De nieuwe Molecular and Materials Design (MMD) Technology hub wordt een gemeenschap van wetenschappers en partners die hightech onderzoek uitvoeren op het gebied van molecuul- en materiaalontwerp. Het doel is om een sterke impact te maken op de huidige maatschappelijke uitdagingen in de gezondheidszorg, de energietransitie, circulariteit en het tegengaan van klimaatverandering. 

Om MMD-gerelateerd onderzoek op te zetten en te versterken, zijn negen projecten uitgekozen die subsidies van elk 50-150.000 euro ontvangen. De onderwerpen van deze projecten zijn gerelateerd aan MMD en hebben als doel om impact te maken binnen de FNWI thema's Health en Green. 

De MMD onderzoeksprojecten

• Groei-adaptieve expansie van vaattransplantaten mogelijk maken met patient-specifiek auxetisch materiaal design (EXPAND), Dr. Gábor Závodszky en Dr. Corentin Coulais
  Patiënten met pediatrische implantaten hebben na de behandeling jaren van somatische groei voor zich, wat tot ernstige bijwerkingen kan leiden. Het project betreft het ontwikkelen van een methode om vaattransplantaten te ontwerpen die zich aanpassen aan de patiënt-specifieke somatische groei van kindertijd tot volwassenheid. Hiervoor maken ze gebruik van de unieke eigenschappen van auxetische materialen. 
   
• Digitale ontwikkeling van nanodragers van medicijnen voor de ziekte van Alzheimer, Dr. ir. Ioana Ilie, Prof.dr. Joost Reek en Dr. Carlos Fitzsimons
  Het ontwikkelen van medicijnen voor de ziekte van Alzheimer is een uitdaging door de bloed-hersenbarrière. Nanodragers kunnen medicijnen door deze barrière heen krijgen, maar het onderzoeken van hun eigenschappen is een uitdaging. Het doel van het project is om een digitaal platform te creëren voor de ontwikkeling van nanokooien met medicijnen voor de ziekte van Alzheimer.
   
• Het voorspellen en ontwerpen van reukmoleculen, Prof. dr. Astrid Groot, Prof. dr. Jo Ellis-Monaghan, Dr. Patrick Forré en Dr. Saer Samanipour
  Reukinteracties staan centraal in toepassingen op het gebied van de gezondheid en het milieu, zoals ongediertebestrijding. Geuren zijn echter een bijna eindeloze reeks stimuli die onderzoekers moeilijk kunnen classificeren. Het doel van het project is om voorspellende patronen in geuren te ontdekken die leiden tot een controleerbaar ontwerp van reukmoleculen.
   
• MAP-RoboBioConjugator: Moleculair analyseplatform voor de zelfoptimalisatieprocessen van de robotische bioconjugatiechemie, Prof. ing. Timothy Noël, Dr. Andrea Gargano en Dr. Bob Pirok
  Op peptiden gebaseerde therapieën hebben ziektebestrijding structureel veranderd. Om hun volledige potentieel te benutten, kunnen ze worden verbeterd met behulp van flowchemie en robotoplossingen. De huidige analysemethoden kosten echter veel tijd. Het project heeft als doel om een robotplatform te ontwikkelen om dit proces te versnellen en de ontdekking van nieuwe therapieën makkelijker te maken.
   
• MMD Theoretische en Technische Ondersteuning Workshops, Prof. Jo Ellis-Monaghan, Prof. dr. Peter Bolhuis en Dr. Alessandra Candian 
  Het project heeft tot doel expertise van onderzoekers die MMD-theorieën en instrumenten ontwikkelen rechtstreeks naar UvA-laboratoria te brengen die nieuwe moleculen en materialen ontwikkelen. Ze zullen dit doen door middel van thematische workshops met minimaal één theoreticus en één reken-/software-expert. 
   
• Metamaterialen ontworpen door AI voor veilige elektrische voertuigen, Dr. Corentin Coulais en Dr. Jan-Willem van de Meent
  Om de enorme voetafdruk van staalproductie te verkleinen, kunnen onderzoekers het gebruik van staal optimaliseren door mechanische metamaterialen te gebruiken. De ontwerpcyclus van deze materialen is echter tijdrovend. Dit project heeft als doel om deep learning methoden te ontwikkelen om het ontwerp van metamaterialen te versnellen. Ze zullen zich richten op beschermende omhulsing voor autoaccu's. 
   
• Richting een nieuwe therapeutische aanpak voor de ziekte van Parkinson: het stimuleren van de dopamineproductie en neuronale overleving door het activeren van de Gucy2c-receptor, Dr. Lars van der Heide, Prof. Dorus Gadella, Dr. ir. Ioana Ilie, en Prof. dr. Peter Vivian Coveney
  Doctoren behandelen patiënten met de ziekte van Parkinson gewoonlijk met levodopa, dat bijwerkingen veroorzaakt en na verloop van tijd zijn effectiviteit verliest. In een nieuwe aanpak ontdekten onderzoekers dat het therapeutisch activeren van de Gucy2c-receptor theoretisch gezien geen bijwerkingen zou hebben en verdere neurodegeneratie zou voorkomen. Het project heeft tot doel een ligand te ontwikkelen dat Gucy2c activeert door rationeel ontwerp te combineren met een rekenkundige workflow en experimenteel werk. 
   
• Optimalisatie van poreuze dunne films voor verbeterde ladingsoverdracht bij toepassingen voor de conversie van zonne-energie, Dr. Sonja Pullen, Dr. Emilia Olsson en Dr. Bettina Baumgartner
  Zonne-energie kan worden gebruikt voor de productie van H2 en de conversie van CO2, maar materialen voor de conversie van zonne-energie hebben momenteel een lage efficiency. Metaal-organische raamwerken (MOF's) zouden dit kunnen verbeteren, maar hun synthesestrategieën zijn vaak niet reproduceerbaar. Het project heeft tot doel een theoretisch raamwerk te ontwikkelen om de optimale structuur van MOF's te identificeren en synthese workflows te automatiseren. 
   
• Geometrische deep learning voor medicijnontdekking in een laat stadium, Dr. ir. Bernd Ensing, Dr. Tati Fernández Ibáñez, en Prof. Jaap van Buul
  Endotheelceldysfunctie is een sleutelfactor bij hart- en vaatziekten, maar er zijn momenteel geen specifieke medicijnen goedgekeurd voor behandeling. De eigenschappen van kandidaat-geneesmiddelen kunnen geoptimaliseerd worden door chemische groepen te veranderen. Dit is erg uitdagend. Het doel van het project is het toepassen en verder ontwikkelen van de nieuwste geometrische leertechnologieën, die kunnen helpen bij het voorspellen van mogelijkheden om de eigenschappen van geneesmiddelen te verbeteren.