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

Description du projet

Des MOF améliorés par des capteurs quantiques avec une sensibilité sans précédent

La détection des gaz est essentielle à la surveillance de l’environnement et à la sécurité industrielle. Les réseaux métallo-organiques (MOF pour «metal-organic frameworks»), des structures poreuses avec des surfaces élevées qui peuvent être adaptées avec des ligands sélectifs et fonctionnels, sont des entités de détection et de séquestration très prometteuses. Leur sensibilité et leur sélectivité sont toutefois encore limitées. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SEQUOIA étudiera l’intégration de capteurs quantiques moléculaires dans les MOF afin de mesurer des propriétés physiques allant des champs magnétiques à la dynamique moléculaire avec une sensibilité sans précédent. En s’appuyant sur la chimie quantique, l’apprentissage automatique et la théorie ab initio de la relaxation de spin, SEQUOIA caractérisera des MOF innovants et ouvrira la voie à des MOF sur mesure, améliorés par des capteurs quantiques, pour la détection de traces de gaz/polluants dans l’air et dans l’eau.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

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

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

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

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Région
Ireland Eastern and Midland Dublin
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

Aucune donnée
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