 del progetto ha utilizzato un software chiamato «CHARMM» per vedere come le molecole potenzialmente candidate si uniscono insieme per formare un solido e per controllare se le proprietà del solido lo rendono utilizzabile come candidato per l'uso in celle solari. La fase 2 del progetto sta usando calcoli di meccanica quantisticha per calcolare più precisamente se questi solidi candidati hanno le proprietà elettroniche e fisiche richieste per essere utili nella costruzione di celle solari. Questi calcoli di strutture elettroniche saranno eseguiti con il software di chimica quantistica «Q-Chem», sviluppato dalla «Q-Chem Inc.». La speranza del progetto è di raggiungere un potere predittivo e fornire idee per i ricercatori sperimentali, rendendoli in grado di progettare nuovi composti per soddisfare gli alti standard per i dispositivi: materiali stabili all'aria, profili di assorbimento compatibili con lo spettro solare, e alte caratteristiche di trasporto della carica. Definitivamente, con il supporto di World Community Grid, gli scienziati dell'Università di Harvard si aspettano di creare materiali utili per produrre celle solari efficenti ed economiche, che possano fornire una valida soluzione per le nostre future necessità di energia.
Domande frequenti
Perchè l'energia solare è importante?
Ci si aspetta che per il 2050 la richiesta mondiale di energia sarà il doppio di quella attuale. L'energia è senza dubbi un requisito fondamentale per la stabilità ecomica sia del mondo sviluppato che di quello in via di sviluppo. Tuttavia, nonostante la sua importanza, il sistema energetico attuale è lontano dal diventare auto-sostenibile. Raggiungere un sistema energetico completamente sostenibile richiederà un importante passo avanti tecnologico che cambi radicalmente i nostri paradigmi su come produciamo e utilizziamo l'energia. Una possibile soluzione a questo problema è l'energia solare. Ogni ora, raggiunge la Terra energia solare sufficente per i nostri bisogni energetici di un intero anno. Trovare il modo di convertire l'energia solare che riceviamo in forme utilizzabili per mantenere gli attuali stili di vita rappresenta un obiettivo principale di «The Clean Energy Project».
Come funziona una cella solare organica?
Le celle solari organiche convertono la luce solare in elettricità. Per prima cosa la cella solare organica deve assorbire luce. La luce assorbita aggiunge energia nel materiale, provocando una aumento di energia degli elettroni nel materiale e costringendoli a muoversi attraverso il materiale, lasciandosi dietro un buco. In secondo luogo, gli elettroni sono costretti a spostarsi in una regione dovo possono essere raccolti da un materiale ricevente, abbassando la loro energia (per esempio l'interfaccia donatore - ricettore nella figura 1). Una volta che gli elettroni sono stati raccolti, possono essere estratti per fornire una corrente, o possono restare nel dispositivo per aumentare il voltaggio. Gli elettroni che lasciano la cella solare organica possono fornire energia a qualsiasi cosa connessa al circuito.
Figura 1. Illustrazione di come funziona una cella solare organica (1) Assorbimento della luce e formazione di un eccitone (foro-elettronico a coppia); questo passo è seguito dal passaggio di un elettrone nel più basso orbitale molecolare non occupato (LUMO) di un semiconduttore donatore di elettroni (ad esempio una molecola di pentacene); (2) L'elettrone è trasferito dal LUMO del semiconduttore donatore di elettroni al semiconduttore ricettore di elettroni (ad esempio una molecola di C60) e (3) seguentemente il trasporto dell'elettrone agli elettrodi. Nota: HOMO è il più alto orbitale molecolare occupato.
Il progetto come aiuterà la ricerca di materiali per le celle solari?
Capendo le proprietà dei nuovi materiali che sono alle basi delle fonti alternative di energia rinnovabile rappresenta una delle più importanti sfide scentifiche di oggi. Molti di questi materiali sono composti da grandi molecole organiche, contenenti centinaia di atomi. Questi atomi possono essere ridisposti in diversi modi per effettuare una «sintonia-fine» delle proprietà del materiale desiderato. Con l'aiuto di World Community Grid, i ricercatori controlleranno le proprietà conduttive di almento 1000000 di strutture molecolari (create attraverso metodi combinatori) che sono utilizzabili per applicazioni su celle solari organiche. Il risultato di un così grande numero di elaborazioni sarà utilizzato per creare un database pubblico di proprietà molecolari per la raccolta di dati.
Cos'è l'efficenza in una cella solare?
Le celle solari sono comunemente caratterizzate dalla percentuale di luce solare incidente che possono convertire in energia elettrica. Per questo motivo l'efficenza è fornita in forma di percentuale. In generale, l'efficenza è determinata dal materiale di cui è fatta la cella solare e dalla tecnologia utilizzata per costruirla. L'efficenza delle celle solari attualmente disponibili in commercio varia dal 5% al 17%. Nonostante celle solari basate su materiali inorganici hanno raggiunto un'efficenza massima fino al 40%, sono costose da produrre, e inquinanti quando devono essere smaltite. La massima efficenza raggiunta da una cella solare organica è intorno all'8% (dati del 2010). Pertanto, c'è ancora molto lavoro per migliorarle. Se i ricercatori dovessero trovare una cella solare organica la cui efficenza raggiungesse il 10%, queste celle sarebbero commercialmente realizzabili e rivoluzionerebbero il campo dei materiali solari. Inoltre, se queste celle coprissero il 0,16% della superficie del pianeta, produrrebbero intorno ai 20TW di energia (Terawatt, mile miliardi di Watt), che potrebbe compensare l'incremento di consumi di energia stimato per il 2050.
Quali altre applicazioni tecnologiche saranno rilevanti in questo progetto?
Un'altra applicazione tecnologica che sarà derivata da questo progetto è lo studio dell'elettronica molecolare, dove le molecole sono utilizzate per costruire componenti elettronici. Un buon semiconduttore organico per le celle solari potrebbere essere altrettanto buono per potenziali applicazioni in elettronica molecolare, ad esempio nei transistor. Questo significa che «The Clean Energy Project» ha il potenziale per estendere la Legge di Moore. CEP ha pianificao anche di ospitare una serie di altre elaborazioni per la cattura e la conservazione dell'energia pulita, come concentratori solari e celle di combustibile polimeriche. Solamente con il tuo aiuto i ricercatori potranno perseguire queste direzioni di ricerca pure e applicate.
Salvaschermo: come sono creati i grafici sul salvaschermo del progetto?
La grafica 3D sullo sceensaver disegna l'evoluzione di una matrice mentre è diagonalizzata da Q-Chem per ottenere la struttura elettronica delle molecole. La dimensione della matrice è determinata dalla dimensione della molecola (ad esempio il numero di elettroni e il numero di nuclei) così come dall'accuratezza del calcolo. Ad esempio, una molecola più grande, così come un calcolo più accurato risulteranno in una matrice più grande. I picchi nel grafico rappresentano la magnitudine di ogni elemento della matrice. Un insieme di parametri può essere estratto da questa matrice una volta che gli elementi diagonali non cambiano più e la maggior parte degli elementi non diagonali sono ridotti. Questa rileverà la struttura elettronica della molecola. Capire la struttura elettronica delle molecole candidate è cruciale per predirre le proprietà delle celle solari, come assorbimento della luce, conducibilità e stabilità.
Cos'è Q-Chem?
Per ottenere la struttura elettronica delle molecole, abbiamo bisogno di utilizzare la meccanica quantistica. Q-Chem è una suite di programmi che possono calcolare le strutture molecolari, gli spettri elettronici, le vibrazioni molecolari e molti altri parametri risolvendo equazioni di meccanica quantistica. Q-Chem è il software di struttura elettronica preferito dalla squadra di CEP. Tutte queste proprietà contribuiranno a trovare la molecola ideale per i pannelli fotovoltaici organici.
Come possiamo aumentare la consapevolezza riguardo l'energia e la salvaguardia dell'ambiente?
Ognuno sa che le risorse energetiche basate su combustibili fossili sono finite, e si possono esaurire nel vicino futuro, questo senza alcun dubbio. Ma come possiamo aiutare a mantenere le necessità energetiche di oggi e del domani? Per aumentare la nostra consapevolezza del problema, la squadra di CEP ha deciso di creare immagini animate (scipplets), che mostrano piccoli approfondimenti riguardo la richiesta di energia attuale e futura. Scipplett sta per «Science Applets». Gli «scipplets» compaiono come immagini nel salvaschermo. In queste immagini, includiamo fatti relativi all'energia che rappresentano la motivazione principale del nostro progetto. Inoltre, ci aspettiamo di incorporare più «scipplet» come il progetto andrà avanti, in modo da renderli uno strumento informativo per tutti coloro che sono interessati nel saperne di più riguardo fonti di energia alternative. «Scipplet» è una nuova parola coniata ad Harvard, che significa SCIence aPPLET.
Cos'è il gigajoule (GJ)?
Il gigajoule è un'uità di energia. Puoi scomporre la parola in «giga» e in «joule». Giga è un prefisso greco utilizzato per definire 1.000.000.000, e il Joule (J) è un'unità di energia.
Come può il progetto aiutare l'umanità?
«The Clean Energy Project» è focalizzato sull'aiutare gli scienziati a progettare tecnologie energetiche più efficenti. Il risultato del progetto può quindi aiutare a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili, abbassando le nostre emissioni, mantenendo l'aria pulita e contribuendo a combattere contro il riscaldamento globale. La nostra ricerca faciliterà lo sviluppo di materiali per celle solari più ecomomiche e flessibili, che speriamo possano essere utilizzate in tutto il mondo. Perchè la partecipazione alla fase 2 del progetto è a scelta?
Queste elaborazioni richiedono unità di lavoro che potrebbero durare più a lungo, utilizzare maggiore memoria, richiedere maggior spazio su disco e trasferimenti di dati. Pertanto stiamo dando agli utenti la possibilità di aderire o no al progetto. Inoltre, CEP è il primo progetto di World Community Grid ad usare un server esterno. Questo significa che i dati dei tuoi risultati sono caricati direttamente sul server di ricerca di Harvard. Vi sono controlli di sicurezza per verificare che i dati caricati siano trasferiti correttamente, e verificati dal server di ricerca di Harvard. WCG controlla su quali server i dati sono inviati, e che i server di Harvard non inviino dati alle macchine dei volontari. Pertanto, se sei interessato nel far avanzare la scienza delle celle solari, aiutaci in questo grande sforzo!