Description du projet
Une méthode non destructive pour étudier les propriétés chimiques et physiques des nanomatériaux colloïdaux
Les colloïdes sont des mélanges complexes au sein desquels des particules microscopiques d’une substance sont uniformément dispersées dans une seconde substance. Ils sont notamment utilisés dans l’industrie alimentaire, les cosmétiques et les peintures en émulsion pour atteindre les propriétés d’écoulement requises. Les sources modernes de rayons X sont parfaitement adaptées à l’étude des réactions et des structures des composés chimiques. Toutefois, les rayons durs détruisent les nanomatériaux colloïdaux. Le projet LINCHPIN, financé par l’UE, entend développer des microréacteurs innovants qui devraient permettre aux chercheurs d’analyser les nanomatériaux colloïdaux à l’aide de méthodes de rayonnement non destructives. Les travaux du projet pourraient conduire au développement de nanomatériaux dotés d’excellentes propriétés électroniques et destinés à la conversion et au stockage de l’énergie.
Objectif
The recent successful applications of photon-in-photon-out spectroscopy in condense matter physics, bio-inorganic chemistry and catalysis build upon the high brilliance of modern X-ray sources and realization of dedicated emission spectrometers. However, probing with highly energetic X-ray beam puts many constraints on the sample environment and requires probing faster than the X-ray radiation damage occurs. This strongly limits the applicability of the method in studying the chemistry of colloidal nanomaterials.
The objective of LINCHPIN is to investigate the emergence of electronic structure of nanomaterials in solution by hard X-ray photon-in-photon-out spectroscopy. To reach this very ambitious target, LINCHPIN consolidates an interdisciplinary engineering, spectroscopic and chemically driven effort. My group aim for developing micro-reactors, which will enable new fundamental insights related to the chemistry and electronic properties of the transition metal nitrides and sulfides.
The main scientific goals are to study at the relevant time scales the kinetics and dynamics of: (a) short-lived molecular intermediate states and pre-nucleation clusters, (b) metal-sulfur and metal-nitrogen bond formation and their condensation in solution, (c) electronic structure changes during growth of nanostructures, and (d) concurrently interdependent electronic and chemical processes. The ultimate goal is to have a handle on designing and selecting, still in the reaction solution, the nanomaterials with the most promising electronic properties relevant for energy conversion and storage. Moreover, the proposed micro-reactors along with experimental spectroscopic protocols and the concurrent fundamental knowledge create a paradigm shift for in situ time-resolved experiments with an impact in many other fields ranging from catalysis, sustainable flow chemistry to biomedical applications.
Champ scientifique
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrybioinorganic chemistry
- natural scienceschemical sciencescatalysis
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsenergy conversion
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
20148 Hamburg
Allemagne