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Non-Equilibrium Diffusion in Complex Environments

Descrizione del progetto

Svelare dinamiche nascoste su scala nanometrica

La diffusione è alla base di innumerevoli fenomeni microscopici, dalle nanotecnologie alla biologia; ciononostante, la maggior parte delle teorie fallisce in condizioni di non-equilibrio, come i flussi di taglio o le interfacce reattive. In questo contesto, il progetto NoDiCE, finanziato dal CER, mira a studiare tali sistemi complessi posizionando particelle colloidali funzionali all’interno di ambienti ben definiti e non in equilibrio. Dalla microscopia a onde evanescenti alla correlazione di fluorescenza e alla spettroscopia a forza atomica, i ricercatori monitoreranno il movimento e l’ordinamento delle particelle su scala nanometrica in un ampio intervallo di scale temporali. Studiando l’influenza delle interazioni idrodinamiche, dell’adsorbimento superficiale e dei flussi esterni sul comportamento delle particelle, NoDiCE cerca di scoprire nuove leggi di auto-organizzazione, fornendo risultati dotati del potenziale di innescare processi di autoassemblaggio di nuova generazione, far progredire la comprensione dei percorsi di reazione e dare impulso alle innovative tecnologie diagnostiche su scala nanometrica del futuro.

Obiettivo

Diffusion is at the root of a huge number of microscopic structural and transport processes. During the last century, Einstein and Boltzmann's theories were successful in describing equilibrated systems, but they are not applicable to numerous strongly non-equilibrium conditions in nano-technological and macromolecular-scale biological contexts. Notably, many systems involve energy injection at an interface, either under dissipative shear flows or chemical reactivity. These common non-equilibrium situations are difficult to observe with precision and describe with statistical theory. NoDiCEs purpose is thus to design model experiments placing functional colloidal particles in complex, non-equilibrium environments with quantitative assessment based on delicate and simultaneous observations of the particles advective and diffusive motions, along with their precise spatial organization. Our observations exploit evanescent- wave microscopy to observe fluorescent nanoparticles driven out-of-equilibrium in microfluidic devices, providing 3D nanometric precision at kHz temporal scales. Fluorescence correlation and atomic force spectroscopies complement these measurements, providing DC to MHz bandwidth and similar spatial precision. We will demonstrate how non-trivial interactions of hydrodynamic origin with a boundary reveal novel nanoscale self-organization strategies, and learn how to integrate a hydrodynamic component into the statistical theory. We then enter the recent scientific debate about the extent to which Brownian motion can be impacted by reactive environments with catalysis. Lastly, we combine these elements with particles that present specific surface binding and are driven out of equilibrium by an external flow. The insights provided by our model experiments open a path for the developments of breakthrough self-assembly strategies, reaction- pathway analysis based on particle dynamics, and possible next-generation diagnostic tools.

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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 2 000 000,00
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)

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