Descripción del proyecto
Impresión tridimensional de membranas nanoporosas innovadoras
Las membranas son barreras con una permeabilidad selectiva. Ya sean biológicas o tecnológicas, sus capacidades dependen en gran medida de las características estructurales de los nanoporos que tienen integrados, junto con la composición y la arquitectura de la(s) capa(s) de separación. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos 3D-FNPWriting es desarrollar una plataforma tecnológica que pueda controlar estos parámetros. La plataforma, que se basa en la impresión tridimensional (3D) y la síntesis de polímeros mediante técnicas de microscopia de alta resolución, permitirá la fabricación de nanoporos funcionalizados y capas de separación para crear unas membranas multifuncionales a medida con unas tasas de permeabilidad controlables. Tales membranas tienen muchas aplicaciones, como la gestión energética y del agua en conceptos de domótica e industria inteligente, y se prevé que serán esenciales para un futuro sostenible.
Objetivo
Membranes are key materials in our life. Nature offers high performance membranes relying on a parallel local regulation of nanopore structure, functional placement, membrane composition and architecture. Existing technological membranes are key materials in separation, recycling, sensing, energy conversion, being essential components for a sustainable future. But their performance is far away from their natural counterparts. One reason for this performance gap is the lack of 3D nanolocal control in membrane design. This applies to each individual nanopore but as well to the membrane architecture. This proposal aims to implement 3D printing (additive manufacturing, top down) and complex near-field and total internal reflection (TIR) high resolution microscopy induced polymer writing (bottom up) to nanolocally control in hierarchical nanoporous membranes spatially and independent of each other: porosity, pore functionalization, membrane architecture, composition. This disruptive technology platform will make accessible to date unachieved, highly accurate asymmetric nanopores and multifunctional, hierarchical membrane architecture/ composition and thus highly selective, directed, transport with tuneable rates. 3D-FNPWriting will demonstrate this for the increasing class of metal nanoparticle/ salt pollutants aiming for tuneable, selective, directed transport based monitoring and recycling instead of size-based filtration, accumulation into sewerage and distribution into nature. Specifically, the potential of this disruptive technology with respect to transport design will be demonstrated for a) a 3D-printed in-situ functionalized nanoporous fiber architecture and b) a printed, nanolocally near-field and TIR-microscopy polymer functionalized membrane representing a thin separation layer. This will open systematic understanding of nanolocal functional control on transport and new perspectives in water/ energy management for future smart industry/ homes.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
64289 Darmstadt
Alemania