Description du projet
Découverte des mécanismes qui contrôlent la résistance hydraulique des biofilms
L’encrassement biologique a des effets néfastes sur les systèmes membranaires, nuisant à la modularité des systèmes de filtration décentralisés et bon marché tels que les membranes gravitaires. La résistance hydraulique de la couche d’encrassement biologique est principalement contrôlée par un biofilm, dans lequel les communautés microbiennes sont intégrées dans une matrice polymère extracellulaire (MPE) auto-sécrétée, une structure semblable à un gel colloïdal. Des expériences ont révélé que la résistance hydraulique du biofilm varie en fonction de la pression hydrostatique. Comprendre comment la pression hydrostatique façonne la composition de la MPE, la distribution spatiale et la production des structures du biofilm est crucial pour réduire la résistance hydraulique du biofilm. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet MicroBioMem développera une plateforme microfluidique intégrée dans une barrière de membrane cryogel afin de minutieusement surveiller le développement du biofilm lié à la membrane et sa résistance hydraulique sous différentes pressions hydrostatiques.
Objectif
Membrane biofouling is an inevitable factor severely effecting the permeate flux of ultrafiltration systems. This impacts the scalability of cheap, decentralised, low hydrostatic pressure methods such as Gravity driven membrane filtration (GDM). The hydraulic resistance of the biofouling layer is primarily controlled by biofilm, microbial communities embedded within a self-secreted extracellular polymeric matrix (EPS), a structure akin to a colloidal gel. Mesoscale experiments have shown biofilm hydraulic resistance to vary with hydrostatic pressure, however the microscale biophysical interactions inducing this behaviour are unclear.
Understanding how hydrostatic pressure shapes EPS composition, spatial distribution and physical development of biofilm structures is crucial to establishing hydrodynamic strategies to reduce biofilm hydraulic resistance. With this proposal I will evaluate how EPS spatiotemporal distribution and local mechanical properties influence microscale fluid transport and the emergence of internal biofilm structures, to impact bulk biofilm hydraulic resistance, under a range of GDM hydrostatic pressures.
To achieve this, I will develop a microfluidic platform embedded with a cryogel membrane barrier, enabling detailed monitoring of membrane bound biofilm development and hydraulic resistance under different hydrostatic pressures. Deploying a correlative imaging approach, I will quantify EPS regulation, composition and local mechanics using state of the art optical visualisation techniques paired with microrheological methods from soft matter physics. Evolution of fluid transport will be mapped using particle imaging velocimetry. Relationships between composition and hydraulic resistance established on the microscale will then be tested for scalability on the mesoscale. By directly quantifying biofilm biophysical evolution, this project will offer invaluable insights untangling the microscale interactions governing biofilm hydraulic resistance.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
- sciences naturelles sciences physiques mécanique classique mécanique des fluides microfluidics
- sciences naturelles sciences physiques physique de la matière condensée physique de la matière molle
- sciences naturelles sciences physiques mécanique classique mécanique des fluides hydrostatique
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Mots‑clés
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions
PROGRAMME PRINCIPAL
Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme -
H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
8092 Zuerich
Suisse
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.