Descrizione del progetto
Un pigmento nero-marrone negli esseri umani potrebbe entrare a far parte della bioelettronica
Ingegneri e scienziati stanno intensificando la ricerca di materiali non tossici e biocompatibili con proprietà bioispirate da utilizzare nell’ingegneria dei tessuti, nella bioelettronica organica e altrove. Uno dei biomateriali più entusiasmanti all’orizzonte è la melanina e i polimeri legati alla melanina, in particolare l’eumelanina, con la sua elevata e ineguagliabile conducibilità elettronica nonché conducibilità ionica. Il progetto BIOMOSAIC, finanziato dall’UE, studierà le sue interazioni con gli ambienti tipici di quelli dei sistemi viventi. Gli esperimenti porteranno alla caratterizzazione delle sue interazioni con l’acqua e gli elettroliti, portando ad un modello di conduzione mista che può fornire informazioni nella progettazione e nello sviluppo di nuovi dispositivi bioelettronici.
Obiettivo
The overall aim of this proposal is to build a comprehensive model of ionic and electronic transport in organic bioelectronics considering a prototypical material, eumelanin, as a proof of concept. Bioelectronic devices are used in nanomedicine for implantable, wearable and sensing applications. Eumelanin is a natural biocompatible semiconductor with great potential in bioelectronics due to its joint electronic and ionic conductivity. However, a full picture of its interactions with water and electrolytes and how these influence its semiconducting properties is still missing, thus holding back a systematic improvement of eumelanin-based devices. This project will provide the first unified picture of eumelanin’s mixed conduction by simulating electronic and ionic charge transport at device-relevant scales and combining them in a numerical model. This will be achieved through four innovative steps towards eumelanin characterisation: i) reactive molecular dynamics (MD) simulations will capture the details of water-eumelanin interactions; ii) a classical MD approach will describe ionic conduction in hydrated eumelanin; iii) electronic structure methods will relate eumelanin’s morphology to its electronic conductivity. iv) The previous insight will be combined in a model describing mixed conduction in eumelanin-based devices, allowing the formulation of general design rules for the development of new bioelectronic materials. Planned collaborations with leading groups in eumelanin bioelectronics will provide experimental data to build and validate the model, resulting in high-impact publications and contributing to European competitiveness in bioelectronics. The complementary nature of the researcher and host’s research profiles is instrumental in fulfilling the complex, interdisciplinary aims of the project. The Fellowship will allow the researcher to expand her knowledge beyond her existing skills, enabling her transition towards an independent academic career.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
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MSCA-IF-EF-RI -Coordinatore
L69 7ZX Liverpool
Regno Unito