Theory of energy landscapes and ion transport in amorphous materials

非晶材料中的能量景观和离子传输理论

基本信息

项目摘要

Ion transport in amorphous materials is of vital interest for many applications. In particular glassy electrolytes can be tailored to specific needs because of a high flexibility in their chemical compositions. They find applications in batteries, smart windows, super-capacitors, optical wave guides, sensors, and others. This research project aims at developing theoretical methods to construct energy landscapes for the ionic motion in glassy materials and to predict ionic transport properties such as conductivities and their activation energies based on this landscape construction. For the landscape construction, chemical and structural information about mutually linked units is used that are forming the host network for the ionic motion. The reliability of the theoretical developments will be checked against experimental observations. These are, in particular, diffusion profiles obtained from a novel technique of charge attachment induced ion transport, correlation functions and spectral densities measured by nuclear magnetic resonance (NMR), as well as results for local compositions and structural configurations obtained from magic angle spinning NMR and atom probe tomography. Specific objectives are the modelling of concentrations of chemical units building the glassy network, of spatial charge distributions derived from these concentrations, and calculations of ionic transport quantities by means of kinetic Monte Carlo and molecular dynamics simulations. The simulations are complemented by analytical calculations based on percolation and effective medium theories. This includes analyses on how the ion dynamics are affected by the Coulomb interaction between mobile ions and by the concentration of empty ion sites in a glass.
离子在非晶材料中的输运在许多应用中具有重要意义。特别是玻璃电解质,由于其化学成分的高度灵活性,可以根据特定需要进行定制。它们在电池、智能窗户、超级电容器、光波导、传感器等领域都有应用。本研究项目旨在发展构建玻璃材料中离子运动能量景观的理论方法,并在此景观构建的基础上预测离子传输特性,如电导率及其活化能。在景观建设中,相互连接的单元的化学和结构信息被用于形成离子运动的宿主网络。理论发展的可靠性将由实验观察来检验。特别是,通过电荷附着诱导离子输运的新技术获得的扩散曲线,通过核磁共振(NMR)测量的相关函数和谱密度,以及通过魔角自旋核磁共振和原子探针断层扫描获得的局部成分和结构构型的结果。具体目标是建立玻璃网络的化学单元的浓度模型,由这些浓度推导的空间电荷分布,以及通过动力学蒙特卡罗和分子动力学模拟计算离子输运量。模拟得到了基于渗流理论和有效介质理论的解析计算的补充。这包括分析离子动力学如何受到移动离子之间的库仑相互作用和玻璃中空离子位置的浓度的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Philipp Maass其他文献

Professor Dr. Philipp Maass的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Philipp Maass', 18)}}的其他基金

Collective and tracer dynamics in single-file transport through periodic structures
通过周期性结构的单列传输中的集体和示踪动力学
  • 批准号:
    432123484
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Influence of Short-Term Dynamics of Renewable Energy Sources on Power Grid Stability
可再生能源短期动态对电网稳定性的影响
  • 批准号:
    271129427
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Irreguläre Erregungszustände in Reaktions-Diffusions-Systemen als Folge wechselseitiger Störung von Erregungszentren und räumlicher Inhomogenitäten
由于激发中心之间的相互干扰和空间不均匀性而导致反应扩散系统中的不规则激发状态
  • 批准号:
    209947517
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Materials World Network: An International Collaborative Educational and Research Program in the Study of Mixed Glass Former Phenomena in Materials
材料世界网络:研究材料中混合玻璃前体现象的国际合作教育和研究计划
  • 批准号:
    44603514
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Nonequilibrium transport and thermodynamics in driven lattice gases
驱动晶格气体中的非平衡输运和热力学
  • 批准号:
    397157593
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Cluster-mediated driven transport in highly populated periodic structures
高密度周期性结构中簇介导驱动的运输
  • 批准号:
    521001072
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

度量测度空间上基于狄氏型和p-energy型的热核理论研究
  • 批准号:
    QN25A010015
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于高性能纳米线的3D打印储能芯片制备与构效关系研究
  • 批准号:
    JCZRLH202500840
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
生物钟核受体Rev-erbα在缺血性卒中神经元能量代谢中的改善作用及机制研究
  • 批准号:
    82371332
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脐带间充质干细胞微囊联合低能量冲击波治疗神经损伤性ED的机制研究
  • 批准号:
    82371631
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于慧眼-HXMT宽能段观测的X射线吸积脉冲星磁场研究
  • 批准号:
    12373051
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Grem2通过BMPR-Smad1/5/8-PGC1α通路调控线粒体能量代谢在糖尿病肾病足细胞损伤中的机制研究
  • 批准号:
    82370819
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
rhTβ4增强间充质干细胞调节T细胞代谢重塑治疗干眼的机制研究
  • 批准号:
    32000530
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
亚纳米单分子定位技术研究化学修饰对蛋白-膜相互作用的干预
  • 批准号:
    91753104
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
基于扩展EnergyHub的综合能源系统通用建模、仿真及安全性分析理论研究
  • 批准号:
    51377117
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    74.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不定形系统的Jamming和玻璃化转变的数值和理论研究
  • 批准号:
    11074228
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Energy Landscapes of Designed Cold Unfolding Proteins
合作研究:设计的冷展开蛋白质的能量景观
  • 批准号:
    2319819
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Determining the Effects of Sequence Variation on SARS-CoV-2 Spike Protein through High-Resolution Characterization of Protein Energy Landscapes
通过蛋白质能量景观的高分辨率表征确定序列变异对 SARS-CoV-2 刺突蛋白的影响
  • 批准号:
    2322801
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Stochastic Dynamics on Energy Landscapes with Applications in Physics and Biology
能源景观的随机动力学及其在物理和生物学中的应用
  • 批准号:
    2307297
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Energy Landscapes of Designed Cold Unfolding Proteins
合作研究:设计的冷展开蛋白质的能量景观
  • 批准号:
    2319818
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Net Zero Energy Transition in Rural Landscapes: A Study into the Interface between Technology, Livelihood, and Climate
农村景观的净零能源转型:技术、生计和气候之间的相互作用研究
  • 批准号:
    2696932
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Sculpting Energy Landscapes in Materials: Theory, Experiment and Application
用材料塑造能量景观:理论、实验与应用
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06858
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Mapping the Energy Landscapes of Supramolecular Assembly by Thermal Hysteresis
通过热滞后绘制超分子组装的能量图
  • 批准号:
    546829-2020
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
CAREER: Political-Industrial Ecology of Petrochemicals: Energy Metabolism, Landscapes and Governance
职业:石化政治工业生态:能源代谢、景观和治理
  • 批准号:
    2145526
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Glass transitions and algorithmic barriers in high-dimensional energy landscapes
高维能源景观中的玻璃化转变和算法障碍
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04597
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
AIRA: AI-based Research Assistant for Active Site Structure and Dynamics from Energy Landscapes
AIRA:基于人工智能的能源景观活性位点结构和动力学研究助理
  • 批准号:
    10033054
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了