Architecture of Correlated Disorder at the Interface of Porous Organic-Inorganic Hybrids: Interactions, Structures, and Dynamics at Atomic Resolution
Project goals
Multicomponent solids combining long-range order with controlled segmental dynamics, such as polymer-coated macro/mesoporous silica nanoparticles carrying specific substances, offer a promising way to develop a novel class of functional materials. A challenge in structure description of these systems is still open, in particular in the details of the corresponding interfacial area. This project represents a combined experimental and theoretical approach to understand interactions, local structures, correlated defects and dynamics existing at the interface. For a systematic study of the pore-incorporated objects, inorganic matrixes differing in the diameter of pores will be used. To probe interfacial contacts at atomic resolution over long distances specific organoboron (phosphorus) and fluorinated compounds will be incorporated into the channels, and the techniques of 11B, 19F and 31P solid-state NMR will be applied. Computational approaches including crystal structure predictions, DFT optimizations and GIPAW calculations of NMR shielding will be used for final structure refinement.
Keywords
interacenanoparticlesnanocompositesstrucutrestrucutral defectsNMR crystallographyGIPAW calculations
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-04109S
Alternative language
Project name in Czech
Architektura korelované strukturní neurčitosti na mezifázi porézních anorganicko-organických systémů: Interakce a dynamika v atomárním rozlišení
Annotation in Czech
Vícesložkové nanostrukturované materiály kombinující pravidelnou strukturu s definovanou segmentovou dynamikou, jako jsou např. polymerem modifikované mezoporézní nanočástice nesoucí molekuly organických sloučenin, představují slibnou třídu nových funkčních materiálů. Strukturní popis těchto materiálů, zvláště detailů fázových rozhraní je však stále nesmírně komplikovaný. Tento projekt představuje kombinovaný experimentální a teoretický přístup umožňující popis lokálních interakcí, struktur, architektury korelovaných defektů a dynamických procesů existujících v těchto systémech. Pro systematickou studii vznikajících objektů budou užity anorganické matrice s rozdílnou velikostí pórů. Experimentální sledování mezifázových struktur v atomárním rozlišení bude dosaženo zabudováním fluorovaných nebo organoborových (fosforových) sloučenin do prostoru kanálů a následnou aplikací moderních technik 11B, 19F a 31P NMR spektroskopie pevného stavu. Výpočetní postupy zahrnující predikci krystalových struktur, DFT optimalizaci a výpočty NMR parametrů budou složit pro upřesnění lokálních struktur.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The aim of the project to describe locally ordered/disordered structures in various composite materials was fulfilled. Results published in 9 papers in journals with IF showed that solid state NMR techniques were able to find new types of local and periodic structures which cannot be detected by diffraction techniques, fully proving the importance of NMR crystallography.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 26, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
4,326 thou. CZK
Public financial support
3,690 thou. CZK
Other public sources
636 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 326 CZK thou.
Public support
3 690 CZK thou.
85%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018