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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Tailoring Metal-Organic Framework Glasses with Higher Fracture Toughness

Descripción del proyecto

Mejorar la resistencia a la fractura de los vidrios porosos nuevos

Los vidrios porosos la cerámica porosos son materiales prometedores para las aplicaciones de catálisis, separación y almacenamiento. Los marcos organometálicos (MOM, o MOF por sus siglas en inglés) tienen poros estructurales que los hacen muy interesantes para este tipo de aplicaciones. Recientemente, se descubrió que las estructuras de imidazolato zeolítico , un subconjunto de MOM con alta porosidad, se pueden derretir y convertir en vidrio. En el proyecto ToughMOF, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se emplean métodos avanzados experimentales e «in silico» para abordar los problemas relacionados con la baja resistencia a la fractura de estos materiales e identificar estructuras de vidrio optimizadas con un rendimiento mecánico mejorado.

Objetivo

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of organic-inorganic hybrid materials with high porosity. Recently, it has been discovered that a subset of MOFs, namely zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs), can be melted and quenched into glasses. This makes it possible to prepare bulk, transparent ZIF glasses with modifiable organic and inorganic building units. However, preliminary results have shown that one of the representative ZIF glasses, ZIF-62, exhibits lower fracture toughness than most traditional oxide glasses. This seriously limits the scope of possible ZIF glass applications within, e.g. gas separation and storage.

In the proposed project, we will explore the composition-structure-mechanical property relationship of ZIF glasses. The aim is to optimize the glass composition and structure to achieve improved fracture toughness, while not significantly lowering the strength and stiffness. To this end, we will first systematically vary the ZIF glass structure by tuning the composition, thermal history, and pressure history, in addition to subjecting the glasses to irradiation by heavy ions. Then the mechanical properties of the different glasses will be measured. Finally, these experiments will be complemented by atomistic simulations and machine learning predictions to identify optimized glass structures with improved mechanical performance.

The project builds on complementary expertise of the fellow applicant (atomistic simulations, machine learning) and supervisor (mechanics, MOF glasses). Together with the research and training environment provided by the host organization (Aalborg University, Denmark), this will ensure the achievement of this timely and innovative project as well as the dissemination and exploitation of the expected results. The research outputs will lead to new understanding of fracture behavior of MOF materials. The fellow applicant will emerge from the project with new skills, and the capability to launch his own research group.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) H2020-MSCA-IF-2020

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Coordinador

AALBORG UNIVERSITET
Aportación neta de la UEn
€ 207 312,00
Dirección
FREDRIK BAJERS VEJ 7K
9220 Aalborg
Dinamarca
Región
Danmark Nordjylland Nordjylland
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 207 312,00