Projektbeschreibung
Entschlüsselung der komplexen Struktur und Dynamik von Hydrogelen auf Kohlenhydratbasis
Gele sind halbfeste kolloidale Systeme mit weichen bis zähen Eigenschaften. Hydrogele auf Kohlenhydratbasis eignen sich dank ihrer Biokompatibilität und ihrer biologischen Abbaubarkeit für eine Vielzahl von Anwendungen von Gewebeimplantaten bis zur Dekontaminierung von Wasser. Sie sind jedoch auch mit hohen Produktionskosten und nicht nachhaltigen Herstellungsmethoden verbunden, die ihrer Weiterentwicklung im Wege stehen. Zudem sind sie auf molekularer und makroskopischer Ebene aufgrund ihrer strukturellen und dynamischen Komplexität nur sehr schwer zu charakterisieren. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt Sweet2Gel wird anhand einer Kombination aus Kernspinresonanzspektroskopie, molekularer Modellierung und tiefem Lernen neue Methoden entwickeln, um kohlenhydratbasierte Hydrogele auf der molekularen Ebene im Detail zu charakterisieren. Darüber hinaus wird es Vorhersagemodelle erarbeiten, die noch unbekannte Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften auf molekularer und makroskopischer Ebene aufdecken können.
Ziel
Gels are 3D entangled polymer or particle networks that present, simultaneously, solid and liquid-like properties. Gels are widely present in daily life products such as contact lenses, food thickeners, platforms for drug delivery, or wound healing ointments, among others. Carbohydrate-based hydrogels have gathered increasing attention for a wide range of biomedical and industrial applications (e.g. tissue engineering or water decontamination) due to their biocompatible, biodegradable and non-immunogenic features. However, the development of most gel-like materials is currently limited due their high production costs and greatly pollutant manufacturing techniques. In addition, the great structural complexity of gels, where different lengths scales and isotropic and anisotropic phases coexist, limit their characterisation at the molecular and macroscopic scales, thus hindering the design and development of functional gels with tailored properties. High Resolution Magic Angle Spinning (HR-MAS) and solid-state NMR (SSNMR) spectroscopy constitute the most powerful technologies to characterise the structure and dynamics of hydrogels at the molecular level, not accessible by other techniques. The specific objectives of the Sweet2Gel project are (i) to develop novel HR-MAS and SSNMR protocols for the characterisation of carbohydrate-based gels, (ii) to develop predictive deep-learning-based models that allow to decipher hidden relationships between the molecular and macroscopic properties of the gels and (iii) to improve the molecular models of carbohydrate gel particles by a combination of molecular dynamics and deep learning approaches. Hence, the Sweet2Gel Project aims to accelerate the development of a new generation of renewable materials with rationally designed properties for a wide range of applications.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
28006 Madrid
Spanien