Novel bioinspired plasmonic nanocomposites platform for global health and global development applications

用于全球健康和全球发展应用的新型仿生等离子体纳米复合材料平台

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The goal of this proposal is to establish a research program in novel inexpensive nanobiocomposite materials that can be used in applications of global significance and address problems of global concern. Nanocomposite materials offer unique electrical, optical, thermal, and mechanical properties due to their exceptionally high surface-to-volume ratio. They have already found numerous technological applications and will likely transform our lives in the future. We propose to develop unique nanobiocomposites with unique and tunable properties that will find a wide range of applications. The fabrication of these structures is easily scalable and will yield inexpensive materials. The specific directions are to: (i) develop and characterize novel plasmonic, nanobiocomposite structures, (ii) evaluate the capillary flow of fluid through these structures for use in lateral flow assays, and (iii) explore potential applications to global health problems, and (iv) explore their potential applications in global development problems. These nanocomposites are inexpensive and flexible constructs made out of diatomic frustules (or diatomite), graphene, and plasmonic particles, and are fabricated in a variety of ways to fulfill the specific needs in the areas of molecular detection for diagnosis, particle separation for characterization, antibacterial applications, and improved hydrogen production towards clean energy. Specific aims 1. Fabrication and characterization of inexpensive and flexible plasmonic nanocomposite structures on tape. Several fabrication methods and deposition of nanocomposites on a tape will be explored and optimized for applications targeting molecular detection. In this aim we will also perform preliminary measurements of these nanocomposites via SERS and evaluate their analytical capabilities on specific target molecules of interest ranging from small molecules such as toxins to proteins and DNA. COMSOL simulations of the electrical properties will also be performed. 2. Evaluate the flow of fluid through the nanocomposite and use it in lateral flow applications such as for the separation of molecular components for their detection and characterization. These constructs will be compared with more traditional lateral flow assays based on paper for sensitivity and multiplexing capability. 3. Fabricate and evaluate the use of these nanocomposites for health applications via detection and characterization of biomarkers of disease such as tuberculosis markers and extracellular vesicles. 4. Fabricate and use plasmonic nanocomposites targeted for several global development applications such as water purification, antimicrobial applications, and clean energy.
该提案的目标是建立一个新型廉价纳米生物复合材料的研究计划,该材料可用于具有全球意义的应用并解决全球关注的问题。纳米复合材料由于其极高的表面积与体积比而具有独特的电学、光学、热学和机械性能。他们已经发现了许多技术应用,并且很可能会改变我们未来的生活。我们建议开发具有独特且可调特性的独特纳米生物复合材料,这些复合材料将具有广泛的应用。这些结构的制造很容易扩展,并且会产生廉价的材料。具体方向是:(i)开发和表征新型等离子体、纳米生物复合结构,(ii)评估流体通过这些结构的毛细管流动以用于侧向流动测定,以及(iii)探索在全球健康问题中的潜在应用,以及(iv) 探索其在全球发展问题中的潜在应用。这些纳米复合材料是由双原子硅藻土(或硅藻土)、石墨烯和等离子体颗粒制成的廉价且灵活的结构,并以多种方式制造,以满足诊断分子检测、表征颗粒分离、抗菌应用,并提高氢气生产以实现清洁能源。 具体目标 1. 廉价且柔性的带上等离子体纳米复合材料结构的制造和表征。将探索和优化几种制造方法和纳米复合材料在带上的沉积,以用于分子检测的应用。为此,我们还将通过 SERS 对这些纳米复合材料进行初步测量,并评估它们对特定目标分子(从小分子(如毒素)到蛋白质和 DNA)的分析能力。还将执行电气特性的 COMSOL 模拟。 2. 评估流体通过纳米复合材料的流动,并将其用于侧流应用,例如分离分子成分以进行检测和表征。这些构建体将与基于纸质的更传统的侧流测定进行比较,以了解灵敏度和多重能力。 3. 通过检测和表征疾病生物标志物(例如结核病标志物和细胞外囊泡)来制造和评估这些纳米复合材料在健康应用中的用途。 4. 制造和使用等离子体纳米复合材料,用于多种全球发展应用,例如水净化、抗菌应用和清洁能源。

项目成果

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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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  • 项目类别:
    Idea to Innovation
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2018
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    $ 2.4万
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.4万
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    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-05675
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
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