Projektbeschreibung
Makroskopische Phänomene an Fest-Flüssig-Grenzflächen kontrollieren
Trotz bedeutender Fortschritte in der Einzelmolekül-(Bio-)Physik und der Oberflächenwissenschaft bleibt die Vorhersage und Kontrolle makroskopischer Phänomene wie Adhäsion oder elektrochemische Reaktionsraten an Fest-Flüssig-Grenzflächen eine Herausforderung. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts CSI.interface wird das Ziel verfolgt, zu verstehen, wie die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Molekülen auf einer kleinen Skala ihre makroskopischen Eigenschaften beeinflussen, die an adhäsiven und redoxaktiven Fest-Flüssig-Grenzflächen beobachtet werden. Mithilfe von Rasterkraftmikroskopie und Oberflächenkraftapparaten werden die Forschenden Regeln für Nichtlinearitäten in komplexen Grenzflächen ableiten, kinetische Parameter von elektrochemischen und adhäsiven Reaktionen charakterisieren und die stationäre Dynamik von Einzelmolekülen messen. Die vorgeschlagene Forschung könnte unser Verständnis von Grenzflächeninteraktionen unter verschiedenen Bedingungen revolutionieren und den Weg für Technologien der nächsten Generation in den Bereichen Kleben, Beschichten, Bioadhäsion und Werkstoffdesign bereiten.
Ziel
After decades of truly transformative advancements in single molecule (bio)physics and surface science, it is still no more than a vision to predict and control macroscopic phenomena such as adhesion or electrochemical reaction rates at solid/liquid interfaces based on well-characterized single molecular interactions. How exactly do inherently dynamic and simultaneous interactions of a countless number of interacting “crowded” molecules lead to a concerted outcome/property on a macroscopic scale?
Here, I propose a unique approach that will allow us to unravel the scaling of single molecule interactions towards macroscopic properties at adhesive and redox-active solid/liquid interfaces. Combining Atomic Force Microscopy (AFM) based single molecule force spectroscopy and macroscopic Surface Forces Apparatus (SFA) experiments CSI.interface will (1) derive rules for describing nonlinearities observed in complex, crowded (water and ions) and chemically diverse adhesive solid/liquid interfaces; (2) uniquely characterize all relevant kinetic parameters (interaction free energy and transition states) of electrochemical and adhesive reactions/interactions of single molecules at chemically defined surfaces as well as electrified single crystal facets and step edges. Complementary, (3) my team and I will build a novel molecular force apparatus in order to measure single-molecule steady-state dynamics of both redox cycles as well as binding unbinding cycles of specific interactions, and how these react to environmental triggers.
CSI.interface goes well beyond present applications of AFM and SFA and has the long-term potential to revolutionize our understanding of interfacial interaction under steady state, responsive and dynamic conditions. This work will pave the road for knowledge based designing of next-generation technologies in gluing, coating, bio-adhesion, materials design and much beyond.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Elektrochemie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-STG - Starting Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2015-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
1040 Wien
Österreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.