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A Synthesis Oracle for Scalable and Sustainable Porous Nanomaterials

Description du projet

Synthèse de nanomatériaux pour un avenir plus vert

Les efforts déployés par l’Europe pour atteindre l’objectif de zéro émission net reposent sur des technologies à faible émissions de carbone, telles que la séparation et la réfrigération par adsorption. Les cadres métallo-organiques (MOF), des nanomatériaux poreux au potentiel énorme, sont au cœur de cette démarche. Cependant, sélectionner et produire le MOF le plus rentable demeure complexe. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SOSS-PN s’attaque à ce problème en créant une plateforme globale qui cartographie et accélère la recherche sur la synthèse des MOF. Combinant l’exploration de textes, les simulations moléculaires et l’apprentissage automatique, le projet concentre d’abord ses efforts sur le MOF UiO-66, en construisant un «oracle de synthèse» pour prédire les méthodes de production optimales. Cette approche, affinée par des expériences et un apprentissage actif, sera ensuite étendue à divers MOF apparentés. En révolutionnant la manière dont les nanomatériaux sont développés, SOSS-PN inaugure des processus industriels plus rapides et plus écologiques, essentiels pour l’avenir durable de l’Europe.

Objectif

Adoption of new, low-carbon processes like adsorption-based separation and refrigeration is essential to drive Europe’s net zero transition and achieve the targets of the European Green Deal. Advanced porous nanomaterials like metal-organic frameworks (MOFs) are key enabling technologies to achieve this goal, however their adoption is stymied by a chicken-and-egg problem: identifying the most cost-effective MOF for each application, and investing sufficient research time to reduce synthesis costs for the best candidates. In this fellowship I will address this dual challenge by developing a holistic platform to systematise MOF synthesis methodology research, hence both accelerating and generalising the hunt for an optimal synthesis method.

Using a combination of text mining and molecular simulations, I will construct a semantic knowledge graph representation for the synthesis of the common MOF UiO-66, creating a database of synthesis methods connected to to material quality profiles. Once created, I will develop a UiO-66 synthesis “oracle” – a machine learning model which can generate novel synthesis procedures from target material quality profiles. I will then refine the synthesis oracle functions experimentally using Bayesian active learning to identify the global optimum synthesis parameters with respect to several quality metrics. Finally, I will transfer the UiO-66 synthesis oracle to a family of related MOF materials, using further lab synthesis and active learning to fine-tune the quality of these secondary MOFs.

This new paradigm in nanomaterial synthesis optimisation will be transformative in the field of synthesis optimisation and intensification, representing a novel approach that is generalisable to any synthesis target. In turn, completion of this fellowship will perfectly position me to transition into an independent academic career at the interface of digital chemistry and process intensification.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 200 400,00
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

Partenaires (1)