A Multiscale Modeling Approach to Understand Reactivity and Interactions in Complex Molecular Environments with Applications in Polymer Chemistry

Promovendus/a: Elias Van Den Broeck

Promotor(en): Prof. Veronique Van Speybroeck

Binnen het domein van de polymeerchemie is het tot op heden zeer moeilijk om via experimenten inzicht te krijgen in wat er gaande is op de het moleculaire niveau, d.w.z. de nanoschaal. Desalniettemin is het algemeen aanvaard dat kennis op deze schaal omtrent de reactiviteit en materiaaleigenschappen van polymeren essentieel is voor de ontwikkeling en optimalisatie van nieuwe materialen en processen. Computersimulaties gebruik makend van klassieke en/of kwantummechanische modellen bieden hier soelaas. In deze doctoraatsthesis wordt een scala moleculaire simulatietechnieken gebruikt met als doel deze kennis te vergaren voor twee specifieke toepassingen. In eerste instantie worden de synthese en toepassing van poly(2-oxazoline)s bestudeerd, een bio-geïnspireerde polymeerklasse die veelbelovende eigenschappen bezit voor o.a. medicijntoepassingen. In tweede instantie is er onderzoek gedaan gezien het zogenaamde 'BioFact'-project. Hierbij wordt getracht, d.m.v. de ontwikkeling van nieuwe conversie routes en productstromen, om de bioraffinaderij van de toekomst te ontwikkelen door de valorisatie van het biopolymeer lignine. Dit kan op zijn beurt fungeren als duurzaam alternatief voor de petroleum-gebaseerde productieprocessen. Gezien de complexiteit van de bestudeerde systemen werden groot- en kleinschalige realistische moleculaire modellen aangewend. De bekomen kennis kan ingezet worden om het toepassingsdomein te verbreden en de productie te optimaliseren.