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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Kinetic Pathways to Control Nanocrystal Shapes

Descripción del proyecto

Optimizar los protocolos de síntesis de nanocristales con formas cinéticas

La teoría actual de conformación de la forma de los cristales, basada en el equilibrio termodinámico, predice que los cristales adoptan una forma que minimiza su energía superficial total. Si bien esto explica teóricamente la forma de los cristales mineralógicos, no se aplica a todos los nanocristales. El equipo del proyecto kineticSHAPES, financiado por el CEI, investigará las vías cinéticas y las condiciones termodinámicas que rigen la forma de los nanocristales. Para ello, desarrollará técnicas de simulación que capturen los efectos cinéticos de ligandos e iones en solución a escala molecular, al tiempo que permiten la formación de facetas y formas de nanocristales a escalas mesoscópicas. En última instancia, en el proyecto se pretende identificar diagramas de forma que señalen las condiciones termodinámicas y los factores cinéticos para ajustar la dirección cristalográfica y el área de superficie con el máximo rendimiento de síntesis.

Objetivo

The shape of nanocrystals is crucial in determining surface area, reactivity, optical properties, mechanical strength, and self-assembly behavior. The current theory on shape formation is based on thermodynamic equilibrium and predicts that each crystal structure should enforce a unique shape, with few morphological variations depending on solution chemistry. Whereas this theory succeeded in explaining crystal habits in mineralogy, it mispredicts many nanocrystals, pointing out the necessity of a non-equilibrium description of shapes. Critical to this project are robust and scalable simulation techniques that capture kinetic effects of ligands and ions in solution at the atomic/molecular scale, while enabling the formation of facets and shapes at mesoscopic scales. Research questions include understanding (i) kinetically trapped shapes in metastable equilibria, (ii) symmetry-breaking from the underlying crystal structure, (iii) the bifurcation of growth pathways leading to synthesis yield, (iv) the emergence of chiral and asymmetric features, and (v) the role of the concentration field in the solution. Central will be the finding of shape diagrams that pinpoint thermodynamic conditions and kinetic factors to tune crystallographic direction and surface area of facets with maximum synthesis yield. Shapes of interest include classic polyhedra, 1D and 2D geometries, multiply twinned particles, concave and high Miller index facets, and branched shapes. This project will allow theory- and computer-aided design and optimization of synthesis protocols of nanocrystals with kinetic shapes.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2025-STG

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Institución de acogida

THE UNIVERSITY OF EXETER
Aportación neta de la UEn
€ 1 492 415,00
Dirección
THE QUEEN'S DRIVE NORTHCOTE HOUSE
EX4 4QJ Exeter
Reino Unido
Región
South West (England) Devon Devon CC
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 492 415,00

Beneficiarios (2)