Projektbeschreibung
Eine radikal einfache Möglichkeit zur Erkennung kurzlebiger Schadstoffe in der Atmosphäre
Freie Radikale sind aufgrund ihrer Auswirkungen auf unsere Gesundheit, das Klima und die Ozonschicht ein wichtiges Forschungsgebiet. Freie Radikale sind Atome oder Atomgruppen mit mindestens einem ungepaarten Außenelektron. Das Verhalten eines Atoms hängt direkt mit seinen Elektronen zusammen und ein ungepaartes Elektron bedeutet, dass das entsprechende Atom hochreaktiv und darauf aus ist, ein Elektron von einem benachbarten Molekül zu „stehlen“, um wieder einen stabilen Zustand zu erreichen. Natürlich führt das dazu, dass sein Nachbar in einen instabilen Zustand übergeht, und die Kettenreaktion setzt sich fort, womöglich mit verheerenden Folgen. Die Messung freier Radikale in der Atmosphäre ist bislang äußerst kompliziert. Nur wenige Labors auf der Welt sind imstande solche Messungen durchzuführen. Das EU-finanzierte Projekt RADICAL entwickelt ein einfaches, kostengünstiges Verfahren, um wichtige atmosphärische freie Radikale zu detektieren sowie eine verbesserte Überwachung der Luftqualität und genauere Vorhersagen des Klimawandels zu ermöglichen.
Ziel
Atmospheric radicals, particularly hydroxyl (•OH) and nitrate radicals (•NO3), are the drivers of chemical processes that determine atmospheric composition and thus influence local and global air quality and climate. Current techniques for measuring radicals are based on spectroscopic and mass spectrometric methods, which are technically complex, cumbersome and expensive. As a result, the measurement of atmospheric radicals is far-from-routine and only a few research groups worldwide can perform them in a very limited number of geographic locations. There is therefore a clear need to develop new radical detection techniques which are much easier to implement and deploy than existing methods. The central aim of RADICAL is to develop and deliver the science and technology to electrically detect and quantify, for the first time, short lived •OH and •NO3 radicals in the atmosphere via new, low-cost and easily accessible Si junctionless nanowire transistor (Si JNT) devices. These devices will lead to improved monitoring and control of air quality and better predictions of climate change.
Three breakthrough science and technology targets have been identified: 1) fabrication and functionalisation of arrays of Si JNTs for the selective and highly sensitive electrical detection of •OH and •NO3 radicals, 2) electrical detection of atmospheric •OH and •NO3 radicals under a range of laboratory conditions and 3) evaluation and validation of the radical detectors under realistic conditions in an atmospheric simulation chamber and via deployment in the ambient atmosphere.
Expertise in electronics, computer modelling, materials and surface science, nanofabrication, radical chemistry and atmospheric science is integrated on a pan-European level to achieve the overall aim of the project. This knowledge developed in RADICAL has the potential to bring about a dramatic breakthrough in air quality and climate monitoring, leading to health benefits for European citizens.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
T12 YN60 Cork
Irland