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NANOcellulose supported localized surface plasmon resonance SENsors with enhanced SElectivity to cadmium ions

Description du projet

Un outil de diagnostic sur site pour protéger l’eau contre la présence de cadmium

Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet NanoSense vise à mettre en place une plateforme d’analyse durable permettant de détecter rapidement les ions cadmium dans des matrices aqueuses. En associant des nanoparticules plasmoniques à des nanocristaux de cellulose fonctionnalisés par topochimie, il mettra au point un capteur à résonance plasmonique de surface localisée ultra-compact. Cette architecture d’origine biologique s’appuie sur la fonctionnalisation biomimétique pour atteindre une sélectivité élevée et un seuil de sensibilité inférieur à 5 ppb, conformément à la réglementation européenne relative aux contaminants biopersistants. La nanocellulose fonctionnalisée sert de stabilisateur écologique, améliorant la diffusion optique au sein d’un dispositif à fibre optique peu coûteux conçu pour le diagnostic sur site. Ce projet favorisera le transfert bidirectionnel de connaissances tout en faisant progresser les technologies de chélation et de détection portables et respectueuses de l’environnement.

Objectif

NanoSense will combine plasmonic nanoparticles (NPs), used as optical sensing elements, with properly functionalized nanocelluloses, used as biobased NPs stabilizers, to achieve a new safe, green, ultracompact, and rapid optical plasmonic sensor for cadmium ions with high selectivity and < 5 ppb sensitivity. The use of green materials as stabilizers for light scattering in LSPR sensors remains to be explored to enhance the plasmonic phenomenon and validate their configuration in sensing and biosensing applications. NanoSense will explore renewable and sustainable cellulose nanocrystals (CNCs) and their topochemical functionalization with biological molecules toward selective and sensitive cadmium sensing as NPs stabilizers in an LSPR sensor. NanoSense’s functionalized nanocellulose will be designed, taking inspiration from nature’s biomolecules, to develop a fast, responsive, and selective cadmium sensor for aqueous matrices. The new biosensing material will be used to modify an inexpensive optical fiber to obtain a cheap portable device to be used on-site for fast diagnosis and Cd+2 chelation stabilization. The project considers cadmium to be a bio-persistent element that accumulates in soils and may contaminate food and drinks, and therefore must be controlled according to EU Regulation 2021/1323. The impactful research of NanoSense will be developed at the University of Pisa, in a renowned group for their studies on nanocellulose's functionalizations and applications. Besides the two-way knowledge transfer between the fellow and the host institution, the peculiarity of the MSCA-PF program, the project devises a clear communication, dissemination, and exploitation plan, and activities are included in an effective career development plan for the researcher, taking advantage of the support offered by the host institution and by the supervisor. The fellow's outreach activities for communicating with the general public are foreseen from the project's start.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

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-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITA DI PISA
Contribution nette de l'UE
€ 209 483,28
Coût total
Aucune donnée