News

Het mysterie van ademende poreuze kristallen ontrafeld (Nature Communications)

(15-01-2018) Door een ingenieuze toepassing van thermodynamica en computersimulaties op de nanoschaal is een groep wetenschappers van de UGent erin geslaagd om het ademend gedrag van metaal-organische roosters te ontrafelen. Dit onderzoek, uitgevoerd aan het Centrum voor Moleculaire Modellering (http://molmod.ugent.be) van de UGent onder leiding van Prof. V. Van Speybroeck in samenwerking met de Universiteit van Montpellier, verschijnt deze week in Nature Communications.

Metaal-organische roosters vormen een klasse van veelzijdige materialen opgebouwd uit organische moleculen en metaalclusters met poriën op nanoschaal. Eerder werd experimenteel vastgesteld dat sommige roosters een ademend gedrag vertonen waarbij de poriën open en dicht kunnen gaan in veranderende omstandigheden van druk, temperatuur of gasadsorptie. Een dergelijke hoge graad van flexibiliteit is ongezien voor kristallijne materialen. Voor toepassingen biedt het sluiten en openen van de poriën grote opportuniteiten. Zo kunnen deze materialen worden ingezet als nanoschaal schokdempers alsook voor de filtering van koolstofdioxide uit de uitlaat van onze wagens en zelfs als veilig afleveringsmechanisme van medicijnen in het menselijk lichaam.

Tot nog toe was het onmogelijk gebleken om te voorspellen en te begrijpen wanneer en waarom sommige materialen ademen en anderen niet. Dit mysterie werd nu ontrafeld door gebruik te maken van computersimulaties op de nanoschaal waarbij zonder enige experimentele input het gedrag van atomen wordt berekend gebruik makende van fysische wetmatigheden. Deze inzichten werden voorts toegepast in een ingenieus thermodynamisch model dat toelaat om met de informatie verkregen op de nanoschaal het gedrag onder experimentele condities te voorspellen. De bevindingen betekenen een grote stap voorwaarts voor het ontwerp van materialen op de nanoschaal. Met behulp van theoretische berekeningen kunnen wetenschappers nu op zoek gaan naar geschikte materialen voor een specifieke toepassing. Als gevolg van deze procedure zou men kunnen voorspellen onder welke condities van druk, temperatuur of bijvoorbeeld hoeveelheid CO2 in de atmosfeer een materiaal plots begint in te krimpen of uit te zetten, CO2 opneemt of uitstoot en mechanische arbeid levert of opneemt.

Een gedetailleerd technisch artikel dat dit onderzoek beschrijft is verschenen in Nature Communications: Thermodynamic insight into stimuli-responsive behavior of soft porous crystals, L. Vanduyfhuys, S.M.J. Rogge, J. Wieme, S. Vandenbrande, G. Maurin, M. Waroquier, V. Van Speybroeck, Nature Communications, https://www.nature.com/articles/s41467-017-02666-y

Info
Dr. Louis Vanduyfhuys, Prof. Dr. V. Van Speybroeck
Centrum voor Moleculaire Modellering
T 09 264 65 60, 0472/934823
Louis.Vanduyfhuys@UGent.be, Veronique.VanSpeybroeck@UGent.be

How stable are metal-organic frameworks? New publication in Accounts of Chemical Research provides a theoretical guidance to reliably model their mechanical rigidity

In recent years, the Center for Molecular Modeling has spearheaded the development of a computational protocol to reliably model the mechanical stability of soft materials such as metal-organic frameworks. The result of this effort recently culminated in a comprehensive set of guidelines published in Accounts of Chemical Research. The published theoretical guidance facilitates the breakthrough of metal-organic frameworks for industrial applications, as it is able to select with high accuracy those materials which are sufficiently stable to be post-processed. Therefore, this Account is a textbook example of how molecular modeling may aid the experimental design of advanced materials with the common goal to bring their major industrial breakthrough closer to reality.

CMM researchers author a chapter in Elsevier book “Modelling and Simulation in the Science of Micro- and Meso-Porous Materials”

“Modelling and Simulation in the Science of Micro- and Meso-Porous Materials” was edited by Richard Catlow, Veronique Van Speybroeck and Rutger van Santen and covers cutting-edge topics in the fascinating field of micro- and meso-porous science encompassing modeling synthesis, sorption, complex catalysis and fundamental methodological developments. CMM authors dedicated a chapter to the challenging topic of entropy contributions to transition state modelling. Next to an extensive theoretical background, many examples of recent developments within the field of zeolite catalysis are discussed.

This book is a rigorous reference for graduate students and experienced researchers in the fields of chemistry, chemical engineering and materials science. The book is available in paper or eBook version and can be ordered via https://www.elsevier.com/books/modelling-and-simulation-in-the-science-o....

CMM's publication on the nature of active sites of UiO-66 in the catalysis of Fischer esterification was ranked second most downloaded in Journal of Catalysis

CMM's publication entitled "Nature of active sites and beneficial influence of water in the catalysis of Fischer esterification" by Chiara Caratelli, Julianna Hajek, Francisco G. Cirujano, Michel Waroquier, Francesc X. Llabres i Xamena and Veronique Van Speybroeck was the second most downloaded article of the last 90 days in Journal of Catalysis.

Prof. V. Van Speybroeck is co-chair of EuropaCat 2019

Prof. V. Van Speybroeck is co-chair of the 14th European Conference on Catalysis, EuropaCat 2019, which will be held in Aachen, Germany from 18-23 August 2019. The scientific programme of EuropaCat2019 will reflect the overall theme Catalysis without Borders and is a joint organization of the Catalysis Communities of Germany, The Netherlands and Belgium. The overall organization is headed by Prof. Walter Leitner from the RWTH Aachen University.

More information can be found on http://europacat2019.eu.

MSCA fellowships

Marie Skłodowska-Curie fellowships

The Center for Molecular Modeling is open to host potential MSCA Individual Fellowships, provided your research topic fits into our active research lines and provided you have a proven excellent track record. We are typically interested in researchers who can enforce our team and have a strong motivation to work in a highly ambitious research team. If you are interested, we request that you send your CV to Prof. V. Van Speybroeck (Veronique.vanspeybroeck@ugent.be). All applications will be screened upon their suitability to the criteria set above.

Our university provides support to potential applicants who choose UGent as host institution. More information can be found here: http://www.ugent.be/en/research/funding/postdoc/msca-if.htm

Jubileumconcert Uni Ducenti – 16 mei 2017, Bozar Brussel

Prof. Veronique Van Speybroeck praat met Zijne Majesteit de Koning in het voorprogramma van Uni Ducenti /

Doctoraatsstudent van het Centrum voor Moleculaire Modellering, Kevin Hendrickx dirigeert ensembles van Gent en Luik in Bozar /

De koren en orkesten van de UGent en de Université de Liège brachten op 16 mei 2017 een prestigieus concert in Bozar om de gezamenlijke oprichting van beide universiteiten te vieren. Zijne majesteit de Koning woonde het concert bij ter gelegenheid van de 200ste verjaardag van de Universiteit Gent en Université Liège.

Voorafgaand aan het concert praatte Zijne Majesteit de Koning met wetenschappers van beide universiteiten die reeds jarenlang samenwerken in het kader van de Interuniversitaire attractiepolen (IAP). Prof. V. Van Speybroeck en Prof. C. Jerome lichtten zo de diepgaande samenwerking tussen beide instellingen toe omtrent hun gecombineerd experimenteel en computationeel onderzoek naar nieuwe functionele materialen.

Aan het concert namen alle universitaire ensembles van beide instellingen deel. Zo onder meer ook het Alumni- en Personeelsorkest van de UGent (www.continuo-ugent.be), onder leiding van CMM doctoraatsstudent Kevin Hendrickx. Kevin Hendrickx voert doctoraatsonderzoek uit onder leiding van Prof. Van Speybroeck (Centrum voor moleculaire modellering) en Prof. Van der Voort (Centre for Ordered Materials). Hij leidde de ensembles door Jean Sibelius’ Andante Festivo en nam als 1 van 4 dirigenten deel aan de creatie van Antifoon, een nieuw werk van Wim Hendrickx, componist in residentie van deFilharmonie, een complexe surroundcompositie die ter ere van dit event geschreven is. Naast deze werken stonden op het programma nog Brahms’ Akademische Festoverture, als eerbetoon aan het studentenleven, Sleep van Eric Whitacre en Meridian van Ola Gjeilo.

(Picture by Hilde Christeans, Universiteit Gent)

Highlighted Chemical Society Reviews contribution showcases the potential of metal-organic and covalent organic frameworks as single-site heterogeneous catalysts

While metal-organic and covalent organic frameworks are still in their infancy compared to zeolites, their versatility and nearly unlimited tunability endow these materials with an enormous potential as heterogeneous catalysts. In a recent review, to be published in Chemical Society Reviews, we highlight how recent advances, both in synthetic conditions as well as in modelling and characterization tools, contribute to unprecedented insight in heterogeneous catalysis and may be a game changer in catalyst design for a number of processes currently dominated by homogeneous catalysts. This review, which is part of a Chemical Society Reviews special issue on MOFs and is featured on the front cover, was coordinated by prof. Jorge Gascon from TU Delft and prof. Veronique Van Speybroeck from the Center for Molecular Modeling, in collaboration with the experimental groups of Francesc X. Llabrés i Xamena, Enrique V. Ramos-Fernandez, and Marco Daturi. This review forms a milestone within the ERC DYNPOR grant and DEFNET programme, which focus on the investigation of complex chemical transformations in nanoporous materials.

Lecture Rich Pastor, National Institutes of Health (NIH)

On Friday December 2 2016 Rich Pastor from the National Institutes of Health (NIH), Washington DC, is visiting the CMM. He will a give a talk entitled 'Simulation of curvature induction and membrane disruption by antimicrobial peptides'.

Rich Pastor was a post-doc with Martin Karplus, the Nobel prize winner in Chemistry of 2013, and has made an enormous contribution to the field of modeling lipid membrane. His theoretical expertise includes force field development, barostats/thermostats, diffusion/viscosity, periodic boundary/size effects, and the applications are everything that is related to phospholipids.

Pages

Subscribe to News