Projektbeschreibung
Supramolekulare Strukturen könnten helfen, 2D-Materialien zu kombinieren und ihre Eigenschaften zu verbessern
Atomar dünne, geschichtete 2D-Materialien sind aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, thermischen, elektrischen und optischen Eigenschaften sowohl für die Grundlagenforschung als auch für praktische Anwendungen in der Forschung interessant. Die am weitesten verbreitete Methode zur Kombination von zwei oder mehr dieser Materialien ist das manuelle Aufeinanderschichten eines Materials auf ein anderes. Das EU-finanzierte Projekt SUPRA2DMAT zielt darauf ab, die supramolekulare Chemie zu nutzen, um die verschiedenen Materialien zu einer robusten Struktur zu verbinden. Durch die Verwendung funktioneller Molekülanordnungen als Bindeglieder könnten die Eigenschaften des Endmaterials moduliert und verbessert werden. Die Projektaktivitäten könnten den Weg für die Entwicklung einer neuen Generation von multifunktionalen Hochleistungsgeräten für die Optoelektronik und die chemische Sensorik sowie langfristig in den Bereichen Energie und Spintronik ebnen.
Ziel
SUPRA2DMAT is a multidisciplinary project aimed at exploiting materials engineering, by mastering supramolecular approaches, to combine the outstanding physico-chemical properties of graphene and other 2D layered materials (2DLMs) with the chemical and functional programmability of molecular components, with the ultimate goal of modulating and enhancing the properties of 2DLMs and imparting them a responsive nature. The monolayer nature of 2DLMs makes them extremely sensitive to environmental changes at the nanoscale. Controlled processing and interfacing of 2DLMs with functional molecular assemblies will be attained by means of non-covalent and (dynamic) covalent chemistry approaches. The physisorption of redox, magnetic or optical switches to create crystalline superlattices on 2DLMs will enable the fabrication of high-performance electrical devices capable to simultaneously respond to at least two external independent stimuli. Structurally precise hairy 2D and 3D layer-by-layer porous composites for multianalyte chemical sensing will be tailored via chemisorption of supramolecular receptors of the target analyte onto the 2DLMs. Highest sensitivity and selectivity in the sensing of water molecules (humidity) as well as heavy or alkali metal ions through an electrical readout will be guaranteed by the choice of the receptor and 2DLM and their nanostructuration.
The knowledge developed in SUPRA2DMAT will lead to the emergence of a conceptually new generation of multifunctional high-performance devices for applications in optoelectronics and chemical sensing, and on the long term also in energy and spintronics. SUPRA2DMAT will also bring a useful contribution to the development of future emerging technologies based on 2DLMs for light-weight, low-cost and large-area applications products on flexible substrates, e.g. for nanoscale multifunctional logic technologies and environmental monitoring, thus opening new and important perspectives in materials and nanosciences.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsoptoelectronics
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- engineering and technologymaterials engineeringcomposites
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkali metals
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsspintronics
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
67000 Strasbourg
Frankreich