Projektbeschreibung
Innovative Werkzeuge nehmen Grenzflächen im Nanometerbereich genau unter die Lupe
Bei der Entwicklung von Bauelementen stellt die technische Gestaltung der Grenzflächen zwischen zwei unterschiedlichen Materialien eine zentrale Aufgabe dar, da auf diese Weise ganz entscheidend Funktionalität und Leistung beeinflusst werden können. Struktur und chemische Zusammensetzung eines Festkörpers, der mit einer Flüssigkeit in Berührung kommt, können auf Parameter wie den Ladungstransport, die Selektivität von Sensoren und die Elektrodenstabilität einwirken. Oft werden Defekte in Grenzflächenmaterialien eingebaut, um die Funktion zu optimieren. Das EU-finanzierte Projekt 2D-Liquid wird neuartige Nanoskopiewerkzeuge entwickeln, die in situ unter Umgebungsbedingungen arbeiten. Sie werden eingesetzt, um die Wirkungsweise von Oberflächendefekten auf die Dynamik von Oberflächenladungen zu untersuchen und zu charakterisieren, wobei zweidimensionale Feststoffnanomaterialien und flüssige Elektrolyte den Schwerpunkt bilden.
Ziel
In this project, we will introduce a myriad of nanoscopy techniques to investigate the liquid-solid interactions taking advantage of either engineered defects or defects already hosted in 2D materials. We will address the pertinent question on the mechanism of reactivity of 2D materials with aqueous electrolytes at ambient conditions and the role of the defects on the dynamics of interfacial charges. At the start of the project, we will explore defects hosted in two classes of 2D materials: hexagonal boron nitride (h-BN) and transition metal dichalcogenides (TMDs). Our plans are to define strategies to extend defect imaging combined with other characterization approaches to a multitude of 2D materials. In parallel, we will explore the role of interfacial liquid taking advantage of novel nanofluidic platforms termed angstrom slits that will allow fine-tuning the balance between 2D and 3D liquid. To control defect density in 2D materials, we will use approaches based on focused ion beam irradiation with Xenon and Helium ions
We will adapt and develop different nanoscopy tools such as single-molecule localization microscopy (SMLM), single-particle tracking, Point Accumulation for Imaging in Nanoscale Topography (PAINT) Minimal Emission Fluxes Microscopy MINFLUX and Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). All nanoscopy modalities used in 2D-LIQUID project can operate in situ under ambient conditions and are compatible with the probing of defect chemistry, charge dynamics in different pH environments, and under different solvents or solvent mixtures. We believe that obtained insights regarding the role of defects in dynamics of the surface charges will shed light on the water and ion transport through nanopores, nanotubes but also ultimately narrow angstrom. Our findings will propel the development of nanofluidics, biosensing, energy harvesting, molecular separation and other nanoscale technologies that exploit liquid 2D-material interfaces.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-ADG
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1015 Lausanne
Schweiz