基于表面等离激元光学驱动的纳米自组装镜像对称破缺新现象和机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11574030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Chiral origin at nanoscale is a challenging topic in the self-assembly of soft materials, which is intimately related with the origin of life on earth. This proposal aims to study the important role of photonic momentum transfers in the chiral assembly of metallic nanoparticles, and explore the possibility of using plasmon-enhanced chiral optical forces and torques to enable mirror symmetry breaking of chiral enantiomeric pairs. The physical mechanisms involved in this chiral phenomenon are new, in contrast to previous studies where photochemistry with circularly polarized light was thought to play predominant role in the observations of mirror symmetry breaking. Here we attempt to establish the relationship between optomechanical effect induced by photonic momentum transfers and mirror symmetry breaking phenomenon occurring in the chiral assembly of nanoparticles, providing a new insight into the chiral origin of soft materials at the nanoscales. We believe that this study is not only of important implications in a fundamental study of light-matter interactions, but also helpful for exploiting optically manipulating of chiral assembly of metallic nanoparticles, with aims to create novel plasmonic chiral nanostructures and devices for applications in the fields of biological sensing and imaging, chiral drugs, and optical information communications.
软凝聚态物质有序自组装体系在纳米尺度上的手性起源,是与生命起源研究紧密相关的一个极具挑战的课题。本项目拟研究光子角动量传递产生的光力学效应在金属纳米颗粒手性自组装结构构建中的作用和影响,探索基于表面等离激元增强的不对称光学力驱动的手性镜像对称破缺效应和机理。不同于以前的光化学分解/催化诱导的手性物质镜像对称破缺现象研究,本研究试图通过建立光与物质之间动量交换这一基本光力学效应与纳米手性自组装镜像对称破缺之间的联系,从一个新的角度理解软物质在纳米尺度上的手性起源。我们相信,这项研究不仅在揭示光与物质作用新的现象和机理方面具有重要的科学意义,还有助于探索用光学操控纳米颗粒自组装来构建新型表面等离激元手性功能微/纳器件,拓展金属纳米结构材料在生物传感和成像、手性制药、信息传输等方面的重要应用。

结项摘要

本项目研究了光子的手性信息传递在构建纳米金属手性自组装结构中的作用和影响,探索了基于表面等离激元增强的不对称光学力驱动的手性镜像对称破缺效应和机理。对于分子介导的金纳米棒手性组装模型体系,本研究建立起光与纳米颗粒之间动量交换这一基本光力学效应与手性自组装镜像对称破缺之间的联系,由此提供一个新的角度理解软物质在纳米尺度上的手性起源。这种基于光力学效应的手性信息传递在构筑可调控纳米等离激元手性态及其光学活性方面具有重要应用价值。本研究提出的新型光控表面等离激元手性开关及自组装超结构的光控手性策略,将有助于拓展人工纳米功能结构材料在手性传感、光催化、微纳光子器件等方面的应用。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
A giant chiroptical effect caused by the electric quadrupole
电四极杆引起的巨大手性光学效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Tong Wu;Weixuan Zhang;Rongyao Wang;Xiangdong Zhang
  • 通讯作者:
    Xiangdong Zhang
Photocontrollable Chiral Switching and Selection in Self-Assembled Plasmonic Nanostructure
自组装等离子体纳米结构中的光控手性切换和选择
  • DOI:
    10.1002/adfm.201900587
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Zhao Wenjing;Zhang Weixuan;Wang Rong Yao;Ji Yinglu;Wu Xiaochun;Zhang Xiangdong
  • 通讯作者:
    Zhang Xiangdong
Amplification of the molecular chiroptical effect by low-loss dielectric nanoantennas
低损耗介电纳米天线放大分子手性光学效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Weixuan Zhang;Tong Wu;Rongyao Wanga;Xiangdong Zhang
  • 通讯作者:
    Xiangdong Zhang

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其他文献

表面增强的手性分子光谱研究进展
  • DOI:
    10.1360/sspma-2020-0154
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学. 物理学, 力学, 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张慧珍;张蔚暄;侯赛赛;王荣瑶;张向东
  • 通讯作者:
    张向东
表面等离激元探针的高介电灵敏度与液体折射率测定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    大学物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨晨;王荣瑶;王鹏;史庆藩
  • 通讯作者:
    史庆藩
Identify kinetic features of fibers growing, branching, and bundling in microstructure engineering of crystalline fiber network
识别晶体纤维网络微结构工程中纤维生长、分枝和集束的动力学特征
  • DOI:
    10.1039/c4ce00096j
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    CrystEngComm
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    王荣瑶
  • 通讯作者:
    王荣瑶

其他文献

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王荣瑶的其他基金

手性信息传递中等离激元介导的光与分子对映选择作用机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
金属纳米微粒的螺旋手性构筑及其集合表面等离激元的光学活性研究
  • 批准号:
    11174033
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
凝胶网络构筑的超声调控及流变性质研究
  • 批准号:
    10874015
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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