Opis projektu
Autonomiczne nanoukłady pływające zasilane światłem, które poruszają się i działają w ciemności
Inspirując się naturą, naukowcy mogą projektować niewielkie urządzenia, które pobierają energię z otoczenia i przekształcają ją w ruch, naśladując naturalne mikroorganizmy pływające. Obecnie wykorzystywane nanoukłady pływające wymagają jednak stałego dostarczania energii do poprawnego funkcjonowania, co ogranicza możliwość ich zastosowania w określonych środowiskach – na przykład w warunkach, w których niemożliwe jest rozpraszanie światła. W ramach finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych projektu PhotoSwim opracowane zostaną hybrydowe nanoukłady pływające obejmujące nie tylko materiały fotokatalityczne, ale także luminescencyjne. Materiały te umożliwią tym układom aktywowanym światłem przechowywanie i emitowanie wystarczającej ilości energii, aby kontynuować pracę przy braku stałego dopływu światła. Dodatkową zaletą luminescencji będzie zapewnienie możliwości śledzenia ich ruchu. Naukowcy przyjrzą się bliżej zagadnieniu programowania aktywacji ruchu nanoukładów pływających w ciemności poprzez modulowanie transferu energii oraz ładunku między komponentami.
Cel
The realization of smart nanoswimmers capable of moving and performing desired tasks in an aqueous environment is a technological challenge due to the viscous and thermal forces exerted upon them. While various types of external stimulus can be used to activate their autonomous motion, light is the easiest to operate and most flexible, due to the opportunities that it offers for motion modulation through intensity, wavelength, and direction. However, such optical control is affected by the properties of the aqueous media, limiting the applicability of light-driven nanoswimmers to non-scattering environments. The novel approach of this project (PhotoSwim) is the design of hybrid nanoswimmers that consist not only of photocatalytic but also persistent luminescent materials in order to provide triple light-responsive, light-storage, and light-emissive properties at the material level. This project will explore the potential of these innovative photoactivated swimmers to: (1) store and emit sufficient light energy to maintain motion in the absence of external irradiation, (2) exhibit long-term luminescence for tracking purposes, (3) move and interact with their surroundings at high speeds due to efficient charge pair separation and (4) achieve a major control over their motion by wavelength tunability. The knowledge obtained will then be used to expand the applicability of these hybrid nanoswimmers in scenarios of limited light penetrability. Specifically, their capabilities to maintain their photoactivity in the presence of chemical and biological interferences, along with real-time monitoring of their location by the emitted luminescence, will be tested. In this way, the potential of advanced multi-functioning nanoswimmers to keep moving and interacting with the surroundings in scenarios where the light supply is not fully available will be demonstrated.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticsautonomous robots
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistry
- natural scienceschemical sciencesphysical chemistry
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
43007 Tarragona
Hiszpania