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In-silico Models for the Design of Mechanochromic Functionalized Polymers

Descrizione del progetto

Materiali intelligenti che cambiano colore sotto sforzo

I materiali che cambiano colore quando vengono stirati, schiacciati o danneggiati possono fungere da sistemi di allerta precoce nei prodotti di uso quotidiano. L’obiettivo del progetto MaMa, finanziato dal CER, è quello di sviluppare potenti strumenti informatici per progettare tali materiali in modo razionale ed economico. Il gruppo di ricerca creerà dei polimeri in grado di reagire in modo visibile alle sollecitazioni meccaniche, aggiungendo speciali molecole che cambiano colore alle comuni materie plastiche ed elastomeri. Per mettere in relazione il comportamento molecolare con le prestazioni nel mondo reale, il progetto studierà come le forze influenzano le interazioni all’interno di questi materiali e come questo porta a cambiamenti di colore. I materiali intelligenti così ottenuti potrebbero essere utilizzati in rivestimenti protettivi, tessuti e componenti industriali.

Obiettivo

The MaMa project aims at developing integrated computational approaches enabling to describe and design new mechanochromic materials. In particular, we aim at rationally design technologically consistent commodity polymers with smart and intelligent features such as mechano-responsive elastomeric, thermoplastic and thermoset polymers by the introduction of chromogenic species in the polymeric matrix in the form of mechanophore chromophores. The inter- or intra-molecular interactions ruling the opto-mechanical behaviour of the chromophores within the polymer matrix, and thereby the macroscopically perceived colour, can be tuned by application of an external force and they will be the key issue to control - by suitable design of the chromophores and polymers- and to predict by theoretical tools.
In this respect the present project concerns, beside primary fundamental issues, such as the development of theoretical approaches for the description of photophysical processes in complex matrix, the handling, description and prediction of phenomena occurring from molecular to nano-scale in presence of an external stimulus such as pression/shearing or drawing.
We will focus on mechanochromic luminogenic materials based on strain-induced modulation of molecular covalent or non-covalent interactions, affecting phenomena like excimer modulation or aggregation-induced emission at the molecular chromogenic scale.
The functionalized smart materials designed can find real-life applications ranging from anti-counterfeiting systems for intelligent packaging, smart coatings and textiles, and optical indicators for the detections of cracks and fatigue issues in thermoset polymers.
The solid and active collaboration with leading experimental and theoretical chemists will allow for the efficient synthesis and characterization of the most promising demonstrators, to exhaustively validate the computational tools and to further illustrate the technological relevance of these materials.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

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

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Istituzione ospitante

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE PARIS
Contributo netto dell'UE
€ 2 350 000,00
Indirizzo
11 RUE PIERRE ET MARIE CURIE
75231 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 350 000,00

Beneficiari (2)