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Get track of time for all events from the nano- to the crystal particle level in nanoporous materials

Description du projet

Dévoiler la dimension temporelle des événements moléculaires dans les matériaux nanoporeux

La compréhension et le contrôle des aspects temporels sont essentiels dans la conception des matériaux nanoporeux de nouvelle génération destinés à la catalyse, à la séparation et à la détection. Lorsque des molécules sont introduites dans des structures nanoporeuses cristallines, toute une série d’événements se produisent, chacun opérant à des échelles de temps et de longueur différentes, mais tous présentant des phénomènes spatio-temporels où la longueur et le temps sont inextricablement liés. Le projet TIME, financé par le CER, vise à combiner l’apprentissage automatique avec des théories cinétiques avancées et la découverte de chemins réactionnels afin d’obtenir des informations cinétiques précises et un calendrier pour chaque événement. Cela permettra de réaliser des avancées majeures dans le contrôle spatio-temporel des matériaux nanoporeux pour diverses applications. Le rêve est de suivre dans le temps ce qui se passe avec un flux de molécules au cours d’une expérience catalytique ou de séparation réelle et d’utiliser le temps comme paramètre de conception.

Objectif

This proposal aims to get track of time for all events taking place when guest molecules are sent over a crystal particle of a nanoporous material, as is occurring during catalysis, separation, sensing.

The observation: When a feed of molecules is sent over a crystalline nanoporous framework following events take place: first the molecules need to enter the crystal, then travel through the material to find interesting sites where they adsorb/desorb or react and eventually products leave the crystal. All these events are characterized by vastly different time- and length scales varying from the picosecond to the second/hours and the nano- to micrometre. Length and time phenomena are entangled - the dynamics is altered by modifications at the length scale - leading to spatiotemporal phenomena.

The gap of knowledge: We have insufficient knowledge on characteristic time scales of all these events and consequently can not use the time axis as a control parameter to steer the functionality of nanoporous materials.

The hypothesis: By coupling Machine Learning Potentials, reaction path discovery with advanced kinetic theories, it is possible to obtain kinetic and time information for all events taking place at the crystal particle from the nano- to the mesoscale with quantum mechanical accuracy. This contrasts sharply with current practice where only local events at the nanoscale are modelled with interatomic forces having quantum accuracy.

The grand challenge: Building consistent kinetics models for events – reaction, diffusion, adsorption – with disparate time scales, thereby reconciling the dynamics of local and non-local events.

The mission: Setting up integrated reaction diffusion models based on underlying characteristic times/kinetics obtained with quantum accuracy.

The outcome: Spatiotemporal control over nanoporous materials used in catalysis, separation, sorption, sensing.

It’s TIME to obtain a time perspective on functional nanoporous materials.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 2 498 875,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)