InspiringFuture - Bioinspired nanoengineering of robust films: Multifunctional interfaces for enabling a sustainable future

InspiringFuture - 坚固薄膜的仿生纳米工程:实现可持续未来的多功能接口

基本信息

  • 批准号:
    EP/X023974/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 219.62万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Scientific breakthroughs into surfaces/interfaces with high overall durability are critical to meet humanity's aspirations for sustainable development. With this context, I seek to undertake fundamental research to nanoengineer new bioinspired liquid-repellent films featuring resistance to sustained high-speed impact, fatigue and continuous flow (shear). My specific objectives are to:1) nanoengineer robust and flexible films with amphiphobicity (i.e. repellence to water and low surface tension liquid) built through thickness2) nanoengineer multi-layered amphiphobic film with mechanical anisotropy and energy dissipative mechanisms for impact/fatigue tolerance3) develop new insights into visco-elasto-plastic failure of the amphiphobic films using electron microscopy integrated nanomechanical tests and exploit them to engineer robust piezocatalytic films 4) perform first high-speed (~350 m/s) liquid/solid particle impact experiments on robust amphiphobic films, demonstrate their anti-icing, anti-scaling and optical transparency potential and to exploit robust piezocatalytic films to introduce continuous flow water remediation for pollution and disease control.The proposed protective nanoengineered films offer a substrate-independent solution for impact/erosion issues that plague transport systems, wind-turbines and offshore installations, and infrastructure exposed to harsh weather. These applications will also benefit from passive anti-icing/scaling potential of our films. With optical transparency, the films may prevent contamination of windows/windshields and handheld devices (e.g. phones/tablets). Furthermore, the piezocatalytic films may be retrofit to industrial/domestic pipes to enable continuous water remediation - this will reduce water waste and the antimicrobial resistance (AMR) burden, and potentially save millions of lives/year. Overall, the fellowship will contribute to sustainable development and meeting the European Green Deal targets.
具有较高整体耐用性的表面/界面的科学突破对于满足人类对可持续发展的愿望至关重要。在这种情况下,我试图对纳米工程师进行基础研究,以抗持续的高速冲击,疲劳和连续流动(剪切)具有抵抗力。我的具体目标是:1)通过厚度构建的,具有两倍的含量(即对水和低表面张力液体的排斥)的纳米发动机2)纳米发动机多层次的两亲性膜,具有机械性和能量耗散机制,以产生影响/疲劳的能力3)对使用电子显微镜纳米力学测试的两亲膜膜的粘膜膜膜失败的新见识电影展示了它们的抗冰淇淋,抗缩放和光学透明度的潜力,并利用强大的压电膜来引入连续的流水补救来污染和疾病控制。拟议的保护性纳米工程膜为影响/依赖性的解决方案提供了影响/侵蚀性的溶液,该解决方案/鼠疫运输系统,风磁通和海上装置以及暴露于恶劣天气的基础设施。这些应用还将受益于我们电影的被动抗冰/缩放潜力。具有光学透明度,这些膜可能会防止窗户/挡风玻璃和手持设备(例如电话/平板电脑)污染。此外,压电薄膜可以改造为工业/家用管道以实现连续的水补救 - 这将减少水废物和抗菌耐药性(AMR)负担,并有可能挽救数百万的生命/年。总体而言,奖学金将有助于可持续发展并实现欧洲绿色交易目标。

项目成果

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