Simulazioni delle proprietà dei materiali: Udine nel team internazionale che ha verificato l’affidabilità delle previsioni

Le simulazioni al computer delle proprietà dei materiali sono affidabili e convergono verso gli stessi risultati, con una precisione paragonabile alle misure sperimentali, anche se sono effettuate con metodi e software diversi. È il risultato di una ricerca internazionale, partner anche l’Università di Udine, che ha verificato l’attendibilità delle simulazioni numeriche: uno strumento indispensabile per prevedere, progettare e spiegare le proprietà elettroniche, strutturali e vibrazionali dei materiali, dai cristalli semplici alle nanostrutture complesse. La ricerca è frutto di una collaborazione che ha coinvolto 60 scienziati, fra i quali Paolo Giannozzi, professore di Fisica computazionale all’Università di Udine, di 44 università e centri di ricerca di tutto il mondo. I risultati sono stati pubblicati dalla rivista scientifica internazionale Science. 

In particolare, lo studio ha testato 40 metodi e 15 software diversi per descrivere l’influenza della pressione in 71 differenti cristalli. Le simulazioni da principi primi, cioè dalla struttura elettronica, che sono l'oggetto di questa ricerca, permettono di progettare nuovi materiali nei campi più vari: dalla catalisi all'elettronica alla generazione di energia, con successive ricadute nel settore industriale. 

«Le simulazioni numeriche – spiega Giannozzi, docente del dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche dell’Ateneo friulano – giocano un ruolo fondamentale in molti campi delle scienze. Il risultato di questo lavoro contribuirà a standard più elevati per la simulazione delle proprietà dei materiali e faciliterà lo sviluppo di migliori software e metodi di verifica delle caratteristiche dei materiali. La ricerca dimostra anche che i risultati ottenuti con metodologie e software recenti sono molto più simili fra di loro dei risultati ottenuti con metodologie più datate».