基于核孔技术的纳米流体电池及其机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10975009
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    33.0万
  • 负责人：
    薛建明
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    A30.核技术及其应用
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

能源问题是当今世界最关注的一个问题，纳米电池技术是其中非常重要的一个研究领域。基于纳米通道动电效应的纳米流体电池系统，由于具有结构简单等特点而受到越来越多的关注，如何提它的能量转化效率，是目前研究的重点内容。纳米核孔系统，由于表面电荷密度高以及孔直径容易控制等优势，而最可能得到高的能量转化效率。本项目研究制备合适的高品质单/多纳米核孔，实验研究各种核孔样品在不同浓度、不同pH值的电解质溶液中的能量转化效率；研究实现纳米孔内溶液边界滑移的方法，以期大幅度提高能量转换效率。最后，得到具有高能量转换效率的纳米流体电池系统，并结合流体理论以及分子动力学模拟，对相关物理机制进行系统地分析研究。利用纳米核孔技术开展纳米流体电池能量转换效率及动电机制研究，不仅对于新型能源研究以及纳米流体器件设计也具有重要意义，也将大大促进核孔技术在纳米科学中的应用发展。

结项摘要

基于纳米通道动电效应有很多应用，包括用于能量转换的纳米流体电池系统以及用于海水淡化的膜分离技术等。纳米核孔系统，由于表面电荷密度高以及孔直径容易控制等优势，而最可能得到高的能量转化效率以及分离效率。本项目针对纳米核孔，从实验和理论两个方面，系统研究了纳米核孔内的动电行为规律和物理机制，取得的主要成果包括： 1）发展了两种新的纳米核孔性能优化方法，获得了高性能、稳定的纳米核孔；2）首次实现了滑移边界条件下，实验研究纳米孔动电行为；3）研制了低压高流量微流电渗泵系统，其性能达到了当前国际最佳水平；4）对纳米孔内的能量转换物理机制进行了详细、系统研究，澄清了以往研究中存在问题，建立了合适的物理模型；5）新探索：特别是针对基于石墨稀的核孔制备方法，取得了很大进展。本项目的研究成果，对于深刻理解纳米通道内电解质溶液的导电物理机制是非常重要的，对于新型能源研究以及纳米流体器件设计也具有重要意义，将大大促进核孔技术在纳米科学中的应用发展。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Low-voltage electroosmotic pumps fabricated from track-etched polymer membranes
由径迹蚀刻聚合物膜制成的低压电渗泵
  • DOI：
    10.1039/c2lc40059f
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    LAB ON A CHIP
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Wang, Ceming;Wang, Lin;Xue, Jianming
  • 通讯作者：
    Xue, Jianming
Drilling Nanopores in Graphene with Clusters: A Molecular Dynamics Study
在带有簇的石墨烯中钻纳米孔：分子动力学研究
  • DOI：
    10.1021/jp3023293
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhao, Shijun;Xue, Jianming;Liang, Li;Wang, Yugang;Yan, Sha
  • 通讯作者：
    Yan, Sha
Effect of SiO2 substrate on the irradiation-assisted manipulation of supported graphene: a molecular dynamics study
SiO2 基底对支撑石墨烯辐照辅助操控的影响：分子动力学研究
  • DOI：
    10.1088/0957-4484/23/28/285703
  • 发表时间：
    2012-07-20
  • 期刊：
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhao, Shijun;Xue, Jianming;Yan, Sha
  • 通讯作者：
    Yan, Sha
Chemical bonding assisted damage production in single-walled carbon nanotubes induced by low-energy ions
化学键合有助于低能离子诱导的单壁碳纳米管损伤产生
  • DOI：
    10.1007/s00339-012-6955-x
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Applied Physics A-Materials Science & Processing
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhao, Shijun;Xue, Jianming;Wang, Yugang;Yan, Sha
  • 通讯作者：
    Yan, Sha
Study on the effect of pressure on the properties of intrinsic point defects in monoclinic zirconia: Ab initio calculations
压力对单斜氧化锆本征点缺陷性质影响的研究：从头计算
  • DOI：
    10.1063/1.3682766
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Zhao, Shijun;Xue, Jianming;Wang, Yugang;Yan, Sha
  • 通讯作者：
    Yan, Sha

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其他文献

我国电力行业CO_2减排技术及应用前景分析
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    薛建明
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    龚知宇;颜莎;马宏骥;聂锐;薛建明;王宇钢
  • 通讯作者：
    王宇钢

其他文献

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薛建明的其他基金

基于深度学习的电子能损和原子间作用势研究及若干应用
  • 批准号：
    12135002
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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    联合基金项目
基于单纳米核孔的微流导电机制研究
  • 批准号：
    10675009
  • 批准年份：
    2006
  • 资助金额：
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    2003
  • 资助金额：
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    面上项目
大气及溶液环境离子注入细胞体系方法及生物效应研究
  • 批准号：
    19805001
  • 批准年份：
    1998
  • 资助金额：
    14.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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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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