Project

3D rekvelden om functionele 4D materialen te ontwerpen: Een transfereerbaar computerprotocol om de fasestabiliteit van nanogestructureerde materialen te beïnvloeden

Code
3E007121
Looptijd
01-10-2021 → 31-08-2023
Financiering
Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen (FWO)
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Engineering and technology
    • Computational materials science
    • Metamaterials
    • Functional materials
    • Modelling and simulation
Trefwoorden
rek en structurele vervormingen Fasetransformaties en fasestabiliteit Computational modelleren van realistische materialen
 
Projectomschrijving

Nanogestructureerde materialen zoals metaal-organische roosters (MOFs) en metaal-halide perovskieten (MHPs) zijn veelbelovend voor verschillende urgente technologische uitdagingen, van efficiënte fotovoltaïsche apparaten tot hoogperformante schokdempers. Hun sterk aanpasbare atomaire structuur en polymorfisme kan leiden tot fasetransities ten gevolge van kleine wijzigingen in compositie of externe impulsen, hetgeen ze aantrekkelijke platformen maakt voor rationeel materiaalontwerp. Opdat hun potentieel volledig tot zijn recht zou komen, is inzicht in de relatie tussen deze wijzigingen en het tijdsafhankelijk macroscopisch materiaalgedrag echter cruciaal. In dit project zullen daarom algemene designprincipes voor zowel MOFs als MHPs afgeleid worden, gebaseerd op het rekveld-concept. Rekvelden ontstaan wanneer een materiaal wanorde vertoont en afwijkt van zijn evenwichtsstructuur. Ze maken de brug tussen de nanostructuur van het materiaal en zijn macroscopisch gedrag. In dit project zal een bibliotheek van karakteristieke rekvelden opgesteld worden voor verschillende types van wanorde, inclusief kristaloppervlakken, en zal hun impact op de fasestabiliteit van deze materialen gekwantificeerd worden. Door het effect van externe impulsen en de intrinsieke tijdschaal voor de nucleatie en propagatie van rekvelden in kaart te brengen, zullen algemene principes afgeleid worden om zo het ruimtelijk en tijdsgedrag van functionele 4D MOF- en MHP-materialen rationeel te kunnen ontwerpen.