De Tier1-supercomputer, die luistert naar de naam Sofia en die door de Vrije Universiteit Brussel (VUB) voor de komende zes jaar wordt beheerd in het Nexus Datacenter in Zellik, zal wetenschappers van een hele resem disciplines helpen bij hun wetenschappelijk onderzoek. Niet in het minst de scheikundigen van de VUB.
Die VUB-chemici, in het bijzonder de onderzoeksgroep ALGC (met professor Frank De Proft van de Chemical Theory group en professor Frederik Tielens van de Materials Modelling Group), behoren tot de meest intensieve gebruikers van supercomputerinfrastructuur binnen de universiteit. In 2024 nam de chemie maar liefst 39,4% van alle CPU-uren op de Hydra voor haar rekening. Hydra is de Tier2 supercomputer van de vorige generatie. De impact hiervan is duidelijk zichtbaar in de wetenschappelijke output: in de afgelopen vijf jaar maakten 134 peer-reviewed publicaties gebruik van Hydra’s rekenkracht, waarvan er 55 afkomstig zijn van onderzoekers binnen ALGC. Daarmee vertegenwoordigt de chemie 41% van alle VUB-publicaties die steunen op supercomputerberekeningen.
Met de komst van de nieuwe Tier1-supercomputer, die een aanzienlijke sprong in rekenkracht en efficiëntie biedt, staat de onderzoeksgroep klaar om haar werk verder uit te breiden. Supercomputers zijn voor bijna alle lopende projecten essentieel. Complexe simulaties, atomistische modellen van moleculen tot en met complexe innovatieve materialen en grootschalige berekeningen, met inbegrip van AI-toepassingen, zijn simpelweg onmogelijk zonder die infrastructuur. Tot nu toe deden de onderzoekers voornamelijk een beroep op Hydra voor dagelijkse berekeningen. Voor grootschaligere projecten konden ze terecht op Hortense, de voormalige Tier1 supercomputer die door de Gentse universiteit werd uitgebaat. De nieuwe Tier1 zal die rol met nog meer capaciteit en stabiliteit versterken.
Batterijen veiliger maken
De onderzoeksdomeinen waarin de VUB-chemici de komende jaren gebruik zullen maken van de nieuwe supercomputer zijn maatschappelijk bijzonder relevant. Zo bestuderen ze biomineralisatieprocessen, waaronder de vorming van nierstenen. Dat zijn eigenlijk kristallen die zich binnen het menselijk lichaam vormen en tot ernstige gezondheidsproblemen kunnen leiden. Door het kristalgroeiproces op atomair niveau te modelleren, hopen de onderzoekers nieuwe strategieën te ontwikkelen om niersteenvorming te voorkomen of te vertragen.
Daarnaast werkt de onderzoeksgroep samen met industriële partners aan de ontwikkeling van veiligere batterijmaterialen, met specifieke aandacht voor NMC-kathodes. Die bieden een hogere energiedichtheid dan conventionele alternatieven. Ook op theoretisch vlak blijft de groep vernieuwen: via Conceptual Density Functional Theory (CDFT) verfijnen ze methoden om chemische eigenschappen te voorspellen zonder elke interactie in detail te hoeven berekenen, wat het onderzoek aanzienlijk efficiënter maakt.
De nieuwe Tier1-supercomputer zal de VUB-chemici in staat stellen om sneller, nauwkeuriger en op grotere schaal te werken, wat zowel fundamentele inzichten als toepassingen in gezondheid, energie en materiaalkunde zal versnellen.