Description du projet
Impression 3D de membranes nanoporeuses innovantes
Les membranes sont des barrières perméables de manière sélective. Qu’elles soient biologiques ou technologiques, leurs capacités dépendent dans une large mesure des caractéristiques structurelles des nanopores qui la constituent, ainsi que de la composition et de l’architecture de la ou des couches de séparation. Le projet 3D-FNPWriting, financé par l’UE, vise à mettre au point une plateforme technologique en mesure de contrôler ces paramètres. Fondée sur l’impression 3D et l’écriture du polymère via des techniques de microscopie à haute résolution, la plateforme permettra de fabriquer des nanopores fonctionnalisés et des couches de séparation pour créer des membranes multifonctionnelles personnalisées présentant des taux de perméabilité contrôlables. Ces membranes trouvent de nombreuses applications, notamment dans la gestion de l’eau et de l’énergie dans les concepts de maison et d’industrie intelligentes, et sont considérées comme essentielles pour un avenir durable.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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- ingénierie et technologiegénie de l'environnementgestion des déchetsprocédés de traitement des déchetsrecyclage
- sciences naturellessciences chimiquesscience des polymères
- sciences naturellessciences physiquesoptiquemicroscopie
- ingénierie et technologiegénie mécaniqueingénierie de fabricationfabrication additive
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-STG
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ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
64289 Darmstadt
Allemagne