Strategies toward Hierarchy and Compositional Complexity in Metal Nanocrystal Synthesis

金属纳米晶体合成中的层次结构和成分复杂性策略

基本信息

  • 批准号:
    1904499
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-06-15 至 2022-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nature is awe-inspiring for the intricate and hierarchical forms adopted by many of its materials; Such complex structures give rise to the properties that make many materials useful. Professor Skrabalak and her research group at Indiana University are developing chemical processes that introduce structural complexity to modern nanomaterials. This objective arises because the size, shape, and spatial arrangement of nanoscale materials dictate their properties. This research is expanding the synthetic toolkit in order to achieve nanomaterials by design for applications in energy conversion, catalysis, plasmonics, secured electronics, nanomedicine, and more. This multidisciplinary project provides to graduate and undergraduate students (including members of underrepresented groups) research opportunities and training in a range of synthetic, analytical, and imaging techniques. In addition, the research team is collaborating with science educators at WonderLab - a children's science museum in Bloomington, Indiana - to provide an interactive display that teaches about nanoscience through art. Professor Skrabalak also writes tutorials for the Joint US-Africa Materials Institute (JUAMI). These tutorials include lectures on nanomaterials for ~60 East African PhD students and U.S. participants.With the support from the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program of the NSF Division of Chemistry, the Skrabalak group is developing synthetic tools in order to achieve nanostructures with unprecedented hierarchy and compositional complexity. Three aims are being addressed. The first objective is to demonstrate sequential seeded growth as a general route toward nanocrystals with different hierarchies and chiralities. The second objective is to synthesize new bimetallic heterostructures with high refractive index sensitivity and structural stability through the use of kinetically controlled deposition routes on shape-controlled seeds. The third objective is to elucidate the mechanism of galvanic replacement between intermetallic seeds to access new trimetallic compositions and heterostructures with intermetallic domains. The optical, plasmonic, and catalytic properties of achieved nanostructures are being examined in order to elucidate how complex structure and composition contribute to a material's properties.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
大自然对其许多材料所采用的复杂和等级形式令人振奋。这种复杂的结构产生了使许多材料有用的特性。 Skrabalak教授及其印第安纳大学的研究小组正在开发化学过程,将结构复杂性引入现代纳米材料。之所以出现此目标,是因为纳米级材料的大小,形状和空间排列决定了其特性。这项研究正在扩展合成工具包,以通过设计用于能量转化,催化,等离子体,有害电子,纳米医学等的应用来实现纳米材料。 这个多学科项目为研究生和本科生(包括代表性不足的群体成员)提供了一系列合成,分析和成像技术的研究机会和培训。此外,研究小组正在与印第安纳州布卢明顿儿童科学博物馆Wonderlab的科学教育工作者合作,以提供互动式展示,以通过艺术来教授纳米科学。 Skrabalak教授还为联合美国非洲材料研究所(JUAMI)撰写教程。 These tutorials include lectures on nanomaterials for ~60 East African PhD students and U.S. participants.With the support from the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program of the NSF Division of Chemistry, the Skrabalak group is developing synthetic tools in order to achieve nanostructures with unprecedented hierarchy and compositional complexity.正在解决三个目标。第一个目标是证明序列的种子生长,作为通向具有不同层次结构和手势的纳米晶体的一般途径。第二个目标是通过在形状控制的种子上使用动力学控制的沉积途径,合成具有高折射率灵敏度和结构稳定性的新的双金属异质结构。第三个目标是阐明金属间种子之间的电替代机理,以获取具有金属间域的新的三金属组成和异质结构。为了阐明复杂的结构和成分如何促进材料的特性,正在检查实现纳米结构的光学,等离子和催化性能。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准来通过评估来通过评估来支持的。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reaction stoichiometry directs the architecture of trimetallic nanostructures produced via galvanic replacement
反应化学计量指导通过电取代产生的三金属纳米结构的结构
  • DOI:
    10.1039/d2nr06632g
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Kar, Nabojit;McCoy, Maximilian;Zhan, Xun;Wolfe, Joshua;Wang, Zhiyu;Skrabalak, Sara E.
  • 通讯作者:
    Skrabalak, Sara E.
Heat generation by branched Au/Pd nanocrystals: influence of morphology and composition
  • DOI:
    10.1039/c9nr05679c
  • 发表时间:
    2019-11-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Quintanilla, Marta;Kuttner, Christian;Liz-Marzan, Luis M.
  • 通讯作者:
    Liz-Marzan, Luis M.
Symmetry in Seeded Metal Nanocrystal Growth
  • DOI:
    10.1021/accountsmr.1c00077
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.6
  • 作者:
    S. Skrabalak
  • 通讯作者:
    S. Skrabalak
Seed-directed synthesis of chiroptically active Au nanocrystals of varied symmetries
不同对称性手性光学活性金纳米晶体的种子定向合成
  • DOI:
    10.1039/d2cc04126j
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Googasian, Jack S.;Lewis, George R.;Woessner, Zachary J.;Ringe, Emilie;Skrabalak, Sara E.
  • 通讯作者:
    Skrabalak, Sara E.
Symmetry-Reduced Metal Nanostructures Offer New Opportunities in Plasmonics and Catalysis
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.1c07743
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zachary J. Woessner;S. Skrabalak
  • 通讯作者:
    Zachary J. Woessner;S. Skrabalak
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    $ 47.48万
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