Onderzoek Robby Vroemans

Abstract

De wereldwijde markten voor farmaceutische en agrochemische producten die als enkele enantiomeren op de markt worden gebracht, vertegenwoordigen aanzienlijke industrieën. Enantioselectieve katalyse levert selectief één enantiomeer, wat een cruciale rol speelt in het minimaliseren van afval en het verlagen van kosten, en in lijn is met duurzame chemische processen. Industriële fotokatalyse kampt echter met uitdagingen zoals beperkte lichtpenetratie en de noodzaak voor meerdere katalysatoren, wat de kosten en complexiteit verhoogt. Fotokatalyse met rood licht lost deze problemen op door dieper in de reactiemedia door te dringen, wat het geschikt maakt voor industriële toepassingen. Dit onderzoek heeft als doel homochirale atropisomerische N-verwarde porfyrines (NCPs) te ontwikkelen als enantioselectieve fotokatalysatoren voor rood licht. NCPs absorberen van nature rood licht en de geïnstalleerde chelerende atropisomerische structuur garandeert enantioselectiviteit, terwijl de complexatie van overgangsmetalen de behoefte aan meerdere katalysatoren elimineert. Het project richt zich op het synthetiseren van NCPs en het introduceren van functionele groepen, met onderzoek naar schaalbare, duurzame methoden. Homochirale NCPs worden gesynthetiseerd via Suzuki- en condensatiereacties, gekarakteriseerd, en getest in enantioselectieve roodlichtreacties om hoge selectiviteiten te behalen. Het project bevordert groene chemische productie en stimuleert industriële samenwerkingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vroemans Robby
• Mandaathouder: Grauls Robbe

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In quantum sensoren, waar kleine magnetische velden ontstaan door de beweging van elektronen worden gedetecteerd, zoekt men naar quantum bits (qubits) die bij kamertemperatuur werken. Recent zijn organische Moleculaire Quantum Bits (MQBs) ontwikkeld als platform voor elektronspin-qubits. Deze bieden voordelen zoals lange coherentie-tijden, exacte positionering en aanpasbaarheid via chemische synthese en de mogelijkheid om op te schalen. De implementatie van MQBs wordt echter belemmerd door het ontbreken van methoden om één qubit uit te lezen en een onbekende relatie tussen qubit-prestaties en chemische structuur. Binnen ReadBITS zal diradicalen, organische moleculen met twee ongepaarde elektronen in hun grondtoestand, integreren met koolstofnanobuizen (CNTs). Om één enkele qubit te kunnen uitlezen, focust ReadBITS op methoden die optisch of elektrisch de spin-toestand uitlezen. Recente vooruitgang in de synthese van diradicalen opent nieuwe mogelijkheden voor MQBs, waarbij spin-spin-interacties via de chemische structuur kunnen worden aangepast. Hoewel ensemblemetingen veelbelovend zijn, is het uitlezen van één qubit nog een uitdaging, wat ReadBITs wil mogelijk maken door MQBs te koppelen aan CNTs. Ik zal uitleesstrategieën ontwerpen gebaseerd op spin-naar-lading- en spin-naar-foton-conversie voor MQB-CNT-hybriden. Dit project zal nieuwe routes bieden voor MQB-uitlezing en de toepassing van diradicalen in quantumtechnologie versnellen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Vroemans Robby
• Mandaathouder: Medina Rivero Samara Lourdes

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Karakterisering van alle nieuw gesynthetiseerde organische verbindingen vereist standaard de nauwkeurige (hoge resolutie) meting van de massa van de molecule teneinde de chemische formule ervan te onthullen. Een Q-TOF II massaspectrometer (aangeschaft in 2000) werd voor dit doel gebruikt voor de ORSY afdeling en andere onderzoeksgroepen, maar vanwege een groot technisch defect werd het apparaat uit dienst genomen in 2024. Ter vervanging van dit instrument wordt er een state-of-the-art ACQUITY RDa-detector aangevraagd, waarmee hoge resolutie massaspectrometrie (HRMS) analyse van organische moleculen kan worden uitgevoerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Vroemans Robby

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vlamvertragers zijn een cruciale klasse van polymeeradditieven die worden gebruikt om de veiligheids- en gezondheidsrisico's die gepaard gaan met brand te verminderen. Echter, de industriële brandvertragers, met name halogeen- en fosforhoudende, worden steeds meer in verband gebracht met ernstige toxiciteitsproblemen. Als gevolg hiervan richt het huidige onderzoek zich steeds meer op alternatieve chemische elementen met brandvertragende eigenschappen en verminderde toxiciteit. Boor is in dit opzicht bijzonder veelbelovend. Er is echter een behoefte aan het vinden van thermisch stabiele organische boorverbindingen. Dit project heeft tot doel twee klassen van boor- en stikstofbevattende di- en trimeerverbindingen te synthetiseren als kandidaat brandvertragers. Hierbij wordt het aantal brandvertragende groepen binnen een enkel molecuul vergroot. Deze di- en trimeerverbindingen zullen vervolgens worden onderworpen aan brandvertragende tests om hun prestaties te evalueren, zowel in zuivere vorm als vermengd in polymeermatrices, waarbij hun effectiviteit wordt vergeleken met de huidige industriële vlamvertragers. Vervolgens zal een selectie van de best presterende brandvertragers worden onderworpen aan preliminaire eco- en genotoxiciteitsstudies, en zal hun recycleerbaarheid uit de polymeermatrices worden beoordeeld. Het uiteindelijke doel is het identificeren van nieuwe en vermogende di- en trimeer B,N-bevattende brandvertragers die geen toxiciteit vertonen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vroemans Robby
• Mandaathouder: Mahmoudi Armin

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject