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Quantum Sensing with Metal-Organic Frameworks: DFT, Molecular Dynamics and Machine Learning Exploration

Projektbeschreibung

Quantensensor-gestützte metallorganische Gerüste mit bisher unerreichter Empfindlichkeit

Die Gassensorik ist für die Umweltüberwachung und die industrielle Sicherheit unverzichtbar. Metallorganische Gerüste – poröse Strukturen mit großer Oberfläche, die mit selektiven, funktionellen Liganden maßgeschneidert werden können – sind vielversprechende Sensor- und Sequestrationseinheiten. Ihre Empfindlichkeit und Selektivität sind derzeit allerdings begrenzt. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts SEQUOIA wird die Integration molekularer Quantensensoren in metallorganischen Gerüsten untersucht, um physikalische Eigenschaften von Magnetfeldern bis hin zur molekularen Dynamik mit bisher unerreichter Empfindlichkeit zu messen. Durch den Einsatz von Quantenchemie, maschinellem Lernen und ab-initio-Spinrelaxationstheorie wird SEQUOIA innovative metallorganische Gerüste charakterisieren und den Weg zu maßgeschneiderten, Quantensensor-gestützten metallorganischen Gerüsten für den Nachweis von Spuren von Gasen/Schadstoffen in Luft und Wasser ebnen.

Ziel

Metal-organic frameworks (MOFs) are composed of metal ions coordinated with organic ligands to form porous structures with high surface areas, making them suitable for a wide range of industrial applications. For instance, MOFs exhibit sensitivity to various molecules and gases due to their high surface area and tailored pores. As such, they can be employed in gas sensors for detecting volatile organic compounds, environmental pollutants, and toxic gases, enabling important applications in environmental monitoring and industrial safety. Despite the incredible success of MOFs as a sensing strategy and sequestration agent, only macroscopic quantities of segregated compounds can be effectively sensed. My project SEnsing with QUantum OrganometallIc frAmeworks (SEQUOIA) will pave the way to the exploitation of quantum sensing for the detection of traces of gases/pollutants in air and water by exploring the potential of MOFs decorated with molecular quantum sensors. Quantum sensing is an emerging area of quantum information science that enables the measurement of physical properties using quantum objects (qubits). Quantum sensors are far more precise than their classical counterpart, potentially allowing them to probe a vast range of physical properties, from magnetic fields to gravity, with unprecedented sensitivity. In particular, molecular qubits represent one of the latest frontiers of spin-based quantum sensors, where long spin coherence times are combined with chemical versatility and the possibility to tailor molecular structures in order to tune the sensor’s properties and tailor sensor-target interactions. SEQUOIA will bring together a diverse set of advanced simulation techniques such as quantum chemistry, machine learning and ab initio spin relaxation theory to deliver an unprecedented computational characterization of the properties of MOFs in realistic environments and thus provide a blueprint for the realization of this cutting-edge technology.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 215 534,40
Adresse
COLLEGE GREEN TRINITY COLLEGE
D02 CX56 Dublin
Irland

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Region
Ireland Eastern and Midland Dublin
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

Keine Daten
Mein Booklet 0 0