Doctorat en conception de matériaux fonctionnels liés à l'halogène
Faculté de chimie de l'Université de Varsovie
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Position d'un doctorant dans le projet «Conception théorique et prédiction de matériaux émissifs phosphorescents basés sur les interactions de liaison halogène et vérification expérimentale de leurs propriétés» financé par le National Science Center (NCN) est ouvert aux candidatures. Le candidat retenu sera supervisé par le Dr Mihails Arhangelskis, devenant membre d'une équipe nouvellement créée pour la conception de matériaux informatiques.
Description du projet
Dans le groupe Arhangelskis, nous développons des méthodes pour la conception informatique de matériaux cristallins dans le but d'améliorer la vitesse et de réduire les coûts de développement des matériaux, tout en stimulant notre compréhension des relations structure-propriété. Nous combinons des calculs DFT périodiques de pointe avec des méthodes de prédiction de la structure cristalline (CSP) pour réaliser ces tâches pour une variété de matériaux organiques et organométalliques.
Le projet actuel vise à développer des méthodes de calcul précises pour la conception de matériaux moléculaires à liaison halogène. La liaison halogène, en tant qu'interaction supramoléculaire attrayante entre une région électrophile (trou σ) d'un donneur d'atome d'halogène et un atome nucléophile ou un groupe fonctionnel de la molécule accepteuse, est un outil émergent dans la synthèse supramoléculaire de cristaux à plusieurs composants utilisant des éléments lourds. Un effet excitant de la présence d'atomes d'halogène lourds dans les structures cristallines des cocristaux liés à un halogène est leur capacité à induire une émission phosphorescente dans les molécules de chromophore qui, autrement, présenteraient une fluorescence.
Notre objectif est d'introduire la conception informatique de matériaux fonctionnels utilisant les interactions XB. Cela améliorera non seulement considérablement l'efficacité de la conception, mais portera également notre compréhension des relations structure-propriété contrôlant le comportement des solides cristallins liés à un halogène à un nouveau niveau. Le projet combinera une modélisation informatique avancée (calculs DFT périodiques et moléculaires) avec des études cristallographiques expérimentales, une synthèse mécanochimique à l'état solide et une caractérisation optique.
Le candidat retenu travaillera dans une équipe multidisciplinaire et obtiendra une formation de pointe en synthèse expérimentale et en caractérisation de matériaux liés aux halogènes, en collecte et en interprétation des données de diffraction des rayons X, y compris l'analyse de densité de charge expérimentale à haute résolution. En termes de calculs théoriques, le candidat apprendra la modélisation DFT périodique des matériaux cristallins pour prédire leur stabilité thermodynamique, calculer les énergies d'interaction intermoléculaire, ainsi que modéliser les propriétés optiques et luminescentes. Le large éventail de techniques couvertes dans ce projet fournit une excellente préparation pour une future carrière dans l'ingénierie du cristal et la conception de matériaux, que ce soit dans le milieu universitaire ou dans l'industrie.
Les activités de recherche se dérouleront en étroite collaboration avec nos collègues internationaux: Dr Andrew Morris (Université de Birmingham), Prof. Tomislav Friščić (Université McGill) et Dr Dominik Cinčić (Université de Zagreb).
Pour vous renseigner sur le projet, veuillez envoyer un e-mail à m.arhangelskis@uw.edu.pl. Pour plus d'informations sur le groupe Arhangelskis, veuillez visiter le site Web du groupe www.arhangelskis.org
Les références
(1) Arhangelskis, M.; Jochym, DB; Bernasconi, L .; Friščić, T .; Morris, AJ; Jones, W. Théorie fonctionnelle de la densité dépendant du temps pour la modélisation de l'émission de fluorescence à l'état solide de cristaux organiques à plusieurs composants. J. Phys. Chem. A 2018 , 122, 7514–7521.
(2) Lisac, K.; Topić, F .; Arhangelskis, M .; Cepić, S .; Julien, PA; Nickels, CW; Morris, AJ; Friščić, T .; Cinčić, D.Cocristallisation liée à l'halogène avec des accepteurs de phosphore, d'arsenic et d'antimoine. Nat. Commun. 2019 , 10, 61.
(3) Topić, F .; Lisac, K.; Arhangelskis, M .; Rissanen, K.; Cinčić, D .; Friščić, T. Cocrystal Trimorphism comme une conséquence de l'orthogonalité des synthons halogènes et hydrogènes. Chem. Commun. 2019 , 55, 14066-14069.
(4) Arhangelskis, M.; Topić, F .; Hindle, P .; Tran, R .; Morris, AJ; Cinčić, D .; Friščić, T. Réactions mécanochimiques des cocristaux: comparaison de la théorie avec l'expérience de la fabrication et de la rupture des liaisons halogènes à l'état solide. Chem. Commun. 2020 , 56, 8293–8296.
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