Reference number : 172-2020-2021-Q3-945632, amendment number : , agreement type : G, recipient legal name : University of Ontario Institute of Technology, recipient country : CA, recipient province : ON, recipient city : Oshawa|Oshawa, recipient postal code : L1G 0C5, program name english : Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund, program name french : Programme de collaboration en science, en technologie et en innovation – Fonds d’idéation, program purpose english : The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative., program purpose french : Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes »., agreement title english : 3D Printed hierarchical structures with enhanced mechanical properties, agreement title french : Structures hiérarchisées aux propriétés mécaniques supérieures obtenues par impression 3D, agreement number : 945632, agreement value : 25000.0, agreement start date : 2020-11-18, agreement end date : 2022-03-31, description english : Even conceptually simple problems can be difficult to solve. To motivate this project, consider a system of particles of type A and type B that are thoroughly mixed in a closed box. They are moving around at a rate dictated by the temperature (ie, diffusion). At some time, the type A particles start to bond together to form chains (ie, polymers). The question is: what does the system look like after a long time? 

It turns out that there are several answers to this question. If the particles move around a rate much faster than the polymerization rate, then as the polymers of type A are formed the type B monomers will move away from the polymers. Hence, after a long time, the monomers of type B will be in a separate section of the box than the type A polymers. Conversely, if the polymerization rate is fast compared to the rate of diffusion, then type B monomers can be trapped in the network of type A polymers. 

Computer simulations are ideally suited to solve such problems since the system can be evolved in time as dictated by known physical laws and particular sets of parameters (e.g., diffusion/ polymerization rates). The end simulation state can be analyzed and characterized. For example, we can quantify the purity of the separation of A and B particles. Performing the simulation and analysis across different parameters then allows us to reveal trends of how the final state depends on those parameters. This knowledge can be used to guide experiments that desire to achieve a particular final state. In this project, this fundamental knowledge will contribute to a larger project of designing new materials with particular properties., description french : Même si son concept est simple, un problème peut s’avérer difficile à résoudre. Prenez, par exemple, un système constitué de particules A et B, entièrement mélangées dans une boîte close. Les particules se déplacent à une vitesse déterminée par la température (diffusion). À un moment donné, les particules A commencent à se lier pour former des chaînes (polymères). La question est la suivante : à quoi ressemblera ce système après une longue période?

Le fait est qu’il y a plusieurs réponses à cette question. Si les particules se déplacent à une vitesse nettement plus grande que celle à laquelle il y a polymérisation, lorsque se forment les polymères de type A, les monomères de type B s’en éloigneront. Par conséquent, à un certain moment, les monomères de type B se retrouveront dans un autre coin de la boîte que les polymères de types A. Inversement, si la vitesse de polymérisation est supérieure à la vitesse de diffusion, les monomères de type B finiront emprisonnés dans un réseau de polymères de type A. 

Les simulations sur ordinateur se prêtent merveilleusement à la résolution des problèmes de ce genre, car le système y évolue dans le temps, comme le dictent les lois de la physique et des jeux de paramètres établis (à savoir, vitesse de diffusion/de polymérisation). On peut donc analyser et caractériser l’état du système à la fin de la simulation. Par exemple, il sera possible de quantifier la pureté de la séparation des particules A et B. Lorsque l’on applique divers paramètres à la simulation et à l’analyse, on découvre les tendances qui illustrent la façon dont l’état final obtenu dépend des paramètres utilisés. Pareilles connaissances permettent d’orienter les expériences où l’on souhaite atteindre un état final donné. Les connaissances fondamentales recueillies dans le cadre du projet en alimenteront un autre, plus ambitieux, qui a pour but la conception de nouveaux matériaux dotés de propriétés précises., expected results english : In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators., expected results french : À court terme, les résultats prévus sont des collaborations renforcées dans l’ensemble de l’industrie, du milieu universitaire et du gouvernement afin d’appuyer l’excellence en recherche. À moyen terme, les résultats prévus sont le développement de technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs., additional information english : nan, additional information french : nan, owner organization : nrc-cnrc, owner organization title : National Research Council Canada | Conseil national de recherches Canada