Engineering a localized pH switch at the solid-liquid interface
在固液界面设计局部 pH 开关
基本信息
- 批准号:0800769
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2008
- 资助国家:美国
- 起止时间:2008-06-01 至 2011-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The research objective of this award is to develop a new class of surface modification techniques that use programmable ferroelectric substrates to control the local hydrogen ion concentration (pH) at the solid/liquid interface. The key concept exploited in this work is that polarized ferroelectric films produce intense electric fields which can substantially alter the counterion concentration near the surface of the ferroelectric. By controlling the local polarization state of the ferroelectric film, it will be possible to precisely tune the local pH over a very large operating range (i.e. from as low as pH=0 to as high as pH=14). The research approach will employ a combination of characterization tools, including AFM, pH dyes, and self-assembled monolayers to study the local pH above polarized ferroelectric films. Computational techniques will also be developed to compare and interpret the experimental results. If successful, the results of this research will provide an opportunity to create a compact device for synthesizing polypeptide micro-arrays via step and repeat synthesis using pH sensitive Fmoc protective blocking chemistry. Additionally, this research may be used to modulate surface wetting properties, providing an additional degree of control in microfluidic systems. Due to the highly interdisciplinary nature of this work, graduate and undergraduate students will have broad exposure to the fields of electromagnetism, chemistry, biology and computer science. Minority studies from Historically Black College and Universities (HBCU?s) or Historically Minority Universities (HMU?s), will be included in this work for two summer months. In addition, undergraduate students from Duke University will participate in this research through the Duke University Pratt Fellows program.
该奖项的研究目标是开发一种新的表面修饰技术,该技术使用可编程的铁电基板来控制固体/液体界面处的局部氢离子浓度(PH)。 这项工作中利用的关键概念是极化的铁电膜产生强烈的电场,可以实质上改变铁电表面附近的抗衡浓度。通过控制铁电膜的局部极化状态,可以在非常大的工作范围内精确调整局部pH(即从低至pH = 0到高至pH = 14)。研究方法将采用特征化工具的组合,包括AFM,pH染料和自组装单层,以研究高于两极化铁电膜以上的局部pH。 还将开发计算技术来比较和解释实验结果。 如果成功,这项研究的结果将提供一个机会,可以通过步骤创建一个紧凑的设备,以通过阶跃合成多肽微阵列,并使用pH敏感的FMOC FMOC保护性阻断化学反复合成。 此外,这项研究可用于调节表面润湿性能,从而在微流体系统中提供额外的控制。 由于这项工作的高度跨学科性质,研究生和本科生将广泛接触电磁,化学,生物学和计算机科学领域。历史悠久的黑人学院和大学(HBCU?s)或历史少数大学(HMU?s)的少数群体研究将包括两个夏季的这项工作。此外,杜克大学的本科生将通过杜克大学普拉特研究员计划参加这项研究。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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数据更新时间:2024-06-01
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