Projektbeschreibung
Untersuchung der exotischen Eigenschaften von dipolaren Molekülen in Kohlenstoff-Nanoröhren
Transportphänomene in hohlen Röhren sind in allen Größenordnungen von Bedeutung, vom Regenwasser in Rohrleitungen über Blut in Blutgefäßen bis hin zu Molekülen in nanofluidischen Geräten. Der Durchmesser spielt eine Schlüsselrolle bei der Modulation dieser Transportprozesse. Die Charakterisierung der durchmesserabhängigen Befüllung von hohlen Kohlenstoffnanoröhren wird die Entwicklung neuartiger Geräte beschleunigen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt ORDERin1D wird sich mit dieser Herausforderung befassen und sich dabei auf die einzigartige Kopf-Schwanz-Ausrichtung von dipolaren Molekülen in Kohlenstoff-Nanoröhren konzentrieren. Diese Anordnungen ergeben molekulare Richtungseigenschaften, die zu bahnbrechenden Anwendungen in der Nanophotonik führen könnten. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten den Weg für ultra-selektive Filtermembranen, Sensoren, nanofluidische Geräte und Nanohybride mit einer noch nie dagewesenen Kontrolle über die strukturelle Ordnung auf molekularer Ebene ebnen.
Ziel
The hollow structure of carbon nanotubes (CNTs) with a wide range of diameters forms an ideal one-dimensional host system to study restricted diameter-dependent molecular transport and to achieve unique polar molecular order. For the ORDERin1D project, I will capitalize on my recent breakthroughs in the processing, filling, chiral sorting and high-resolution spectroscopic characterization of empty and filled CNTs, aiming for a diameter-dependent characterization of the filling with various molecules, which will pave the way for the rational design of ultraselective filtermembranes, sensors, nanofluidic devices and nanohybrids with unseen control over the structural order at the molecular scale. In particular, I recently found that dipolar molecules naturally align head-to-tail into a polar array inside the CNTs, after which their molecular directional properties such as their dipole moment and second-order nonlinear optical responses add up coherently, groundbreaking for the development of nanophotonics applications.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- engineering and technologychemical engineeringseparation technologiesdesalinationreverse osmosis
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensors
- engineering and technologynanotechnologynanophotonics
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
2000 Antwerpen
Belgien