Onderzoek Sofie Cambré

Abstract

Katalyse is een belangrijke interdisciplinaire technologie in de chemische industrie, en zeker één van de wetenschappelijke disciplines met de grootste maatschappelijke impact. De onderzoeksmissie van het CASCH-consortium is om bij te dragen aan duurzame ontwikkeling door het aanpakken van de uitdagingen van het verminderen van de CO2-uitstoot, het overwinnen van de afhankelijkheid van fossiele koolstofgrondstoffen en de schaarste van natuurlijke hulpbronnen door de ontwikkeling van nieuwe katalytische methoden. Het consortium bezit een multidisciplinaire expertise om katalyse voor uitdagende transformaties te ontwerpen en te begrijpen en heeft als doel een duurzamere organische chemie te ontwikkelen, voornamelijk van niet-reactieve functionele groepen. Als grondstoffen voor het maken van organische moleculen zullen hernieuwbare bouwstenen een aandachtsgebied zijn, maar ook petrochemicaliën zullen worden bestudeerd. Complementaire expertise voor de ontwikkeling van nieuwe katalysatoren (synthese en karakterisering) wordt samengebracht met knowhow op het gebied van organische synthese in één Excellentiecentrum. De nadruk zal liggen op de vervanging of minimalisering van het gebruik van kritische grondstoffen door het vervangen van edele metalen door abundante overgangsmetalen als actieve katalytische elementen. De te onderzoeken types katalyse omvat de twee hoofdklassen, namelijk heterogene en homogene katalyse. Naast thermische katalyse worden ook recent opkomende activatietechnieken zoals fotokatalyse en elektrokatalyse bestudeerd. Fotoredox en elektrokatalyse zijn in de organische chemie op de voorgrond gekomen als een heropleving van de radicale chemie, waarbij hernieuwbare energie volledig wordt benut voor de activering van kleine moleculen. Innovatieve heterogene fotokatalysatoren hebben het voordeel dat ze gemakkelijk recycleerbaar zijn en daardoor een continue productie mogelijk maken, wat de doorgaans gebruikte homogene katalysatoren niet (gemakkelijk) toelaten. Elektrosynthese is een ultieme methode voor het uitvoeren van redoxchemie: voor oxidatie en reductie zijn geen extra reagentia nodig, alleen elektronen, waardoor het gegenereerde afval aanzienlijk wordt verminderd. Elektrokatalytische reacties vereisen nieuwe elektrodematerialen voor zowel directe als indirecte (via mediatoren) elektrochemische routes die door het consortium worden ontwikkeld. Een bijzonder aandachtsgebied is de ontwikkeling van een nieuw type heterogene katalysatoren, namelijk single-atom-katalysatoren (SAC's), die de voordelen van heterogene (recycleerbaarheid, robuustheid, kost, activiteit en productiviteit) en homogene katalyse (productveelzijdigheid, afstembaarheid van de geometrie en elektronische eigenschappen van het actieve metaal, complexiteit van de reactanten) combineren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Herrebout Wouter
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Chirale materialen spelen een cruciale rol in diverse domeinen, waaronder elektronica, farmaceutische wetenschappen en enantioselectieve synthese. Chiroptische spectroscopie bestudeerd hun optische kenmerken door interactie met circulair gepolariseerd licht, maar geeft meestal vrij zwakke signalen. Bijzonder interessant zijn enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNTs), die een chirale structuur hebben die kan worden uitgebreid tot macroscopische lengtes (typisch micrometers) met een diameter op de nanoschaal. Recente vooruitgang in het scheiden van SWCNT enantiomeren roept de vraag op hoe de chirale structuur van de SWCNT kan worden benut om nieuwe functionaliteiten te creëren. Nauwe emissie in het bereik van de biologische transmissievensters, een ééndimensionale structuur met hoge fotochemische stabiliteit en alle atomen aan het oppervlak, maken van SWCNTs ultragevoelige sensoren voor het detecteren van enantiomeren in biologische systemen. Dit onderzoek wordt ondersteund door het FWO en omvat fundamenteel onderzoek.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Herrebout Wouter

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNTs) vertonen diameter-afhankelijke opto-elektronische eigenschappen, veelbelovend voor geavanceerde nanoelektronica-toepassingen. Hun unieke ééndimensionale holle structuur, in combinatie met hoge mobiliteit voor ladingsdragers, fotochemische stabiliteit en thermische transporteigenschappen, plaatst ze als alternatieven voor huidige materialen in toepassingen zoals transparante geleidende films en sensoren op de nanoschaal. Dit project beoogt het gebruik van de holle structuur van SWCNTs door ze te vullen met donor- of acceptormoleculen om n- en p-gedoteerde SWCNTs te creëren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Borja Peña Cristian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Kwantum sensoren kunnen kleine magnetische velden detecteren veroorzaakt door beweging van elektronen in b.v. neuronen, maar vereisen dat de kwantum bits (qubits) operationeel zijn bij kamertemperatuur. In dit opzicht bieden organische moleculaire qubits (MQBs) voordelen, zoals lange coherentietijden, exacte positionering van de qubit en schaalbaarheid. Toch wordt de implementatie van MQBs belemmerd door het gebrek aan uitlezing van één qubit en de tot nu toe onbekende relatie tussen hun kwantum eigenschappen en chemische structuur. Recente vooruitgang in de synthese van organische moleculen met twee ongepaarde elektronenspins in hun grondtoestand, d.w.z. diradicalen, leidt tot een onbekende markt voor MQBs. Het belangrijkste voordeel is mogelijkheid om de spin-spin-interacties te controleren via chemische synthese en het potentieel voor optische uitlezing van één qubit. Ik zal nieuwe organische diradicalen onderzoeken om een directe relatie vast te stellen tussen de spin-spin-interactie en hun prestaties als MQBs. Door mijn expertise op het gebied van spectroscopie van diradicalen te combineren met de expertise van mijn promotoren op het gebied van elektronenspinresonantie en optisch gedetecteerde magnetische resonantie, wil ik initialisatie-, uitlees- en manipulatieprocessen voor deze MQBs ontwikkelen. Een intensieve samenwerking met chemische synthesegroepen en een theoreticus laat een nieuwe route toe naar kwantum sensoren op basis van MQBs.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)
• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een fundamenteel onderzoeksproject gefinancierd door het MSCA-PF programma. In dit project zullen we ons concentreren op enkelwandige koolstofnanobuisjes (SWCNT's) en deze exohedraal en endohedraal functionaliseren om nieuwe functionaliteiten voor verbeterde emissie te creëren. SWCNT's bezitten uniek diverse opto-elektronische eigenschappen die kritisch afhankelijk zijn van hun exacte diameter en chirale structuur. Hun quasi eendimensionale structuur, fotochemische en mechanische stabiliteit, gecombineerd met extreem nauwbandige emissie in het nabij-infrarood (NIR), maken ze interessante kandidaten als actief materiaal in NIR organische lichtemitterende diodes (OLED's) of lichtemitterende transistors (LET's). De integratie van SWCNT's in OLED's en LET's is tot nu toe beperkt door hun doorgaans lage intrinsieke kwantumefficiëntie. Het verbeteren van de emissie-efficiëntie van de SWCNT vereist daarom een ​​diepgaand begrip van de complexe exciton-fotofysica, in het bijzonder die van de meerdere donkere excitonen. In dit project zullen we ons concentreren op de rol van de triplet-excitonen in SWCNTs, door optische spectroscopie te combineren met de spin-selectieve magnetische resonantietechniek, namelijk optisch gedetecteerde magnetische resonantie (ODMR). Ten slotte zullen deze gefunctionaliseerde SWCNT's, als proof-of-principle, worden geïntegreerd in LET's en OLED's en in operando-karakterisering door onder meer elektrisch gedetecteerde magnetische resonantie (EDMR) om de rol van de spin-afhankelijke recombinatieprocessen in de devices te bepalen, waardoor nieuwe wegen worden geopend voor zeer emissieve NIR-OLED's/LET's, essentieel voor een breed scala aan biomedische en biosensortoepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: De Sousa Rodríguez Jesús Alejandro

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)
• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Kwantumtechnologie kan de maatschappij fundamenteel veranderen in de nabije toekomst. Echter, verschillende uitdagingen moeten nog onderzocht worden, zoals het gebrek aan schaalbaarheid, gebrek aan eenvoudig aanpassen van de qubits voor elke toepassing en een gebrek aan positioneerbaarheid van qubits. In OPTRIBITS zullen we de fundamentele voordelen van paramagnetische moleculen benutten voor toepassing als spin-gebaseerde qubits in quantumtechnologieën. Moleculen hebben aangetoond lange ensemble-coherentietijden te bezitten tot in het milliseconde regime. Moleculen zijn nanoscopisch van formaat, wat hoge dichtheden en miniaturisatie van quantumdevices mogelijk maakt. Moleculen zijn zeer aanpasbaar wat betreft spinwaarden, spin-niveaustucturen en eigenschappen van geëxciteerde toestanden, waardoor ze kunnen worden aangepast aan specifieke kwantumtechnologische doelstellingen. Interqubit-interacties kunnen uiterst gecontroleerd worden, vanwege de hoge mate van positioneerbaarheid van qubits in geordende structuren, wat leidt tot goed gedefinieerde en potentieel schakelbare interacties. Het belangrijkste probleem dat het wijdverspreide gebruik van moleculaire qubits verhindert, is het gebrek aan handige uitlezing van één enkele molecule. Als gevolg daarvan zijn de overgrote meerderheid van resultaten over moleculaire qubits verkregen door ensemblemetingen met grote aantallen identieke qubitkopieën. Dit project heeft tot doel dit nadeel te verwijderen door optisch adresseerbare moleculaire qubits te ontwikkelen. Optisch adresseren heeft ruimschoots aangetoond dat het uitlezing van één molecule mogelijk maakt vanwege de gevoeligheid van optische detectoren. Hiertoe zullen we robuuste moleculaire qubits ontwerpen, voorbereiden en bestuderen, die spin-toestanden hebben die spinpolarisatie door optisch pompen mogelijk maken en zeer luminescent zijn om optische uitlezing mogelijk te maken. In een tweede stap zullen we werken aan integratie door de qubitarchitecturen op oppervlakken te immobiliseren of door hybride structuren te creëren met koolstofnanomaterialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)
• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNTs) hebben unieke optische en elektronische eigenschappen die in belangrijke mate afhangen van hun exacte chirale structuur. Door de holle kernen van de SWCNTs te vullen, kunnen nieuwe functionaliteiten worden verkregen, voortkomend uit de bijzondere interactie van de endohedrale moleculen en de omringende SWCNTs. In dit project zullen we ons concentreren op het vullen van SWCNTs met elektronendonor- en acceptormoleculen, wat kan resulteren in n- en p-type dotering van de gastheer SWCNTs. Door de afhankelijkheid van de ionisatiepotentiaal of elektronenaffiniteit van de ingekapselde moleculen, wordt verwacht dat het doteringsniveau fijn kan worden afgesteld door de specifieke moleculen (of een combinatie van verschillende moleculen) te kiezen die moeten worden ingekapseld. De ontwikkeling van betrouwbare methoden voor SWCNT-doping in combinatie met chirale sorteermethodologieën, kan leiden tot een doorbraak in SWCNT-gerelateerde toepassingen, zoals op SWCNT gebaseerde transistoren. De gedoteerde SWCNTs zullen worden uitgevoerd door middel van onderzoek naar een breed scala aan experimentele technieken, in het bijzonder EPR-spectroscopie, die op kwantitatieve wijze rechtstreeks toegang kan krijgen tot het doteringsniveau van de SWCNTs, en optische spectroscopische technieken, zoals absorptiespectroscopie, golflengte-afhankelijke resonante Raman-spectroscopie en infrarood fluorescentie-excitatie spectroscopie en beeldvorming.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)
• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project wordt gefinancierd door the FWO Vlaanderen. Het doel van het project is het integreren van koolstof nanobuizen in organische licht-emitterende diodes. De focus van het project ligt op ultrasonic spray coating als techniek voor de depositie van koolstof nanobuizen in dunne films.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)
• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De zwakke spinbaankoppeling inherent aan organische halfgeleiders maakt hen ideale kandidaten voor toepassingen in spintronica. Terwijl typische waardes voor de spinlevensduur die van hun inorganische tegenhangers ruim overstijgen, blijft de grootste limitatie de spindiffusielengte, die zelden meer dan 50 nm bedraagt. Het is intussen bekend dat spins in organische materialen zowel getransporteerd kunnen worden via mobiele ladingen als door spin exchange tussen gelokaliseerde polaronen. Dat laatste mechanisme biedt nieuwe mogelijkheden tot het verlengen van de spindiffusielengte door de intrinsieke spindichtheid te vergroten. In 2019 werd zo voor het eerst een record spindiffusielengte van 1 um gerapporteerd in een zwaar gedopeerde polymeer. In dit project zal ik spintransport onderzoeken in paramagnetische polymeren, een recent ontdekte klasse van ultra-lage-bandkloof halfgeleiders met een triplet grondtoestand en dus een grote intrinsieke spindichtheid. Spintransport experimenten zullen uitgevoerd worden in state-of-the-art spintronica devices gebaseerd op spininjectie via ferromagnetische resonantie. Daarnaast zal de combinatie van elektronen paramagnetische resonantie en kwantumchemische berekeningen gedetailleerde informatie opleveren over spindelokalisatie en spin-spin interacties. Door mijn studie uit te breiden naar een serie van deze polymeren kunnen structuur-eigenschap relaties en de fundamenten van spintransport in deze innovatieve materialen blootgelegd worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Van Landeghem Melissa

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Binnen dit ZAPBOF project, zal ik me focussen op verschillende manieren om SWCNTs te functionaliseren, om alzo hun al unieke eigenschappen nog verder uit te breiden. Ik zal in het bijzonder focussen op het verbeteren van hun licht emissie, en de interactie tussen de SWCNTs en radikalen. Hiervoor zal ik gebruik maken van optische en magnetische resonantie spectroscopie. Ook 1D heteronanotubes, bestaande uit 2 verschillende 1D cylinders zullen bestudeerd worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)
• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project website

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: Cambré Sofie
• Promotor: Wenseleers Wim
• Co-promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Fitó Parera Aina

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)
• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Optische materialen zijn alomtegenwoordig in de huidige samenleving. Van de bouwstenen van displays en LED's tot glasvezelcommunicatie voor ultrasnel internet, (plasmonische) nanostructuren voor fotokatalyse, bulk heterojuncties voor fotovoltaïsche cellen, probes voor beeldvorming, detectie en het ontrafelen van reactiemechanismen in chemie en katalyse tot nanostructuren voor nanofotonica-toepassingen. De diepgaande kennis van de aard en dynamiek van de oppervlakte- en bulkeigenschappen van deze materialen, zoals het lot van elektronen en gaten die ontstaan na optische excitatie, vereist specifieke spectroscopische technieken die zowel stabiele als tijdsafhankelijke dynamische eigenschappen van dergelijke materialen kunnen ontrafelen. Fluorescentiespectroscopie is een van de meest veelzijdige en gevoelige technieken die dergelijke informatie kan verschaffen. Moderne detectoren zijn in staat individuele fotonen te detecteren die worden uitgezonden op tijdschalen variërend van enkele picoseconden tot seconden, en met energieën die het gehele UV-, zichtbare en NIR optische bereik beslaan. Het aangevraagde systeem is een veelzijdige steady-state en tijdsgeresolveerde fluorescentie spectrometer, die zeer modulair is en in combinatie met de reeds beschikbare infrastructuur een unieke configuratie beoogt die een breed scala aan experimenten mogelijk maakt. Onder andere kan deze techniek informatie verschaffen over ultrasnelle processen op tijdschalen van picoseconden, delayed fluorescentie van bijvoorbeeld triplettoestanden en met een gevoeligheid over een zeer breed golflengtebereik (200 – 1700 nm) en toegankelijkheid tot zowel ensemble experimenten als individuele detectie van moleculen in oplossingen, poeders, nanodeeltjes, films en allerlei devices. De infrastructuur zal worden toegepast in zeer verschillende onderzoeksgebieden, van fotokatalyse tot excitonische eigenschappen van nanomaterialen, en van chemische reactiekinetiek tot fotovoltaïsche en LED-toepassingen, wat ook wordt bevestigd door de diverse onderzoekstopics van de 5 betrokken onderzoeksgroepen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Johannessen Christian
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Verbruggen Sammy

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNTs) hebben unieke optische en elektronische eigenschappen die in belangrijke mate afhangen van hun exacte chirale structuur. Door de holle kernen van de SWCNTs te vullen, kunnen nieuwe functionaliteiten worden verkregen, voortkomend uit de bijzondere interactie van de endohedrale moleculen en de omringende SWCNTs. In dit project zullen we ons concentreren op het vullen van SWCNTs met elektronendonor- en acceptormoleculen, wat kan resulteren in n- en p-type dotering van de gastheer SWCNTs. Door de afhankelijkheid van de ionisatiepotentiaal of elektronenaffiniteit van de ingekapselde moleculen, wordt verwacht dat het doteringsniveau fijn kan worden afgesteld door de specifieke moleculen (of een combinatie van verschillende moleculen) te kiezen die moeten worden ingekapseld. De ontwikkeling van betrouwbare methoden voor SWCNT-doping in combinatie met chirale sorteermethodologieën, kan leiden tot een doorbraak in SWCNT-gerelateerde toepassingen, zoals op SWCNT gebaseerde transistoren. De gedoteerde SWCNTs zullen worden uitgevoerd door middel van onderzoek naar een breed scala aan experimentele technieken, in het bijzonder EPR-spectroscopie, die op kwantitatieve wijze rechtstreeks toegang kan krijgen tot het doteringsniveau van de SWCNTs, en optische spectroscopische technieken, zoals absorptiespectroscopie, golflengte-afhankelijke resonante Raman-spectroscopie en infrarood fluorescentie-excitatie spectroscopie en beeldvorming.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Elektronen paramagnetische resonantie (EPR) biedt een uniek instrument voor de karakterisatie van paramagnetische systemen in biologische en synthetische materialen. EPR wordt gebruikt in diverse onderzoeksgebieden, zoals biologie, chemie, fysica, geneeskunde en materiaalwetenschappen. Het is een verzamelnaam voor verschillende technieken, waarbij de gepulste EPR methoden de veelzijdigste zijn en gedetailleerde informatie kunnen geven. De UAntwerpen heeft een gepulste en hoog-veld EPR-faciliteit die uniek is in België. De basis continue-golf EPR instrumentatie is echter dringend aan een upgrade toe. Verder werd recent een nieuw tijdperk in EPR spectroscopie ingeluid dankzij de technische ontwikkeling van AWGs (arbitrary waveform generators) met een kloksnelheid hoger dan een gigahertz. Deze AWGs laten nieuwe experimenten met specifieke pulsvormen toe waardoor veel gedetailleerdere informatie over de bestudeerde systemen kan bekomen worden. Bovendien verhoogt het de gevoeligheid en spectrale breedte van de EPR methoden enorm. Dit is belangrijk voor de studie van nanogestructureerde materialen en voor de detectie van actieve sites die transiënt gevormd worden tijdens katalyse, device-werking of reacties in biologische cellen, onderwerpen die van groot belang zijn voor het aanvragende consortium. De aangevraagde uitbreiding van de EPR faciliteit is essentieel om er voor te zorgen dat EPR aan de UAntwerpen in het voorveld blijft van dit heel snel veranderend onderzoeksgebied.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Dewilde Sylvia
• Co-promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Van den bergh Wim
• Co-promotor: Verbruggen Sammy

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie en Spectroscopie van Moleculen en Materialen (TSM²)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

T-LASER behelst de uitbreiding van een laserfaciliteit naar een high-end golflengte-regelbaar laserplatform met zowel continue als gepulste laserbundels, regelbaar van het ultraviolet tot het infrarood, voor een brede waaier van geavanceerde spectroscopische technieken en laser-gebaseerde toepassingen – de kernexpertises van de ECM onderzoeksgroep. Dankzij een grote fractie (78%) co-financiering zal een laserplatform opgebouwd worden dat niet alleen essentieel is voor alle lopende onderzoeksprojecten van ECM en zijn vele samenwerkingen, maar dat ook een wereldwijd unieke faciliteit zal vormen. Dit centrale laserplatform zal bovendien aangevuld worden met een aantal optische satelliet-opstellingen, die reeds beschikbaar (maar nu al uniek) zijn, en verder ontwikkeld zullen worden. De veelzijdigheid van de laserfaciliteit, zowel in pulsduur als golflengte-regelbaarheid, zal baanbrekende optische experimenten toelaten, zoals (breed) continu golflengte-regelbare resonante Raman-verstrooiing en niet-lineair optische verstrooiing (m.n. over een breed golflengtegebied regelbare 2e en 3e orde hyper- Rayleigh en hyper-Raman verstrooiing). Dit vormt een uitermate complementaire set van unieke technieken, die de UAntwerpen wereldwijd een bijzonder aantrekkelijke partner maken voor onderzoeksgroepen die actief zijn in de betrokken technologieen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Wenseleers Wim
• Co-promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Goovaerts Etienne

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit omvat een onderzoeksproject voor fundamenteel onderzoek gesubsidieerd door de universiteit Antwerpen met behulp van een DOCPRO4 BOF onderzoeksbeurs. Het project werd geselecteerd door de onderzoeksraad.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Lopez Carrillo Miguel Angel

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Levshov Dmitry

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Erkens Maksiem

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Agentschap innoveren en Ondernemen - Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Co-promotor: Goovaerts Etienne
• Mandaathouder: Lettens Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Wenseleers Wim
• Co-promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een Excellence of Science project (EOS ID 30467715) en betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen (FWO) en het Fonds de la Recherche Scientifique (FNRS).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Wenseleers Wim
• Co-promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe functionele hybride materialen gebaseerd op verschillende moleculen die binnenin enkelwandige koolstofnanobuizen gebracht worden zullen ontworpen, gesynthetiseerd en onderzocht worden met behulp van diverse hoge resolutie optische spectroscopie en microscopie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De eigenschappen en functies van vele systemen in biologie, geologie, katalyse en nanofluidica worden bepaald door de opsluiting van moleculen in kleine nanokanalen. Bijvoorbeeld, water moleculen spelen een cruciale rol in het selectief transport door cell membranen. Enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNTs) kunnen gesynthetiseerd worden met een brede waaier van diameters in het nanometer gebied, elk tot op atomaire precisie bepaald. Deze unieke materialen bezitten bovendien een holle structuur met ondoordringbare wanden en hebben typisch een gigantische lengte/diameter verhouding waardoor ze een ideaal modelsysteem vormen om het gedrag van moleculen, beperkt tot ééndimensionale rijen te bestuderen. In dit project zullen we gebruik maken van de vibrationele en elektronische resonanties van SWCNTs als ultragevoelige probes voor de moleculaire stapeling binnenin de SWCNTs. Geautomatiseerde golflengteafhankelijke resonante Raman verstrooiing en fluorescentie-excitatie experimenten zullen uitgevoerd worden als functie van temperatuur om de verschillende fases, en hun overgangen, te bestuderen van zowel water als andere moleculen die binnenin SWCNTs met verschillende diameters gebracht zullen worden. De gedetailleerde studie van de fase overgangen zal gecombineerd worden met moleculaire dynamica berekeningen om zo het effect van moleculaire inkapseling te bestuderen, wat uiteindelijk kan helpen voor het ontwerpen van ultraselectieve filtermembranen, sensoren en nanofluidica toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie
• Mandaathouder: Martinati Miles

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Cambré Sofie
• Co-promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Erkens Maksiem

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek in het kader van een ERC starting grant, toegekend onder horizon 2020. In dit project worden koolstof nanobuizen gebruikt om molecule te ordenen in één dimensie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoek is vooral gericht op de vulling van koolstofnanobuizen met ééndimensionale rijen water- en andere moleculen. Het heeft mogelijkheden geopend gaande van de studie van de fundamentele fysica van "single-file" ("first-in-first-out") moleculair transport, met mogelijke toepassingen in ultraselectieve filtermembranen en nanofluidica, tot de synthese van functionele nanohybriden van koolstofnanobuizen gevuld met geordende rijen optisch actieve moleculen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

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: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onze opstelling voor golflengteafhankelijke fluorescentie zal aangepast worden om koolstofnanobuizen te bestuderen op het niveau van één enkele molecule. Hiervoor zal een xyz-translatietafel en een olie-immersie objectief met een grote numerieke apertuur aangekocht worden. Door gebruik te maken van een SiCCD camera kan de dynamica van de buisjes en de dynamica van het vullen van de buisjes bestudeerd worden met behulp van optische spectroscopie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De solubilisering van enkelwandige koolstofnanobuizen (SWNTs) met galzouten heeft geleid tot de mogelijkheid om deze SWNTs te scheiden op diameter met behulp van dichtheidsgradiëntcentrifugatie (DGU). Recente doorbraken op het gebied van watervulling van deze SWNTs en het scheiden van lege en watergevulde SWNTs zal deze diameterscheiding naar een hoger niveau brengen, aangezien het verwacht wordt dat de resolutie in DGU veel beter wordt wanneer er lege, intacte SWNTs gebruikt worden. Deze intacte buisjes bezitten ook superieure optische eigenschappen waardoor het interessant wordt om de zeer specifieke excitonen fotofysica van de SWNTs te bestuderen. Bovendien vonden we dat zelfs de dunste buisjes gevuld kunnen worden met water, wat het mogelijk maakt om het ééndimensionale transport van moleculen door de nanobuisjes te bestuderen alsook de verschillende structuren en faseovergangen van water (of andere moleculen) na opsluiten in de nanobuisjes.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Koolstofnanobuizen (CNTs) zijn zeer interessant als ééndimensionale systemen met metallische of halfgeleidende eigenschappen. De geleiding van gaten kan analoog beschreven worden aan de geleiding van elektronen waardoor de mobiliteit voor beide ladingsdragers hetzelfde is. Bovendien is het ook mogelijk om deze nanobuizen te doperen door kleine moleculen in de CNT te brengen. Deze gedopeerde CNTs zijn stabiel bij blootstelling aan lucht en door de keuze van de ingebrachte molecule kan men de graad van dopering controleren. In dit project zullen twee verschillende onderwerpen behandeld worden. In de eerste plaats zal de ladingsoverdracht tussen geconjugeerde moleculen en SW CNTs bestudeerd worden. Deze ladingsoverdracht is van groot belang voor de implementatie van deze composietmaterialen in 'plastic' zonnecellen. Anderzijds zullen geconjugeerde moleculen binnenin de SW CNTs gebracht worden, die in het bijzonder de CNTs doperen. Beide systemen zullen onderzocht worden met behulp van optische spectroscopie, gepulste laserspectroscopie en elektronen paramagnetische resonantie (EPR).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Goovaerts Etienne
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Koolstofnanobuizen (CNTs) zijn zeer interessant als ééndimensionale systemen met metallische of halfgeleidende eigenschappen. De geleiding van gaten kan analoog beschreven worden aan de geleiding van elektronen waardoor de mobiliteit voor beide ladingsdragers hetzelfde is. Bovendien is het ook mogelijk om deze nanobuizen te doperen door kleine moleculen in de CNT te brengen. Deze gedopeerde CNTs zijn stabiel bij blootstelling aan lucht en door de keuze van de ingebrachte molecule kan men de graad van dopering controleren. In dit project zullen twee verschillende onderwerpen behandeld worden. In de eerste plaats zal de ladingsoverdracht tussen geconjugeerde moleculen en SW CNTs bestudeerd worden. Deze ladingsoverdracht is van groot belang voor de implementatie van deze composietmaterialen in 'plastic' zonnecellen. Anderzijds zullen geconjugeerde moleculen binnenin de SW CNTs gebracht worden, die in het bijzonder de CNTs doperen. Beide systemen zullen onderzocht worden met behulp van optische spectroscopie, gepulste laserspectroscopie en elektronen paramagnetische resonantie (EPR).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Goovaerts Etienne
• Co-promotor: Wenseleers Wim
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit doctoraatsproject zal onderzoek verricht worden naar de karakterisering van de eigenschappen van polymeren die hun toepassing vinden in de plastic elektronica, fotovoltaïsche cellen, organische licht-emitterende diodes (OLEDs) en organische halfgeleiders. In het bijzonder zal dit project handelen over de karakterisering van de aangeslagen toestanden na foto-excitatie (singlet- en tripletexcitontoestanden), de studie van polaronen en de studie van het ladingsscheidingsproces dat essentieel is voor fotocelmaterialen. Hiervoor zal gebruik gemaakt worden van volgende meettechnieken, namelijk optische absorptie- en fluorescentiespectroscopie, (L)EPR-spectroscopie ((Licht geïnduceerde) Elektron Paramagnetische Resonantie) en ODMR-spectroscopie (Optisch geDetecteerde Magnetische Resonantie) zowel in X-band (~9.5GHz) als in W-band (~95GHz).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Goovaerts Etienne
• Mandaathouder: Cambré Sofie

Onderzoeksgroep(en)

• Nanogestructureerde en organische optische en elektronische materialen (NANOrOPT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject