Projektbeschreibung
Die Funktionsweise bioelektronischer Materialien durchschauen
Als Bioelektronik wird ein Bereich bezeichnet, in dem elektronische Bauelemente und biologisches Wissen in Form von Diagnose- und Behandlungsgeräten kombiniert werden, mit denen zum Beispiel der Blutzuckerspiegel bei von Diabetes Betroffenen überwacht wird. Geräte dieser Art erfordern biologisch inspirierte Schnittstellen, die organische Materialien und Mikroelektronik beinhalten. Hauptziel des EU-finanzierten Projekts A-TO-B ist, organische bioelektronische Materialien besser zu verstehen und grundlegende Erkenntnisse über ihre Struktur und Funktion zu gewinnen. Die Forschenden werden sich mit ihrer Arbeit über die existierenden Simulationsmodelle hinaus orientieren, um zu erkunden, wieso bestimmte Materialien bessere Leistungseigenschaften aufweisen. Das Projekt wird neue Werkzeuge für das Gebiet der Bioelektronik bieten, um physikalische und rechnerische Aspekte vorhandener oder neuartiger Materialien zu bewerten.
Ziel
The goal of bioelectronics is to interface electrical devices with living tissues, cells and biological fluids to achieve a range of functions: from monitoring biological activity to controlling neuron signals and administering drugs. The materials developed to build these interfaces are typically organic materials containing polymeric conjugated chains combined with ionic components in water. At the moment there is no clear structure-function theory for these materials and no microscopic understanding of how they operate or why some of them perform better. The overall goal of this proposal is (i) to lay the foundations for atomistic modelling of organic bioelectronics materials, (ii) to derive structure-property relations from the study a range of experimentally relevant systems and (iii) to address some of the most pressing scientific questions arising in the field. These objectives cannot be achieved with any of the existing methodologies. The physics of ion dynamics coupled with the dynamics of very fast electrons is new and outside the capabilities of current classical or quantum simulation tools. The materials are chemically too complex and diverse to simulate a sufficient number of them with the common methods of soft matter simulations. This proposal addresses both the physical aspects (developing a new method to describe ion-electron coupled dynamics) and the computational aspects (devising a scheme for accelerated simulations of polymeric materials), providing this research field with a robust and predictive theory.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
L69 7ZX Liverpool
Vereinigtes Königreich