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Bioinspired composite architectures for responsive 4 dimensional photonics

Descrizione del progetto

Conoscenze fondamentali sui sistemi fotonici naturali e reattivi

Nel nostro pianeta, dalla terra e dall’aria al suolo e all’acqua, gli organismi in una varietà di ecosistemi e climi hanno sviluppato la capacità di modificare il proprio colore, la riflettività e la visibilità per segnalare, camuffare, simulare, distrarre o persino regolare i processi biologici. Purtroppo, non è stato possibile creare dei veri analoghi sintetici a causa della complessità di questi sistemi. Il progetto BIO4D, finanziato dal CER, si propone di acquisire conoscenze fondamentali su questi processi e sviluppare un modello biomimetico accurato dei sistemi fotonici naturali e reattivi. Per raggiungere questo obiettivo, svilupperà strutture fotoniche 3D innovative e reattive utilizzando nanomateriali fotonici auto-ordinanti, insieme alla fabbricazione 3D all’avanguardia su nano e micro-scala, per consentire una varietà di comportamenti fotonici dinamici.

Obiettivo

BIO4D aims to achieve a fundamental understanding and develop a true biomimetic model of natural responsive photonic systems. From air (Paradise bird) to land (Panther chameleon), and soil (Hoplia Argentea beetle) to water (Neon Tetra fish), nature has enabled organisms to morph their colour, visibility, and reflectivity, to camouflage, signal, mimic, distract, and regulate biological processes. Due to the complexities of these systems, true synthetic analogues have not been achievable to date. BIO4D will develop novel responsive 3D photonic structures by combining self-ordering photonic nanomaterials with state-of-the-art 3D fabrication at the nano and micro-scale. This will enable dynamic photonic behaviour including controllable refractive index, adaptable reflectivity and transmission, angle independency, and stimuli response. This highly ambitious goal will be achieved by:

-Developing self-ordered photonic nanomaterials in stimuli responsive hydrogel networks.
-Understanding the effect of combining photonic substructures and superstructures (fabricated via 2-photon polymerisation) using Finite-difference time-domain analysis.
-Fabricating biomimetic 3D photonic structures from composite hydrogels, using 2-photon polymerisation.
-Demonstrating 4D photonic structures that show on-demand dynamic optical response.

This will enable truly biomimetic models through self-ordering nanomaterials (modelling keratin and chitin), stimuli-responsive materials (modelling motor proteins and actin filaments) and 3D direct laser writing (yielding ordered and disordered superstructures). These stimuli-responsive photonic structures will offer a direct pathway to applications in active display technologies, biometric recognition, polarisation encryption, and extremely low-cost sensing in liquid and gas. The fundamental breakthroughs that will be achieved will be far reaching in materials development, chemistry, and physics.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Contributo netto dell'UE
€ 1 498 579,00
Indirizzo
COLLEGE GREEN TRINITY COLLEGE
D02 CX56 Dublin
Irlanda
Regione
Ireland Eastern and Midland Dublin
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 498 579,00

Beneficiari (1)