Opis projektu
Nowa generacja urządzeń biohybrydowych
Aby obniżyć koszty energii elektrycznej i umożliwić jej oszczędne zużycie, Unia Europejska wspiera rozwój zaawansowanych biohybrydowych technologii oświetleniowych i fotowoltaicznych. Jednak praktyczne zastosowanie biocząsteczek w urządzeniach oświetleniowych i fotowoltaicznych jest wciąż przedmiotem badań – cząsteczki te zmieniają swoje właściwości podczas przechowywania i eksploatacji. Obecnie dostępny jest innowacyjny materiał gumopodobny o trwałej biofunkcjonalności. W ramach finansowanego ze środków UE projektu InOutBioLight przygotowane zostaną wielofunkcyjne gumy udoskonalone pod względem właściwości mechanicznych i termicznych oraz możliwości zmiany barwy i prowadzenia światła. Projekt ma na celu opracowanie nowej generacji urządzeń biohybrydowych poprzez rozwikłanie pięciu kluczowych kwestii: stabilizacja białka w matrycy; poprawa właściwości termicznych i mechanicznych; projektowanie wielofunkcyjnych gum; kopiowanie naturalnych mechanizmów; zwiększenie zakresu wykorzystania materiałów gumowych w technice.
Cel
InOutBioLight aims to design multifunctional rubbers with enhanced mechanical, thermal, color-converting, and light-guiding features towards advanced biohybrid lighting and photovoltaic technologies. The latter are placed at the forefront of the EU efforts for low-cost production and efficient consumption of electricity, a critical issue for a sustainable development.
In this context, the use of biomolecules as functional components in lighting and photovoltaic devices is still a challenge, as they quickly denature under storage and device operation conditions. This paradigm has changed using an innovative rubber-like material, in which the biofunctionality is long preserved. As a proof-of-concept, color down-converting rubbers based on fluorescent proteins were used to design the first biohybrid white light-emitting diode (bio-HWLED). To develop a new generation of biohybrid devices, InOutBioLight will address the following critical issues, namely i) the nature of the protein-matrix stabilization, ii) how to enhance the thermal/mechanical features, iii) how to design multifunctional rubbers, iv) how to mimic natural patterns for light-guiding, and v) how to expand the technological use of the rubber approach.
To achieve these goals, InOutBioLight involves comprehensive spectroscopic, microscopic, and mechanical studies to investigate the protein-matrix interaction using new polymer matrices, additives, and protein-based nanoparticles. In addition, the mechanical, thermal, and light-coupling features will be enhanced using structural biocompounds and reproducing biomorphic patterns. As such, InOutBioLight offers three major advances: i) a thorough scientific basis for the rubber approach, ii) a significant thrust of the emerging bio-HWLEDs, and iii) innovative breakthroughs beyond state-of-the-art biohybrid solar cells.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymaterials engineeringcolors
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energyphotovoltaic
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
80333 Muenchen
Niemcy