Descrizione del progetto
Modalità di ricarica delle superfici vegetali e come sfruttarle a livello tecnico
Le piante e gli alberi non sono solo i «polmoni» del mondo; le loro foglie sono infatti in grado di dare origine a carica elettrica quando, ad esempio, vi cadono sopra gocce di pioggia o altri materiali. Questa elettrificazione a contatto è rilevante per processi quali la stampa e la raccolta di energia, mentre in natura i campi elettrici influenzano fenomeni come l’impollinazione. Nonostante questa importanza, le conoscenze in merito al ruolo svolto dall’elettrificazione superficiale in natura sono limitate. Il progetto EpiC, finanziato dal CER, mira a scoprire il modo in cui le piante siano influenzate dall’elettrificazione e a verificare se la carica generata possa essere utilizzata per alimentare dispositivi artificiali, informazioni che potrebbero aiutare il team a rendere possibile il rilevamento ambientale, la robotica e i reattori sintetici con «foglie artificiali» autonome dal punto di vista energetico, proteggendo al contempo le piante che le ospitano.
Obiettivo
The materials on the outer plant surface create the world's largest bio-air interface. Invisibly, this surface spontaneously charges when hit by raindrops and solid materials. This is due to contact electrification, a phenomenon used in technologies like printing and energy harvesting. Yet, extraordinarily little is known about its role in nature and how biosurfaces charge.
EpiC will target two exciting and unresolved questions: a) can one exploit the generated charges to power high-tech devices at the leaf-air interface? and b) how is the organism affected by the electric fields generated on the outer leaf surface?
The core of EpiC is thus a detailed surface analysis to gain the highest resolved insights in solid and liquid contact electrification of biosurfaces. To achieve this, I will combine studies of materials surface charging, chemical, and topographical analyses with observations of cellular responses, plant growth, and adaptation.
This data set will then indicate how to engineer material systems named 'artificial leaves' that can be installed on the plant leaf or sprayed on it to harvest the contact charges for technical purposes. EpiC will eventually enable energy harvesting, environmental and plant health sensing, communication with robots, and electrocatalytic reactions - autonomously driven by electricity and reactants from the leaf environment. Moreover, I will develop additional features in the materials of the artificial leaf to specifically protect the plant and to boost its growth during energy harvesting.
The result of EpiC will be new insights into contact charging of materials in nature, its effect on plant life, and a ground-breaking, energy-autonomous, and sustainable technology platform for the world's most significant bio-air interface with cross-disciplinary impact in materials science, environmental sensing and robotics, smarter agriculture, and plant-based bioelectrochemical systems.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze agricoleagricoltura, silvicoltura e pescaagricoltura
- ingegneria e tecnologiaingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informaticaingegneria elettronicarobotica
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-COG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
56127 Pisa
Italia