Radionica posvećena integraciji simulacija i eksperimenata za napredne industrijske primene, u organizaciji Instituta za fiziku Univerziteta u Beogradu (dr Miljan Dašić, dr Igor Stanković i dr Jelena Pešić) i Instituta tehničkih nauka SANU (Mateja Jovanović, dr Lidija Mančić), održana je 13. januara 2026. godine u Palati Srpske akademije nauka i umetnosti u Beogradu. Radionica je okupila istraživače iz akademskih i privrednih organizacija iz Srbije, Nemačke, Češke, Čilea, Austrije, Velike Britanije i Francuske, koji su predstavili najnovije rezultate istraživačkih i industrijskih aktivnosti u okviru tri projekta finansirana od strane Evropske unije: BLESSED, ULTIMATE-I i HIP-2d-QM. Tematski fokus radionice obuhvatio je gorivne ćelije i funkcionalne materijale, napredne metode simulacija, kao i tekstile za optičke i svemirske primene, a predstavljeni radovi demonstrirali su izuzetnu sinergiju između eksperimentalnih tehnika i računarskih simulacija na više skala – od atomističkog do kontinuum nivoa.
ReaxFF and classical potentials for modeling the interaction of small molecules with graphene
Predavač: Dr Igor Stanković (Institut za fiziku Beograd; Senzor Infiz, Beograd)
Projekat: ULTIMATE-I
Dr Stanković je predstavio istraživanja kolektivne dinamike malih molekula u nanosistemima baziranim na ugljeniku. Prvi primer odnosio se na mehanizam interkalacije aluminijum-fluorida (AlF₃) u grafitne elektrode za punjive aluminijumske baterije, gde su kombinovane skenirajuća tunelska mikroskopija, DFT proračuni i molekularna dinamika velikih razmera. Drugi primer je istakao ulogu dinamike molekula vode u feroelektričnom odgovoru uređaja baziranih na grafenskim nanotrakama. Pokazano je da molekuli vode stabilizuju feroelektrični efekat kroz međumolekulske Kulonove interakcije, što ima implikacije za neuromorfno računarstvo i memorijske uređaje.
Engineering Current Paths in MoS₂ Nanonetworks for Thin-Film Electronics
Predavač: Dr Jelena Pešić (Institut za fiziku Beograd; Montan univerzitet Leoben, Austrija)
Projekat: 2D-HIP-QM
Dr Pešić je predstavila istraživanje MoS₂ nanomreža procesiranih iz rastvora za skalabilnu tankoslojnu elektroniku. Kombinacijom in-operando Kelvin probne mikroskopije sile i mrežnog modela baziranog na dijagramima, identifikovane su dominantne putanje struje i veliki padovi potencijala na preklopima između nanočestica. Rezultati pokazuju da otpor spojeva obično premašuje otpor unutar samih ljuspica, što objašnjava zašto je transport naelektrisanja u ovom mrežama uglavnom ograničen spojevima.
Development of Carbon Fiber–Reinforced Polymer Replicated Mirrors for Lightweight Visible-Long-Wave Infrared Optics
Predavač: Dr Karlos Garsija (Univerzitet Federiko Santa Marija, Valparaiso, Čile)
Projekat: ULTIMATE-I
Dr Garsija je predstavio kompletan proces replikacije za izradu sferičnih, paraboličnih i ravnih optičkih ogledala prečnika do jednog metra od ugljeničnih vlakana ojačanih polimerom (CFRP). Proces obuhvata preciznu pripremu kalupa (mandrela), polaganje CFRP slojeva i konsolidaciju, vakuumsko pakovanje, termičko očvršćavanje i nanošenje reflektivnih premaza poput zlata. Metrologija kombinuje klasične testove (knife-edge/Ronchi) sa interferometrijskim merenjima za kvantifikaciju forme površine i optičkog kvaliteta. Ciljne metrike uključuju tačnost forme u vidljivom opsegu konzistentnu sa Rejlijevim kriterijumom λ/4 (~520–550 nm), nisku mikrohrapavost i integrisano rasejanje, kao i visoku reflektivnost od vidljivog do dalekog infracrvenog spektra (LWIR, 8–14 μm). Predstavljene su potencijalne primene koje se protežu od edukativnih i amaterskih teleskopa, preko segmentirane profesionalne optike, solarnih koncentratora i detektorskih sistema, do CubeSat misija za posmatranje Zemlje u dalekom infracrvenom opsegu.
Freudenberg Technology Innovation: Advancing Materials and Processes Through Simulation
Predavači: Matijas Baldofski (Freudenberg Technology Innovation, Vajnhajm, Nemačka) i dr Marcin Ribicki (Freudenberg e-Power Systems, Minhen, Nemačka)
Projekat: BLESSED
Prezentacija daje pregled kompanije Freudenberg i njene centralne jedinice za istraživanje i razvoj — Freudenberg Technology Innovation (FTI). Poseban fokus bio je na odeljenju za digitalno modelovanje koje unapređuje pristupe zasnovane na simulacijama za ubrzanje inovacija u materijalima i proizvodima. Predstavljena je integracija računarskih metoda — od atomističkih i molekularno-dinamičkih simulacija do kontinuum modelovanja — u razvojni proces, uz primere sinergije eksperimentalnog istraživanja i digitalnog modelovanja.
Multiscale Modeling of Enzyme-Substrate Interactions
Predavač: Dr Miljan Dašić (J. Hejrovski institut za fizičku hemiju, Prag, Češka; Institut za fiziku Beograd)
Projekat: BLESSED
Dr Dašić je predstavio višeskalni pristup modelovanju baziran na molekularnoj dinamici i krupnozrnastim simulacijama za proučavanje prepoznavanja, vezivanja i procesiranja supstrata od strane enzima. Zahvaljujući kombinaciji atomističkih simulacija sa poboljšanim uzorkovanjem i krupnozrnastim prikazima, zabeleženi su i lokalni obrasci interakcija i dugotrajna konformaciona dinamika koja kontroliše afinitet vezivanja i katalitičku efikasnost.
Understanding Electrode Fabrication and Carbon Degradation in PEMFCs Studies using Density Functional Theory and Discrete Element Method Simulations
Predavači: Matilde Ruso (Freudenberg Technology Innovation, Vajnhajm, Nemačka; Imperial College London, Velika Britanija) i Surab Barat Vidžajaraghavan (Freudenberg Technology Innovation, Vajnhajm, Nemačka; Univerzitet Pikardije, Amjen, Francuska)
Projekat: BLESSED
Prezentacija se bavila kritičnim aspektima katalitičkog sloja u proton-izmenjivačkim membranskim gorivnim ćelijama (PEMFC). Prvi deo je obuhvatio DFT analizu oksidacije ugljeničnog nosača (korozije ugljenika) u elektrokatalitičkom vodenom okruženju, gde je naftalen korišćen kao model jedinjenje. Izrađen je mehanizam elementarnih reakcija sa energetskim barijerama radi identifikacije koraka koji određuju brzinu u ukupnom procesu degradacije ugljenika. Drugi deo predstavio je novi model metodom diskretnih elemenata (DEM) za simulaciju dinamike agregacije ugljeničnog katalizatora tokom fabrikacije elektroda. Model simulira formiranje mikrostrukture elektrode od disperzije do sušenja, a dobijena mikrostruktura se digitalno karakteriše za validaciju protiv tomografskih podataka.
Hydration-Controlled Water Network Formation and Density in Crystalline and Amorphous Nafion Membranes
Predavač: Mateja Jovanović (Freudenberg Technology Innovation, Vajnhajm, Nemačka , Institut tehničkih nauka SANU)
Projekat: BLESSED
Mateja Jovanović je predstavio istraživanje odnosa gustine i hidratacije u amorfnim i kristalnim Nafion membranama korišćenjem molekularnih simulacija. PEM gorivne ćelije oslanjaju se na hidratirane polimerne membrane poput Nafiona, čija su gustina i transportna svojstva određena nanoskalnim strukturnim uređenjem. Analiza klasterovanja vode otkrila je jasan prelaz vođen hidratacijom od izolovanih vodenih domena do perkolirajućih i potpuno povezanih mreža. Kristalni sistemi pokazuju raniju perkolaciju i veće gustine na svim nivoima hidratacije usled poboljšanog molekularnog pakovanja omogućenog uređenim polimernim kosturima i poravnatim vodenim kanalima, što je potvrđeno Voronoj analizom. Radi poboljšanja molekularnog opisa protonovanih okruženja, dodatno je izvršena reparametrizacija polja sila za hidronijum korišćenjem DFT referentnih podataka, obezbeđujući konzistentnost sa primenjenim modelom vode i realističnu lokalnu solvatacionu strukturu.
