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A Synthesis Oracle for Scalable and Sustainable Porous Nanomaterials

Descrizione del progetto

Sintesi di nanomateriali per un futuro più verde

La spinta dell’Europa verso l’azzeramento delle emissioni nette si basa sull’implementazione di tecnologie a basse emissioni di carbonio, come la separazione e la refrigerazione ad adsorbimento: un’importanza fondamentale in tal ambito rivestono le strutture metallorganiche (MOF, metal-organic framework), nanomateriali porosi dotati di un’enorme potenziale. Ciononostante, la selezione e la produzione della MOF più efficace in termini di costi costituisce tuttora un ostacolo. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SOSS-PN affronta questo problema attraverso la creazione di una piattaforma olistica in grado di mappare e accelerare la ricerca sulla sintesi delle MOF. Combinando estrazione di testi, simulazioni molecolari e apprendimento automatico, il progetto si concentra innanzitutto sulla MOF UiO-66, costruendo un «oracolo di sintesi» volto a prevedere i metodi di produzione ottimali. Questo approccio, perfezionato attraverso vari esperimenti e tecniche di apprendimento attivo, sarà poi esteso alle MOF correlate. Rivoluzionando le modalità di sviluppo dei nanomateriali, SOSS-PN apre la strada a processi industriali più rapidi ed ecologici, essenziali per garantire il futuro sostenibile dell’Europa.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

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

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Coordinatore

UNIVERSITEIT GENT
Contributo netto dell'UE
€ 200 400,00
Indirizzo
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgio
Regione
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)