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Electronic Mesoscale Modeling of Organic Mixed Conductors

Descripción del proyecto

Descifrar los mecanismos moleculares de los materiales conductores orgánicos para aplicaciones sanitarias y energéticas

Los materiales orgánicos como los sensores biológicos, los electrodos y los dispositivos memristivos ofrecen oportunidades prometedoras en el diagnóstico y tratamiento médicos, el almacenamiento de energía y la computación neuromórfica. Estas aplicaciones se basan en conductores orgánicos mixtos iónico-electrónicos que convierten las corrientes iónicas en señales electrónicas. Sin embargo, los mecanismos moleculares que subyacen a sus propiedades todavía no se conocen bien. Financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto MIXCONDUCTORS caracterizará los conductores orgánicos mixtos iónico-electrónicos mediante simulaciones multiescala potenciadas por el aprendizaje automático para descubrir los mecanismos moleculares e identificar pautas para el diseño de materiales. Este método mejoraría la eficiencia computacional y ayudaría a predecir las propiedades a escala de los dispositivos. Al proporcionar información exhaustiva de las propiedades de dichos materiales, en MIXCONDUCTORS se guiaría el desarrollo de los materiales avanzados para las innovaciones sanitarias y energéticas sostenibles.

Objetivo

The promise of organic materials as biological sensors, electrodes, and memristive devices creates outstanding opportunities for medical diagnosis and treatment, energy storage, as well as neuromorphic computing. At the core of these applications are organic polymers that efficiently support both ionic and electronic transport and therefore are called organic mixed ionic-electronic conductors. These materials’ enabling feature is their ability to convert ionic currents into electronic signals, and vice versa. However, our understanding of these materials is incomplete and the molecular mechanisms underpinning their properties remain elusive. In MIXCONDUCTORS, I will describe and characterize mixed ionic-electronic conductors using machine learning-enhanced multiscale simulations to unravel molecular mechanisms and identify material design guidelines. I propose to use specific machine learning surrogate models to develop a new multiscale method with dramatically increased computational efficiency, unlocking the possibility of bottom-up simulations able to predict device-scale properties. The proposed multiscale method will be used to characterize in silico the growing library of organic mixed conductors, allowing me to uncover their common and/or unique strengths and discover material design guidelines. Finally, together with experimental collaborators, I will be in the position to unravel the molecular mechanisms underpinning some of mixed conductors’ unique properties, enabling me to formulate application-targeted material design guidelines. In summary, MIXCONDUCTORS will provide detailed and unprecedented understanding of the molecular mechanisms behind the functioning of emerging organic mixed ionic-electronic conductors, thereby informing the rational design of improved materials with ramifications for the development of devices that improve health and well-being and enable a future with clean and affordable energy.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

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

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinador

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Aportación neta de la UEn
€ 203 464,32
Dirección
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Países Bajos
Región
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

Socios (1)