¶¶Òõ¶ÌÊÓƵ

Abstract

Hafnia (HfO2) is in het recente verleden meer en meer onder de aandacht gekomen, vooral in biomedische toepassingen als kankertherapie en beeldvorming. Hafniums hoge atoomnummer maakt dat hafnia-nanodeeltjes (HfNPs) beter X-stralen absorberen en zo, als radiosensitizers, de effecten van de bestraling van tumorcellen versterken, zoals is gebleken uit een aantal klinische trials. Intraveneus toedienen van HfNPs is lastig want dit vereist selectiviteit exclusief voor kankercellen. Die kan bekomen worden door oppervlaktemodificatie met liganden die specifiek binden met overgeëxprimeerde receptoren op de kankercellen. Om deze in te voeren zijn bifunctionele adsorbenten nodig die langs de ene kant hechten aan het HfNP en langs de andere een functionele groep overhouden om te binden met het ligand. Oppervlaktemodificatie van andere metaaloxides zoals titania is uitgebreid beschreven maar op dit moment is weinig geweten over hafnia's oppervlaktestructuur en -modificatie. Kennis van adsorptiesterkte, stabiliteit en beschikbaarheid van bifunctionele adsorbenten is essentieel voor een biomedische toepassing maar ontbreekt heden. Dit project wil dit verhelpen door de adsorptie van bifunctionele verbindingen op hafnia te bestuderen a.d.h.v. state-of-the-art kwantumchemische berekeningen, zodat inzicht in hoe het oppervlak efficiënt te functionaliseren kan leiden tot verbeterde op HfNP gebaseerde kankertherapie en beeldvorming.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Albrechts Simon

Onderzoeksgroep(en)

• Modelleren en Simuleren in de Chemie (MOSAIC)

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De werkzaamheid van een materiaal in een toepassing hangt sterk af van de fysische en chemische aard van het oppervlak op atomair niveau. Daarom wordt het modificeren van oppervlakken veel toegepast in materiaalonderzoek. De belangstelling voor efficiënte modificatiemethoden, speciaal ontworpen voor metaaloxiden, is aanzienlijk toegenomen omdat de resulterende materialen zeer stabiel zijn. Het enten van silicium- of fosforbevattende groepen op het oppervlak is een bekende methode voor dergelijke modificaties. Gebruik maken van bifunctionele reagentia verandert de manier waarop het oppervlakte-gemodificeerd materiaal interageert met adsorbentia en zorgt voor een verhoogde adsorptieselectiviteit. Daarom zijn deze hybride materialen veelbelovende kandidaten voor selectieve metaalsorptie om waardevolle of gevaarlijke metalen uit oplossingen of afvalstromen te extraheren. Hoewel het enten van metaaloxiden de laatste jaren steeds vaker voorkomt, is er weinig bekend over de structurele kenmerken van het organisch-anorganische grensvlak en hoe dit zich verhoudt tot de selectiviteit ervan naar bepaalde verbindingen. Dit project beoogt inzicht te verschaffen in het adsorptiegedrag van deze materialen door het uitvoeren van geavanceerde berekeningen als onderdeel van een multidisciplinaire studie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Luntadila Lufungula Léon

Onderzoeksgroep(en)

• Modelleren en Simuleren in de Chemie (MOSAIC)

Financiering

• FWO
• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De werkzaamheid van een materiaal in een toepassing hangt sterk af van de fysische en chemische aard van het oppervlak op atomair niveau. Daarom wordt het modificeren van oppervlakken veel toegepast in materiaalonderzoek. De belangstelling voor efficiënte modificatiemethoden, speciaal ontworpen voor metaaloxiden, is aanzienlijk toegenomen omdat de resulterende materialen zeer stabiel zijn. Het enten van silicium- of fosforbevattende groepen op het oppervlak is een bekende methode voor dergelijke modificaties. Gebruik maken van bifunctionele reagentia verandert de manier waarop het oppervlakte-gemodificeerd materiaal interageert met adsorbentia en zorgt voor een verhoogde adsorptieselectiviteit. Daarom zijn deze hybride materialen veelbelovende kandidaten voor selectieve metaalsorptie om waardevolle of gevaarlijke metalen uit oplossingen of afvalstromen te extraheren. Hoewel het enten van metaaloxiden de laatste jaren steeds vaker voorkomt, is er weinig bekend over de structurele kenmerken van het organisch-anorganische grensvlak en hoe dit zich verhoudt tot de selectiviteit ervan naar bepaalde verbindingen. Dit project beoogt inzicht te verschaffen in het adsorptiegedrag van deze materialen door het uitvoeren van geavanceerde berekeningen als onderdeel van een multidisciplinaire studie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Luntadila Lufungula Léon

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Organische tweede-orde niet-lineair-optische (NLO) materialen voor elektro-optische toepassingen winnen aan belang omwille van hun superieure eigenschappen in vergelijking met hun anorganische tegenhangers. Het ontwerp en de selectie van materialen gebeurt tot nu toe echter hoofdzakelijk empirisch gezien het multidisciplinaire karakter van dit onderzoek. Daarom wordt in dit project gezocht naar de optimale moleculaire en supramoleculaire eigenschappen die aanleiding geven tot de meest veelbelovende materialen, op basis van een fundamentele theorie die de NLO-eigenschappen van organische vaste stoffen beschrijft. Op het moleculair niveau wordt informatie over het NLO-potentieel van een molecule bekomen door het berekenen van de hyperpolarizeerbaarheid. De meest veelbelovende verbindingen worden dan gesynthetiseerd, gekristalliseerd en gekarakteriseerd m.b.v. eenkristal X-straaldiffractie (XRD). Op het supramoleculaire niveau worden vaste-stof-berekeningen uitgevoerd onder Periodic Boundary Conditions (PBC) in een crystal-engineering-aanpak om het relatieve belang van de verschillende supramoleculaire synthons na te gaan die bijdragen aan de vorming van polaire kristalstructuren: enkel kristallen met polaire ruimtegroepen komen in aanmerking vermits de aanwezigheid van een inversiecentrum alle secundaire NLO-effects doet verdwijnen. Bovendien kan de niet-lineair optische susceptibiliteit, de macroscopische tegenhanger van de hyperpolariseerbaarheid, geschat worden op basis van de berekeningen; dit leidt tot een snelle, pragmatische en kostenefficiënte selectie van superieure NLO-materialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Van de Velde Jasper

Financiering

• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Zeer recent werden 3 zeer actieve verbindingen, met een benzo[j]fenantridine-7,12-dion-skelet, tegen de verwekker van tuberculose, Mycobacterium tuberculosis, ontdekt. Aangezien de huidige synthesen voor deze verbindingen echter ontoereikend zijn om voldoende hoeveelheden te bereiden voor verdere biotesting en opheldering van het werkingsmechanisme, worden in dit project een aantal nieuwe, efficiënte toerredingen voorgesteld. Het is verder de bedoeling om nieuwe synthesen van divers gesubstitueerde benzo[j]fenantridine-7,12-dionen te ontwikkelen, en deze te laten testen op hun antimycobacteriële activiteiten met de bedoeling meer actieve en minder toxische analoga te verwezenlijken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Abbaspour Tehrani Kourosch
• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Smets Robert

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project omvat het voorspellen van de fragmentatieroutes en massaspectra van een reeks geselecteerde peptiden en lipiden m.b.v. kwantumchemische berekeningen op het niveau van DFT. Dit zal leiden tot nieuwe inzichten in het fragmentatiegedrag van deze verbindingen waardoor men in staat zal zijn om de momenteel beschikbare tools te verbeteren, nieuwe algortimen te ontwikkelen (bv. voor efficiëntere lipide-identificatie) of zeer specieke MS-gebaseerde assays op punt te stellen (bv. SRM).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Cautereels Julie

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Blockhuys Frank

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Financiering

• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het voorgestelde project wordt de upscaling van drie reacties bestudeerd die aanleiding geven tot PPV-oligomeren met aangetoonde opto-elektronische eigenschappen, met het doel de meest verantwoorde synthesemethode en meest geschikte reactieproduct te kunnen bepalen. Bovendien zal een methode worden uitgewerkt voor het berekenen van reactiewarmten a.d.h.v. kwantumchemische berekeningen, en zal aan de hand van de calorimetrische experimenten fundamenteel inzicht verworven worden in de reactiemechanismes van de bestudeerde reacties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Co-promotor: Vande Velde Christophe

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Molecular design staat centraal in het optimaliseren van interessante moleculaire eigenschappen van oligomeren. Kristalsymmetrie verhindert echter meestal het macroscopisch uiten van deze gewenste eigenschappen. Een uitvoerige X-straaldiffractiestudie wordt verricht om pakkingspatronen te rationaliseren in termen van intermoleclaire interacties. Het hogere doel is dan ook om deze interacties te gebruiken als instrument voor het opbouwen van een gewenste supramoleculaire structuur door middel van de invoer van functionele groepen in de molecule. Op deze manier zal worden getracht polaire kristallen te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Collas Alain

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De verdere miniaturisatie van de huidige ¿ op silicium gebaseerde ¿ geheugentechnologie zal binnen afzienbare tijd onmogelijk zijn. Een veelbelovend alternatief is het ontwikkelen van technologie op basis van organische halfgeleiders. Door middel van een iteratief proces van synthese en evaluatie zullen de geheugeneigenschappen van drie klassen van organische verbindingen (distyrylbenzenen, difenylcarbodiimiden en organometaaloligomeren) onderzocht worden, wat op termijn moet leiden tot een performant materiaal en een beter inzicht in het werkingsmechanisme van organische geheugens.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: De Borger Roeland

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe geconjugeerde materialen, hybrieden van organische en anorganische geconjugeerde systemen, bruikbaar voor halfgeleidertoepassingen zoals sensoren en organische geheugens, zullen worden gesynthetiseerd, gekarakteriseerd m.b.v. diffractie- en spectroscopische methoden, en geëvalueerd als elektro-actieve componenten in deze toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Geconjugeerde organische en organometallische verbindingen en hun stabiele radicalen, toepasbaar als organische halfgeleiders, zullen gesynthetiseerd worden en gekarakteriseerd d.m.v. geavanceerde gepulste en multi-frequentie EPR technieken. De combinatie hiervan met all-electron DFT kwantumchemische berekeningen is essentieel om alle in de spectroscopische gegevens beschikbare structurele informatie vervat ten volle te kunnen benutten..

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Alsenoy Kris
• Co-promotor: Blockhuys Frank
• Co-promotor: Goovaerts Etienne
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Molecular design staat centraal in het optimaliseren van interessante moleculaire eigenschappen van oligomeren. Kristalsymmetrie verhindert echter meestal het macroscopisch uiten van deze gewenste eigenschappen. Een uitvoerige X-straaldiffractiestudie wordt verricht om pakkingspatronen te rationaliseren in termen van intermoleclaire interacties. Het hogere doel is dan ook om deze interacties te gebruiken als instrument voor het opbouwen van een gewenste supramoleculaire structuur door middel van de invoer van functionele groepen in de molecule. Op deze manier zal worden getracht polaire kristallen te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Collas Alain

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is het verwerven van kennis over en ervaring in het gebruik van experimentele ladingsdichtheidsmethoden (charge density methods) in de structuurchemie door origineel onderzoek.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Vande Velde Christophe

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De verdere miniaturisatie van de huidige ¿ op silicium gebaseerde ¿ geheugentechnologie zal binnen afzienbare tijd onmogelijk zijn. Een veelbelovend alternatief is het ontwikkelen van technologie op basis van organische halfgeleiders. Door middel van een iteratief proces van synthese en evaluatie zullen de geheugeneigenschappen van drie klassen van organische verbindingen (distyrylbenzenen, difenylcarbodiimiden en organometaaloligomeren) onderzocht worden, wat op termijn moet leiden tot een performant materiaal en een beter inzicht in het werkingsmechanisme van organische geheugens.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: De Borger Roeland

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Om aan de macroscopische of bulkbeschrijving van sensormaterialen, waarin de microkristallijne laag, waarvan de bulkeigenschappen voor een groot stuk de precieze activiteit van de resulterende gassensor bepalen, centraal staat, een impuls te geven, wordt een consortium van vier onderzoeksgroepen samengesteld waarin de expertise m.b.t. de synthese van nieuwe sensormaterialen en de elektrochemische procedure, die ten grondslag ligt van de sensorconstructie, gecombineerd wordt met know-how betreffende de studie van de morfologie van (organische) materialen, a.d.h.v. stikstoffysisorptiemetingen en elektronenmicroscopie, en met kennis m.b.t. het meten van fasenevenwichtsverdelingscoëfficiënten van gassen tussen twee fasen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Van Tendeloo Staf

Financiering

• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project worden drie nieuwe klassen van materialen voor conductometrische gassensoren gesynthetiseerd en praktisch getest, waarvan ab initio berekeningen gunstige eigenschappen, zoals hoge stabiliteit en goede verwerkbaarheid hebben voorspeld. Het betreft materialen gebaseerd op (i) 2,6-difenyl-1,5-diaza-1,5-dihydro-s-indaceen, (ii) aryleenvinyleenachtige trimeren met N-methylpyrrool als centrale ring, en (iii) fenyleen-nikkel(II) complexen. Voor elk van de voorgestelde nieuwe verbindingen zullen meerdere syntheseroutes worden onderzocht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Co-promotor: Geise Herman
• Mandaathouder: Vande Velde Christophe

Financiering

• FWO
• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met als objectief nieuwe luminescente materialen voor blauw emitterende OLEDs te bekomen, zullen een aantal graftpolymeren worden gesynthetiseerd en hun prestaties worden vergeleken met deze van mengsels van luminescente oligomeren in een polymere matrix. De graftpolymeren zullen bestaan uit derivaten van 1,4-bis(2,2-difenylethenyl)benzeen als de chromoforen, geënt in verschillende belading en op hetzij een copolymeer van vinylbenzylchloride (VBC) met vinylcarbazool, hetzij een copolymeer van VBC met styreen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Mandaathouder: Wuyts Cindy

Financiering

• IWT

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project wil het experimentele onderzoek aan gassensoren en een elektronische neus op basis van elektrisch geleidende oligomeren van een theoretische achtergrond voorzien, zodat het experimentele werk gerichter, in tegenstelling tot volledig empirisch, kan worden uitgevoerd. Specifiek wil dit zeggen dat er zal getracht worden inzicht te verwerven in de verzameling voorwaarden waaraan een gegeven oligomeer moet voldoen om als gassensor te kunnen worden toegepast: met deze voorwaarden worden in het bijzonder de stabiliteit, de afzetbaarheid en de gevoeligheid van het gedopeerde materiaal voor interacties met moleculen in de gasfase bedoeld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Alsenoy Kris
• Mandaathouder: Blockhuys Frank

Financiering

• VLAIO

Project type(s)

• Onderzoeksproject