Projektbeschreibung
Warum chirale Moleküle wie Elektronenspinfilter wirken
Chirale Moleküle weisen zwei verschieden symmetrische Enantiomere auf, die einander wie die rechte und die linke Hand ähneln. Während sich Elektronen durch chirale Moleküle bewegen, verhalten sie sich so, als ob ein Magnetfeld auf sie einwirkt. Dieses Feld steht in Wechselwirkung mit ihrem Spin, sodass, wenn ein Elektron durch chirale Moleküle übertragen wird, ein Spin gegenüber dem anderen bevorzugt wird, wobei eine Abhängigkeit von der Händigkeit der Moleküle und der Bewegungsrichtung des Elektrons besteht. Diese chiralitätsinduzierte Spinselektivität hat wichtige Auswirkungen auf die Chemie und sorgt beispielsweise für eine bessere Steuerbarkeit enantioselektiver Reaktionen und eine einfachere Enantiomertrennung. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt CISSE wird eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen europäischen, amerikanischen und israelischen Forschenden aufbauen, um die diesem Effekt zugrunde liegenden Mechanismen zu erkunden.
Ziel
Chirality is often considered as a structural properties of molecules, but the concept also applies to elementary particles having a non-zero spin, i.e. electrons at rest are achiral but they acquire a helicity (chirality) in the direction of motion. Consequently, electrons are filtered according to their spin when crossing chiral materials. This newly uncovered chiral-induced spin selectivity (CISS) effect is surprisingly large. Spin polarization up to 100% has been demonstrated paving the way to multiple applications in chemistry, such as improved control of enantioselective reactions and easier separation of enantiomers. Impacts are also expected in physics (spintronics) and biology (molecular recognition of biomolecules, origin of bio-homo-chirality, magnetic compass of migratory songbirds). CISS effect is theoretically ill-defined. Sound structure-property relationship lacks also for the link between molecule chirality and CISS effect magnitude. CISSE proposal intends to contribute to a giant leap forward in the knowledge of CISS effect by putting together some of the best European, American and Israeli experts of the field, who will work towards its fundamental understanding. To this end, members of the CISSE consortium have been selected for their expertise and complementarities encompassing: synthetic chemistry, electrochemistry, surface science, bio-physical chemistry, quantum chemistry, nanoscience, industrial processes, analytical chemistry, and scientific instrument developments. Importantly, some beneficiaries have filled the first patent applications on CISS effect and have started to valorize them. Considerable scope for new discoveries and invention remains because the field of CISS effect is still in its infancy. The topic is particularly suited to educate ESRs because of its novelty and potential. To gain a different perspective on their research activities, ESRs will also contribute to an artistic creation highlighting spin and chirality.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-TMA-MSCA-DN - HORIZON TMA MSCA Doctoral NetworksKoordinator
1050 Bruxelles / Brussel
Belgien