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Rational design of hydrophobic MOFs for energy applications

Descrizione del progetto

Modello di apprendimento automatico aiuta a progettare strutture metallo-organiche su misura

I quadri metallo-organici (MOF) sono materiali versatili con strutture nanoporose, il che li rende preziosi in campi come la catalisi, l’immagazzinamento di gas e i dispositivi energetici. La loro capacità unica di avere proprietà cavitarie su misura ne ha aumentato il potenziale, in particolare nei MOF idrofobici, che utilizzano cicli di pressione per spostare l’acqua dentro e fuori dai loro pori. Questo processo di intrusione/estrusione di liquidi ha un potenziale per l’immagazzinamento di energia e l’assorbimento degli impatti ma è molto complesso per via del comportamento instabile dell’acqua all’interno delle cavità. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto HydroMOF affronterà la necessità di costose simulazioni sviluppando WetNet, un modello di apprendimento automatico che prevede il comportamento dell’acqua nei MOF. Questo modello consentirà una progettazione efficiente dei materiali e aprirà nuove possibilità per lo studio dell’acqua nanoconfinata.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 388 940,52
Indirizzo
Piazzale Aldo Moro 5
00185 Roma
Italia

Mostra sulla mappa

Regione
Centro (IT) Lazio Roma
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

Nessun dato

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