Projektbeschreibung
Mit unkonventionellen In-situ-Wachstumsmethoden funktionelle plasmonische Metamaterialien herstellen
Mit Nanomustern versehene Oberflächen weisen einzigartige Eigenschaften auf, die revolutionäre Technologien nach sich ziehen könnten. Bei der Bottom-up-Synthese werden Nanomaterialien Atom für Atom aufgebaut, was in der Regel in kolloidalen Nanopartikelsuspensionen resultiert, die später auf einer Oberfläche zusammengefügt werden. Alternativ dazu kann das Wachstum von unten nach oben direkt auf einem Substrat erfolgen, jedoch sind die sogenannten „In-situ“-Wachstumsrouten noch weitgehend unerforscht. Das Ziel des ERC-finanzierten Projekts NANOGROWDIRECT lautet, die Qualität und Vielseitigkeit einer Klasse von Ansätzen zu verbessern, über die wir nur unzureichende Kenntnisse haben. Das NANOGROWDIRECT-Team wendet eine unkonventionelle Methode an, die als chemisches Kontrastwachstum in situ bezeichnet wird, und nutzt den präzisen chemischen Kontrast im Nanometerbereich, um die Bildung von Nanostrukturen an vorher festgelegten Stellen anzuregen. Bei der Arbeit des Projekts werden Nasschemie, Fluiddynamik und externe elektromagnetische und elektrochemische Potenziale kombiniert, um eine umfassende Kontrolle über die physikalisch-chemischen Eigenschaften, die Kristallografie und die Oberflächenchemie der gewachsenen Nanostrukturen zu erreichen.
Ziel
Due to their unique physicochemical properties, nanopatterned surfaces can contribute to important technological innovations for efficient optical and communication devices, long-lasting batteries, and ultrasensitive diagnostic devices. Bottom-up synthesis enable to construct nanomaterials atom-by-atom from precursors using synthetic chemistry, usually producing colloidal nanoparticle suspensions that are later assembled on a surface. Alternatively, the fabrication process can be greatly simplified by instead applying bottom-up growth directly on a substrate. However, these “in situ” growth routes remain largely unexplored and poorly understood.
To address this knowledge gap and improve versatility and quality of this class of approaches, I propose to use an unconventional methodology called “chemical contrast in situ growth” or CC-iSG, where precise nanometric chemical contrast drives nanostructure formation at pre-determined sites.
With NANOGROWDIRECT, I will develop a foundational understanding of CC-iSG through the interrogation of fundamental synthetic aspects, and maximize its potential for achieving exemplary control over nanoscale properties of nanosurfaces and metamaterials. I will interrogate the effect of the identity, concentration, and delivery of various reactants to the pre-determined reaction sites, with focus on chemical control (Objective 1) and fluid dynamic control (Objective 2). I will also test the use non-chemical external factors, such as electromagnetic fields (Objective 3), and electrochemical potentials (Objective 4).
In the short term, CC-iSG will open up unexplored directions for engineering physicochemical properties of patterned nanosurfaces, combining wet-chemistry and external stimuli. Consequently in the long term, the far-reaching impacts of NANOGROWDIRECT will go beyond the field of nanochemistry, and yield breakthroughs in (photo/electro)catalysis, energy production and storage, medicine, and communications.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
39005 Santander
Spanien