El BCAM participa en el proyecto "Fundamentos microscópicos de los experimentos con materia blanda: nanohidrodinámica computacional"

El proyecto liderado por el investigador principal Marco Ellero, ha sido concedido dentro de la categoría "retos de investigación" del Programa Nacional de I+D+i 2020

El proyecto Fundamentos microscópicos de los experimentos con materia blanda: nano-hidrodinámica computacional (Compu-Nano-Hydr) está dirigido por el investigador principal, Marco Ellero, líder del grupo de Computational Fluid Dynamics en el Centro Vasco de Matemática Aplicada - BCAM. El proyecto de investigación tiene como objetivo el desarrollo de nuevos métodos numéricos mesoscópicos para experimentos de materia blanda asistidos por la nano-hidrodinámica, con especial atención al nano-ensamblaje magnético en el agua, la dinámica de la fricción, la lubricación y la dinámica de la película interfacial.

Compu-Nano-Hydr forma parte de un proyecto coordinado (THEXP) concedido dentro de la categoría "retos de investigación" del programa nacional de I+D+i 2020 junto con un consorcio de centros entre los que se encuentran la Universidad Autónoma de Madrid0, el Centro CSIC, Insituto IMDEA Nanociencia y la Universidad Nacional de Educación a Distancia - UNED de Madrid. El objetivo principal de este tipo de proyectos en esta categoría es el desarrollo de soluciones orientadas a los ocho grandes retos de la sociedad en el plan de investigación español.

"El grupo de CFD en BCAM realizará simulaciones hidrodinámicas resueltas del campo magnético en el intento de desentrañar los efectos microscópicos de la mecánica de fluidos detrás de los ciclos de magnetización alterados. Esto se llevará a cabo en colaboración con otros socios, como el Instituto IMDEA Nanociencia, donde se realizan experimentos de nanoensamblaje magnético", explica el profesor Marco Ellero.

En el futuro, los conocimientos computacionales adquiridos sobre el ensamblaje de nanopartículas magnéticas en el agua y los efectos de las diferentes características microscópicas simuladas (funcionalización de la superficie, deslizamiento no homogéneo, morfología) sobre la dinámica, el calor generado y el ciclo de magnetización alterado, "pueden hacer avanzar la comprensión, el control y la optimización de la detección de biomoléculas utilizando campos magnéticos alternos, así como sobre el fenómeno de la hipertermia magnética, ampliamente utilizado en las terapias contra el cáncer", señala el IP del proyecto. "Además, podría contribuir a la sociedad proporcionando una mejor comprensión y control del flujo de fluidos microscópicos en técnicas novedosas de biodetección basadas en ensamblajes de nanopartículas magnéticas en campos magnéticos alternos".

El profesor Marco Ellero señala que, gracias al presente proyecto de colaboración, el grupo de CFD del BCAM está estrechando lazos con otras instituciones de investigación de primera línea en España, que se ocupan de fluidos complejos, materia blanda y nanohidrodinámica y que "tres de ellos han sido galardonados con los Premios a la Excelencia Severo Ochoa de María de Maeztu en los últimos cuatro años".

En el futuro próximo, "los principales retos en Matemática Aplicada, es desvelar y tender un puente sobre el sutil vínculo entre las teorías matemáticas fundamentales y las aplicaciones reales. La conciencia del posible impacto práctico de las herramientas matemáticas (teorías, modelos, algoritmos, datos virtuales...) en la sociedad debería ser científicamente gratificante y también una responsabilidad moral para los investigadores". Citando a da Vinci "[...] la urgencia de hacer. No basta con saber; hay que aplicar. No basta con querer; hay que hacer", dice Ellero. "En particular, el principal esfuerzo del equipo de CFD en los próximos años se centrará en una mejor integración de los efectos del flujo microscópico en los modelos multiescala y en algoritmos de alto rendimiento para simular fluidos complejos de forma más precisa y rápida".

Sobre el profesor Marco Ellero

Marco Ellero es Catedrático Ikerbasque de Dinámica de Fluidos Computacional en el Centro Vasco de Matemática Aplicada – BCAM, donde es líder el grupo de investigación "CFD: Modelling and Simulation" desde 2018. Actualmente también es Profesor Honorario del Centro Zienkiewicz de Ingeniería Computacional (Universidad de Swansea, Reino Unido) y miembro del Instituto de Mecánica de Fluidos No Newtonianos (INNFM, Reino Unido). Obtuvo su doctorado en 2004, en Física Teórica por la Universidad Técnica de Berlín. Su experiencia investigadora previa incluye, profesor asociado en la Universidad de Swansea (Reino Unido), líder de grupo en la Universidad Técnica de Múnich (Alemania), así como puestos posdoctorales en la UNED de Madrid y en la Universidad de Sydney (Australia).