Projektbeschreibung
Bleifreie Sensoren züchten
Jedes Jahr werden in der Industrie Milliarden von piezoelektrischen Sensoren in medizinischen Geräten, Flugzeugen und Brücken verbaut. Diese Sensoren wandeln physischen Druck in Elektrizität um. Die meisten davon bestehen aus Blei-Zirkonium-Titanat, einer Keramik, die giftiges Blei enthält. Selbst neuere grüne Optionen erfordern seltene Mineralien und einen hohen Energieverbrauch bei der Herstellung. Das ERC-finanzierte Projekt Pb-FREE möchte dieses Muster ändern, indem Kristalle aus Aminosäuren und Peptiden bei Raumtemperatur gezüchtet werden. Bei dieser Methode werden Schwermetalle und Abfälle vermieden. Mittels maschinellem Lernen werden die Forscherinnen und Forscher haltbare Materialien entwerfen und stabile Verfahren für das Wachstum dieser Strukturen entwickeln. Im Rahmen des Projekts werden überdies Systeme gebaut, um diese Kristalle in der Elektronik zu erproben. Das Ziel ist der Ersatz giftiger Keramiken durch nachhaltige Sensoren, die aus den Grundbausteinen des Lebens gezüchtet werden.
Ziel
Billions of piezoelectric sensors are produced every year, improving the efficiency of many current and emerging technologies. By interconverting electrical and mechanical energy they enable medical device, infrastructure, automotive and aerospace industries, but with a huge environmental cost. The majority of piezoelectric sensors contain Lead Zirconium Titanate (PZT), the fabrication of which requires toxic lead oxide. Prominent lead-free alternatives are heavily processed, and rely on expensive, non-renewable materials such as Niobium.
Biological materials such as amino acids and peptides have emerged as exciting new piezoelectrics. Biomolecular-crystal assemblies can be grown at room temperature with no by-products, and do not require an external electric field to induce piezoelectricity, unlike PZT and other piezoceramics. Currently no research is focused on developing these crystals as reliable, solid-state sensors to integrate into conventional electronic devices, due to their high water solubility, uncontrolled growth, variable piezoelectric response, and difficulty in making electrical contact.
Pb-FREE will take on the ground-breaking challenge of developing biomolecular crystals as organic, low-cost, high-performance sensors, to out-perform and phase-out inorganic device components with dramatically reduced environmental impact. The project will rapidly accelerate the design, growth, and engineering of these novel piezoelectric materials under three pillars:
- An ambitious computational workflow will enable the design of super-piezoelectric crystalline assemblies by combining high-throughput quantum mechanical calculations with machine learning algorithms.
- A new method of growing polycrystalline biomolecules will be developed, allowing for easy, efficient creation of macroscopic piezoelectric structures.
- A state-of-the-art electromechanical testing suite will be established to characterise fully insulated and contacted biomolecular device components.
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. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Übergangsmetalle
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik elektrotechnische Industrie Piezoelektrika
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
- Limerick
Irland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.