Ingénierie des cristaux pour la conception accélérée de matériaux
Ce thème de recherche vise à tirer parti du travail effectué ci-dessus et du travail déjà réalisé par le groupe MacGillivray. L'objectif est de prendre toutes les données acquises par le groupe MacGillivray et de les placer dans un domaine unique pour l'ingénierie des cristaux afin d'aider à la conception accélérée des matériaux. Il est important que l'ingénierie des cristaux s'oriente vers la prédiction des structures cristallines et des propriétés correspondantes à l'état solide. Cela peut réduire les besoins en expériences de laboratoire (par exemple, la synthèse organique, la croissance des cristaux), avec des avantages majeurs en termes de temps, de finances et de réduction des déchets chimiques.
Le groupe MacGillivray vise à examiner les travaux d'ingénierie des cristaux qui impliquent une synthèse organique automatisée combinée à la chimie computationnelle et à la chimie théorique (par exemple, l'apprentissage automatique), ainsi que des méthodes de haut niveau pour la caractérisation de l'état solide (par exemple, la diffraction des rayons X). Le groupe MacGillivray a jeté des bases importantes dans le travail d'ingénierie des cristaux pour permettre des efforts dans la prédiction de la structure cristalline et l'apprentissage automatique pour aborder la façon de contrôler les réactions dans les cristaux, avec des possibilités hautement réalisables et immédiates pour prédire les propriétés des matériaux durables et médicinaux.
Ce thème de recherche vise à prédire quelles combinaisons de formateurs de cocristaux (c'est-à-dire de modèles et de réactifs) sont susceptibles d'entraîner des réactions de formation de liaisons dans les solides. Nous visons également à prédire ou à expliquer les propriétés de ces solides. Nous commencerons par examiner les rendements à l'état solide des photodimérisations qui génèrent des dérivés du cyclobutène, des ladderanes et d'autres cibles dont le groupe de MacGillivray a démontré qu'elles pouvaient être contrôlées en modifiant les groupes fonctionnels attachés au modèle et pour lesquelles un « effet de rendement » observé reste inexpliqué. Parmi les autres propriétés à étudier figurent le résultat stéréochimique des réactions à l'état solide, la conductivité électrique et la solubilité. Nous travaillerons avec des chercheurs en informatique, en théorie et en matériaux de l'UdeS, du Canada et de l'étranger pour développer des méthodes à haut débit afin de générer des bibliothèques de cocristaux réactifs et d'étudier les origines structurelles des rendements de réactivité. Les travaux contribueront aux efforts continus de caractérisation de l'état solide et conduiront à de nouveaux instruments pour les synthèses et la caractérisation à haut débit comme moyen de générer et d'étudier rapidement des échantillons de grande taille. Les résultats des caractérisations des propriétés structurelles s'appuieront sur des méthodes de prédiction de la structure cristalline et de recherche sur l'apprentissage automatique.