Exploiting vortices to suppress dispersion and reach new separation power boundaries

Projektinformationen

EVODIS

ID Finanzhilfevereinbarung: 679033

DOI 10.3030/679033

Abgeschlossenes Projekt

EK-Unterschriftsdatum 18 Februar 2016

Startdatum 1 März 2016

Enddatum 31 August 2021

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Gesamtkosten € 1 460 687,50

EU-Beitrag € 1 460 687,50

Koordiniert durch

VRIJE UNIVERSITEIT BRUSSEL
Belgium

Projektbeschreibung

Komplexe Herausforderungen bei Fluiden überwinden

In einer Zeit, in der zunehmend auf komplexe (bio-)chemische Messungen zurückgegriffen wird, reichen die derzeitigen analytischen Möglichkeiten nicht mehr aus. Im Bereich der Proteomik beispielsweise müssen Zehntausende Komponenten getrennt werden, wodurch die vorhandenen Werkzeuge an ihre Grenzen stoßen. Bei der Flüssigkeitschromatografie, dem wichtigsten Verfahren zur Trennung von Molekülen, gibt es Hindernisse beim Transport von Molekülen zwischen Trägerstrukturen mit ausreichender Geschwindigkeit. Um diese kritische Herausforderung zu bewältigen, lautet das Ziel des Projekts EVODIS, den Stofftransport seitlich zu beschleunigen, um über die reine Diffusion hinauszugehen. Durch die Schaffung von Mikrostrukturanordnungen und lokalen Elektroden in einer druckgetriebenen Kolonne werden im Rahmen von EVODIS anisotrope Wirbelströmungen erzeugt, um den lokalen Stoffaustausch zu verbessern. Dieser Ansatz hat weitreichende Auswirkungen auf verschiedene Strömungssysteme. Anisotrope Wirbelströmungen bieten Vorteile beim Mischen, in Bezug auf Bewuchsschutz und verbesserten Stofftransport und bei Emulgieranwendungen.

Ziel

The 21st century is expected to develop towards a society depending ever and ever more on (bio-)chemical measurements of fluids and matrices that are so complex they are well beyond the current analytical capabilities. Incremental improvements can no longer satisfy the current needs of e.g. the proteomics field, requiring the separation of tens of thousands of components. The pace of progress in these fields is therefore predominantly determined by that of analytical tools, whereby liquid chromatography is the most prominent technique to separate small molecules as well as macromolecules, based on differential interaction of each analyte with support structures giving it a unique migration velocity. To improve its performance, a faster transport between these structures needs to be generated. Unfortunately the commonly pursued strategy, relying on diffusion and reducing the structure size, has come to its limits due to practical limitations related to packing and fabrication of sub-micron support structures, pressure tolerance and viscous heating.
A ground-breaking step to advance chromatographic performance to another level would be to accelerate mass transport in the lateral direction, beyond the rate of diffusion only. To meet this requirement, an array of microstructures and local electrodes can be defined to create lateral electroosmotic vortices in a pressure-driven column, aiming to accelerate the local mass transfer in an anisotropic fashion. The achievement of ordered arrays of vortices is intimately linked to this requirement, which is also of broader importance for mixing, anti-fouling of membrane and reactor surfaces, enhanced mass transfer in reactor channels, emulsification, etc. Understanding and implementing anisotropic vortex flows will therefore not only revolutionize analytical and preparative separation procedures, but will also be highly relevant in all flow systems that benefit from enhanced mass transfer.

Wissenschaftliches Gebiet

• natural sciences › biological sciences › biochemistry › biomolecules › proteins › proteomics
• natural sciences › physical sciences › acoustics

Programm/Programme

• H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC) Main Programme

Thema/Themen

• ERC-StG-2015 - ERC Starting Grant

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

ERC-2015-STG

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

VRIJE UNIVERSITEIT BRUSSEL

• Netto-EU-Beitrag: € 1 460 687,50
• Adresse: PLEINLAAN 2 ; 1050 Bruxelles / Brussel ; Belgien
• Region: Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest › Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest › Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
• Aktivitätstyp: Higher or Secondary Education Establishments
• Gesamtkosten: € 1 460 687,50

Begünstigte (1)

VRIJE UNIVERSITEIT BRUSSEL

Belgien

• Netto-EU-Beitrag: € 1 460 687,50
• Adresse: PLEINLAAN 2 ; 1050 Bruxelles / Brussel
• Region: Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest › Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest › Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
• Aktivitätstyp: Higher or Secondary Education Establishments
• Gesamtkosten: € 1 460 687,50