RODEO: UPO e UniSi svilupperanno nuovi dispositivi optoelettronici usando la chimica quantistica

Il gruppo LIMElab del professor Ciro Achille Guido, docente di Chimica Teorica e Computazionale del Dipartimento di Scienze e innovazione tecnologica (DISIT) dell'Università del Piemonte Orientale, coordina il progetto RODEO - Rethinking Organic materials: from Design to Efficient Optoelectronics, in collaborazione con il Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia dell'Università degli Studi di Siena. Questo progetto mira a dimostrare la progettazione al calcolatore di nuovi materiali organici per fotovoltaici organici (OPV) e diodi organici a emissione di luce (OLED) con un approccio "dal basso".

Il progetto si è classificato al primo posto di un bando a cascata promosso dall’IOM-CNR nell’area PNRR Materiali e Scienze Molecolari del Centro Nazionale di Ricerca High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing (https://www.supercomputing-icsc.it/), ottenendo un finanziamento di 290.000 Euro. 

«Lo scopo di RODEO è migliorare la capacità di prevedere accuratamente le prestazioni di dispositivi chiave per l'accumulo e il risparmio energetico – spiega il Professor Ciro Guido, PI del progetto - quali le celle solari o rendere più efficiente la produzione di luce usando energia elettrica, come nei nuovi schermi OLED basati su molecole organiche.  L'approccio si basa unicamente sulla struttura chimica delle molecole attive e l’integrazione di meccanica quantistica e fisica classica per riuscire a proporre nuove combinazioni o modifiche di queste molecole: vogliamo sostituire l’approccio sperimentale di trial-and-error, attualmente usato per scoprire nuovi materiali, con simulazioni al computer che consentano di risparmiare tempo e risorse. La sfida consiste nel descrivere con accuratezza tutti i processi fondamentali che trasformano la luce in elettricità e viceversa all'interno di questi materiali».

Il progetto durerà un anno e vedrà impegnato anche il Prof. Maurizio Cossi, come coordinatore di una seconda unità del DISIT. Rodeo produrrà diverse strategie computazionali per far luce sui parametri molecolari che influenzano la fotofisica e la migrazione di carica nei dispositivi, sfruttando la fisica quantistica e classica, suggerendo modifiche chimiche per sostituire i materiali attualmente utilizzati con altri più efficienti.

«La stretta collaborazione con l’Università di Siena – aggiunge il professor Guido – si concretizzerà nell’implementazione dei nuovi framework teorici sviluppati ad Alessandria in codici di calcolo sviluppati a Siena, che saranno distribuiti per l’utilizzo all’interno della comunità scientifica, per affrontare le problematiche qui descritte».