Descrizione del progetto
Indagare il comportamento dinamico dei materiali polimerici intelligenti con l’ausilio di metodi meccanochimici
I polimeri intelligenti, noti anche come polimeri sensibili agli stimoli, sono materiali dalle prestazioni elevate che cambiano in risposta al loro ambiente. È sufficiente una piccola variazione di temperatura, luce o di un altro parametro per indurre un grande cambiamento nel comportamento di tali materiali. Il progetto ReHuse, finanziato dall’UE, si concentrerà sulla produzione di un cambiamento nel comportamento dei polimeri intelligenti avvalendosi della forza meccanica, finora trascurata. Il lavoro del progetto sarà orientato alla produzione di cambiamenti isotermici e reversibili nelle proprietà dei materiali sfusi mediante l’applicazione di forze meccaniche. I ricercatori intendono attivare, a livello meccanochimico, legami covalenti nei polimeri sfusi applicando meccanofori eterolitici reversibili, ossia piattaforme molecolari che generano e ricombinano dinamicamente due frammenti (macro)molecolari di carica opposta attraverso la stimolazione meccanica.
Obiettivo
Stimuli-responsive polymers adapt their properties in response to external cues. Engineering such “smart” behaviour in artificial systems by molecular design is an exciting fundamental challenge that can lead to technological breakthroughs. Most stimuli-responsive polymers rely on heat and light to trigger changes in materials properties in a predictable fashion. However, limitations intrinsic to these stimuli highlight the necessity of alternative strategies. Naturally evolved systems widely exploit mechanical stimulation to regulate their functions, but recreating such concept in artificial materials has proven extremely challenging thus far.
ReHuse proposes a radically new approach that focuses on the application of mechanical force to induce changes in bulk materials properties isothermally and reversibly. The research project aims at pushing the frontiers of covalent mechanochemistry through the development of reversible heterolytic mechanophores –molecular platforms that dynamically generate and recombine two oppositely charged (macro)molecular fragments upon mechanical stimulation. These new motifs will enable dynamic chemistries involving organic ionic species in solid-state systems in two different types of advanced bulk materials. Combining reversible mechanochemistry and dynamic covalent chemistry will lead to dynamic covalent polymers displaying selective mechanoresponsiveness. This concept will be leveraged to create recyclable materials. The reversible generation of charges from the heterolytic scission will enable to modulate hydrophilicity/hydrophobicity dynamically. Such principles will be explored to set the groundwork for mechano-responsive atmospheric water harvesters. This interdisciplinary research project will advance our understanding of mechanochemistry and, more importantly, will usher new avenues for its productive and repeatable use in adaptive materials.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
43007 Tarragona
Spagna