Molecular simulations of processes at solid-liquid interfaces
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
INTER-EXCELLENCE
Call for proposals
INTER-EXCELLENCE 1 (SMSM2016LTA01)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-16988/2017-1
Alternative language
Project name in Czech
Molekulární simulace procesů na rozhraní pevná látka - kapalina
Annotation in Czech
Předkládaný projekt si klade za cíl studium dynamiky a kinetiky procesů na minerálních površích a v rozhraní pevná látka-kapalina, včetně chemických reakcí. Tyto procesy zahrnují adsorpci vody, iontů a (bio)molekul, strukturní změny povrchu včetně růstu nebo naopak rozpouštění materiálů, protolytické reakce (deprotonace hydroxylových povrchových skupin a/nebo molekul v kapalné fázi), heterogenní katalýzu na površích. Jevy budou studovány v závislosti na složení a koncentraci látek v kapalné fázi, pH (a jemu odpovídající povrchové hustotě náboje pevné látky) a samozřejmě volbě pevného povrchu – jeho složení, exponované krystalické ploše. V závěrečném roce řešení je plánováno i studium vlivu nanorozměrů na pozorované výsledky, tj. studium v pórech o rozměrech několika nm. Americký tým bude studovat uvedené procesy experimentálně a poskytne dosud vyvinuté modely povrchů českému týmu. Úkolem českého týmu bude pomocí kvantových a klasických molekulárních výpočtů a simulací studovat tyto procesy a poskytovat molekulární interpretaci studovaných jevů a/nebo poskytovat informace, které budou moci být zakomponovány do teoretických modelů studovaných procesů. Studovány budou 4 typy povrchů: rutil (TiO2), křemen (SiO2), kalcit (CaCO3) a baryt (BaSO4). Motivace pro tento výzkum přicházejí z geochemie (pochopení faktorů ovlivňujících růst minerálů, mechanizmy interakcí), environmentálních věd (např. adsorpce a distribuce těžkých iontů a kontaminantů, čištění odpadních vod od organického materiálu včetně léčiv a hormonů, řešení dlouhodobých úložišť chemického a jaderného odpadu), biofyziky (např. detekce (bio)molekul) a fyzikální chemie (fundamentální pochopení jevů na rozhraní pevná látka-kapalina). Spolupráce se špičkovým americkým pracovištěm disponujícím ojedinělou infrastrukturou umožňuje českému týmu být součástí výzkumu, jehož experimentální část je lokálně nedostupná.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
DD - Geochemistry
CEP - secondary branch
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
CEP - another secondary branch
BO - Biophysics
OECD FORD - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
10403 - Physical chemistry<br>10610 - Biophysics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
"The project obtained results of interactions of ions and molecules (oxalates, estradiols, peptides, ionic liquids) with surfaces of rutile, quartz, carbon materials, mercury, silver and aluminosilicate zeolites. Simulation results were compared with experimental data from adsorption experiments, electrochemical experiments, surface charge titration, neutron diffraction, and nonlinear optics."
Solution timeline
Realization period - beginning
Jun 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 4, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-MSM-LT-U
Data delivery date
Jun 30, 2022
Finance
Total approved costs
2,927 thou. CZK
Public financial support
2,927 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK