Cinq projets de l'ETH financés

Dans de nombreuses applications, il s'agit d'influencer la propagation des ondes dans les matériaux, par exemple pour l'insonorisation ou le traitement de l'information dans les ordinateurs quantiques. Sebastian Huber, professeur assistant en physique théorique des solides, mène des recherches sur les principes de conception des matériaux dont le comportement peut être expliqué par l'effet Hall quantique. Tous les travaux existants dans ce domaine se limitent à des structures bidimensionnelles. Dans le cadre de son projet ERC, il veut maintenant dépasser cette limitation. Pour cela, il va concevoir de nouveaux matériaux tridimensionnels sur la planche à dessin et les étudier expérimentalement. Les résultats devraient permettre la construction de nouveaux guides d'ondes pouvant être utilisés dans des conditions extrêmes.

Dennis Kochmann est professeur au Département de génie mécanique et des procédés. Il travaille à l'interface de la mécanique et de la recherche sur les matériaux et étudie dans quelle mesure il est possible de prédire et de contr?ler le comportement complexe des matériaux. Dans le cadre de son projet ERC, il souhaite développer de nouvelles méthodes informatiques permettant de simuler le comportement des matériaux métalliques avec une précision extrême (jusqu'au niveau de l'atome) - et ce pour des échantillons de matériaux beaucoup plus grands et sur une durée beaucoup plus longue que ce qui est possible aujourd'hui avec une précision atomique. Gr?ce à ces simulations, on comprendra mieux à l'avenir ce qui se passe par exemple avec les métaux lorsqu'ils sont déformés ou comment se produit une défaillance du matériau due à la corrosion. En outre, les nouvelles méthodes peuvent être appliquées au développement de nouveaux matériaux.

Siddhartha Mishra, professeur de mathématiques appliquées à l'ETH, fait de la recherche en mathématiques appliquées, en analyse numérique et en sciences assistées par ordinateur. Dans son deuxième projet ERC après l'ERC Starting Grant, il veut développer et calculer des solutions statistiques pour des équations aux dérivées partielles non linéaires. Il se concentre sur les équations qui permettent de modéliser les écoulements, car les solutions statistiques offrent une voie prometteuse pour décrire des phénomènes complexes tels que les écoulements instables et turbulents. Mishra combine désormais des théories et des méthodes mathématiques avec des algorithmes efficaces et des ordinateurs massivement parallèles. Des applications sont possibles dans la modélisation climatique.

Salvador Pané i Vidal est chercheur à l'Institut de robotique et de systèmes intelligents et expert en micro et nanorobots. Son objectif est d'utiliser un jour de minuscules robots dans le corps humain, où ils pourront se déplacer - commandés de l'extérieur par des ondes sonores ou des champs magnétiques - et délivrer des médicaments de manière ciblée. Dans son projet ERC, Pané i Vidal souhaite développer des nanorobots poreux qui peuvent être amenés de l'extérieur à générer des champs électriques. Ces champs pourraient être utilisés pour ouvrir des nanovalves moléculaires dans les pores des robots (par exemple pour libérer des médicaments) ou pour stimuler électriquement des cellules nerveuses ou d'autres cellules. Une application future de ces microrobots pourrait être la moelle épinière ou le nerf optique. Pané i Vidal a déjà re?u un ERC Starting Grant pour le développement de microrobots il y a quatre ans.

Les processus élémentaires de toutes les réactions chimiques et transformations biologiques se déroulent de manière ultra-rapide. Lorsque des liaisons chimiques se rompent ou que de nouvelles se forment, cela ne prend que quelques attosecondes (10^-18s). C'est à cette échelle de temps que se déplacent les électrons dans les atomes, les molécules, les solides et les liquides. Un précurseur de la spectroscopie attoseconde est Hans Jakob W?rner, professeur de chimie physique à l'ETH. Il détient ainsi le record mondial de l'impulsion laser la plus courte. Dans son dernier projet ERC - W?rner est déjà sponsor d'un ERC Starting Grant - il veut maintenant développer les méthodes de spectroscopie à rayons X de manière à ce que les mouvements des électrons à l'échelle attoseconde soient directement accessibles, même dans les molécules complexes et en phase liquide. Les cellules solaires sont une possibilité d'application.