OZR opvangmandaat: Inzicht in en acceleratie van de Diels-Alder kinetiek van zelfhelende polymeernetwerken door een gecombineerde aanpak van dichtheidsfunctionaaltheorie en moleculaire dynamica

Projectdetails

!!Description

Zelfhelende netwerken (SHN's) hebben het potentieel om de manier waarop we materialen bekijken en gebruiken volledig te veranderen. Een zelfhelend materiaal kan de levensduur en duurzaamheid van een product enorm verlengen, wat leidt tot een vermindering van het materiaalgebruik. Zelfheling m.b.v. de Diels-Alder chemie zal een grote rol spelen bij de ontwikkeling van deze materialen, aangezien
zij reeds haar nut heeft bewezen bij zelfhelende robotica en coatings. Het grote probleem is de trage kinetiek van het materiaal. Het verhogen van de temperatuur om een goed herstel te verzekeren kan onpraktisch zijn maar ook leiden tot verlies van mechanische sterkte of ongewenste nevenreacties. Onderzoek suggereert dat deze reacties zouden kunnen worden versneld door de Diels-Alder componenten en polymeerspacers te functionaliseren, Bovendien zouden niet-covalente interacties, zoals waterstofbruggen, het aantal crosslinks kunnen verhogen of mogelijks dienen als katalysator. Daarnaast is in deze context alleen het furan-maleimide Diels-Alder systeem grondig bestudeerd, wat een leemte laat in onze kennis
over alternatieve Diels-Alder reacties. Ook ontbreekt onderzoek naar het effect van het polymeernetwerk op de kinetiek van het systeem. Een benadering die de effecten van functionalisatie op de kinetiek ontrafelt op verschillende schaalniveaus d.m.v. zowel statische kwantumchemische berekeningen als moleculaire dynamica simulaties zal dus de centrale doelstelling van dit onderzoek zijn.
AcroniemOZR3835
StatusActief
Effectieve start/einddatum1/11/2131/10/22

Keywords

  • Self-healing networks
  • Reversible Diels-Alder reaction kinetics
  • Effect of functionalization and hydrogen bonding
  • Static and molecular dynamics calculations

Flemish discipline codes

  • Theory and design of materials
  • Chemical thermodynamics and energetics
  • Quantum chemistry
  • Statistical mechanics in chemistry
  • Computational materials science