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Rational design of hydrophobic MOFs for energy applications

Projektbeschreibung

Maschinenlernmodell unterstützt Entwicklung maßgeschneiderter metallorganischer Gerüstverbindungen

Metallorganische Gerüstverbindungen sind vielseitige Materialien mit nanoporöser Struktur, die in Bereichen wie Katalyse, Gasspeicherung und Energietechnik von großem Wert sind. Ihre einzigartige Fähigkeit zu maßgeschneiderten Hohlraumeigenschaften hat ihr Potenzial erhöht, insbesondere bei hydrophoben metallorganischen Gerüstverbindungen, bei denen Druckzyklen genutzt werden, um Wasser in ihre Poren hinein und aus ihnen heraus zu bewegen. Dieser Flüssigkeitsintrusions-/-extrusionsprozess birgt das Potenzial auf Energiespeicherung und Stoßabsorption, ist jedoch sehr komplex, da er das instabile Verhalten von Wasser innerhalb der Hohlräume einschließt. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Team des Projekts HydroMOF den Bedarf an teuren Simulationen durch die Entwicklung von WetNet, einem Maschinenlernmodell zur Vorhersage des Wasserverhaltens in metallorganischen Gerüstverbindungen, decken. Dieses Modell wird ein effizientes Materialdesign ermöglichen und neue Möglichkeiten der Erforschung von im Nanomaßstab eingeschlossenem Wasser eröffnen.

Ziel

Metal Organic Frameworks (MOFs) represent a class of nanoporous materials that is propelling groundbreaking innovation in fields that include catalysis, gas capture and storage. The success of MOFs hinges on the possibility to tailor, based on technological demand, the properties of their cavities, with a versatility that results from the combinatorial variety of their modular, molecularly-precise structures. Recently hydrophobic MOFs are becoming increasingly popular in energy devices that exploit pressure cycles to force water to intrude and extrude the material’s cavities. Different MOFs display different Intrusion/Extrusion (IE) behaviors enabling a variety of applications that range from mechanical energy storage to vibration damping and impact absorption. IE of liquids, unlike gas adsorption, is a complex phenomenon associated to the cavity-by-cavity motion of a liquid front determined by the metastability of wet and dry cavities, a datum that is only accessible via expensive molecular simulations. This vast complexity has so far prevented a first-principle design of IE materials, with only a handful of MOFs currently being exploited for IE. Addressing these challenges HydroMOF sets to enable the rational design of IE MOFs. This is achieved first via the creation of WetNet, a physically-informed machine learning model able to predict the stability of water inside the cavities of database MOFs. Circumventing the need for case-by-case free energy simulations WetNet enables the screening of thousands of MOFs yielding designs tailored around specific applications. At a later stage molecular insight will inform original lattice models able to simulate actual IE cycles through realistic MOF cavity networks, unprecedentedly encompassing non-equilibrium, finite-size and disorder-related effects. Through these advances HydroMOF’s impact extends beyond IE, opening new avenues in the design of liquid+reticular material devices and in the study of nanoconfined water.

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-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global 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-2024-PF-01

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

Koordinator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
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.

€ 388 940,52
Adresse
Piazzale Aldo Moro 5
00185 Roma
Italien

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Region
Centro (IT) Lazio Roma
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.

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Partner (1)

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