Material design using Martini
| Promotie: | Dhr. F. (Fabian) Grünewald |
| Wanneer: | 12 september 2023 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | prof. dr. S.J. (Siewert-Jan) Marrink |
| Copromotor: | dr. A.H. (Alexander H) de Vries |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Uitbreiding van Martini simulatietechniek voor zeer complexe materialen
Geavanceerde materialen vormen een fundamenteel aspect van ons moderne dagelijkse leven. Van batterijen tot zonnecellen en vaccins, de ontwikkeling van nieuwe functionele materialen is essentieel om maatschappelijke uitdagingen van de 21e eeuw aan te pakken, maar het ontwikkelingsproces verloopt vaak traag en kostbaar.
Computationele methodes kunnen dit proces versnellen, maar om hun volledige potentieel te benutten, hebben ze infrastructuur nodig in de vorm van software, protocollen, en benchmarks van deze protocollen. In zijn proefschrift bestudeert Fabian Grünewald het huidige gebruik van de Martini simulatietechniek op het gebied van materiaalkunde. Vervolgens legt Grünewald de basis om het volgende stadium van het rationeel ontwerp van complexe heterogene materialen te realiseren met behulp van Martini simulaties.
In het bijzonder introduceert Grünewald twee nieuw ontwikkelde softwaretools om high-throughput workflows te vergemakkelijken. De open-source Vermouth Python-bibliotheek en Polyply software suite automatiseren efficiënt het opstellen van simulaties van complexe materialen en het delen van simulatie-invoerparameters. Vervolgens presenteert en test Grünewald twee verzamelingen van simulatieparameters voor koolhydraten en synthetische polymeren.
Tot slot presenteert Grünewald een proof-of-concept-methode om pH-effecten in Martini-simulaties op te nemen. Grünewald: 'Met dit protocol is het mogelijk om de reactie van materialen op veranderingen in zuurgraad te bestuderen, wat een veelvoorkomend mechanisme is om materialen te functionaliseren.' Samengevat maken deze ontwikkelingen de simulatie van zeer complexe materialen mogelijk en bieden ze een uitgebreide verzameling Martini (bio)-polymeerparameters.
Fabian Grünewald voerde zijn onderzoek uit bij het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute, bij de groep voor Moleculaire Dynamica, met financiering van de European Research Council (ERC). Hij zet zijn loopbaan voort als postdoc bij het Heidelberg Institute for Theoretical Studies.