天然微管界面物理化学特性及其微囊与器件的智能行为研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51073166
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    徐坚
  • 依托单位：
    中国科学院化学研究所
  • 学科分类：
    E0307.智能与仿生材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

木棉纤维是一种具有微米级空管结构的天然生物材料，主要成分为纤维素、木质素和戊聚糖，具有绿色生态、中空超轻、超亲油、超疏水等特性。申请项目应用木棉纤维独特的界面物理化学性质和超大中空结构，在研究天然微管表界面物化性质及微结构基础上，制备功能化微器件及评价其智能行为。主要包括：揭示天然微管特殊表界面特性内在机理；建立单纤维与纤维集合体性能相关性的物理模型；利用超亲油超疏水性设计油水分离器件、油水分离效果及影响因素；利用天然微管超大中空结构与表面化学改性，研制重金属离子超吸附器件，探索其在污水处理、贵金属富集等方面的潜在应用；制备微米级长度的微管，研究作为相变储能微胶囊、阻燃微胶囊、自修复微胶囊和药物缓释微胶囊的可行性。本项目的研究有望开拓天然微管在界面科学、材料科学、智能化微器件等领域的广阔应用前景。

结项摘要

本项目利用木棉纤维独特的界面物理化学性质和超大中空结构，在研究天然微管表界面性质及微结构基础上，通过表界面修饰，实现了木棉纤维多种功能化应用。主要包括：研究了木棉纤维超疏水性对其纤维集合体浮力性能的作用并建立相关理论计算模型，结果表明木棉纤维是一种目前已知最轻的天然浮力材料；利用木棉纤维的超亲油超疏水性设计了油水分离器件，可以借助重力和毛细力实现连续高效油水分离；通过表面化学改性制备了木棉纤维重金属离子吸附剂及有害阴离子吸附剂，重金属离子吸附剂对铅、镉、铜离子的最大吸附量分别可以达到298、153、92 mg/g，对铅、镉离子的吸附可以在两分钟内达到平衡，具有吸附快速、吸附量大的优点；以木棉纤维微管为模板，通过丙烯腈原位聚合沉积制备了木棉-PAN 复合中空纤维，将其在高温惰性气氛下碳化，可制得碳微管，该复合中空纤维还可作为催化剂载体，负载金纳米颗粒后具有较高的催化活性和重复利用性；首次以天然微管制备了石蜡相变储能微胶囊，制备过程无需乳化剂、膨胀剂和高速搅拌，因此更加经济和环保，适合规模化的实际生产，这种方法还可以应用于其它功能化微胶囊产品，如阻燃微胶囊、药物微胶囊、自修复微胶囊等，开辟了制备功能化微胶囊的新途径；研究了木棉纤维聚集体的吸声性能及影响因素，结果表明木棉纤维是一种轻质高效的声学阻尼材料。本项目的研究有望开拓天然微管在界面科学、材料科学、智能化微器件等领域的广阔应用。本项目已发表论文5篇，申请专利3篇，发表会议论文2篇，部分研究结果整理投稿中，培养硕博连读生3名。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（3）
Preparation of kapok-polyacrylonitrile core-shell composite microtube and its application as gold nanoparticles carrier
木棉-聚丙烯腈核壳复合微管的制备及其作为金纳米颗粒载体的应用
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2011.10.151
  • 发表时间：
    2012-01-15
  • 期刊：
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Fan, Haosen;Yu, Xiaolan;Xu, Jian
  • 通讯作者：
    Xu, Jian
聚合物纤维类吸声材料研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    高分子通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    向海帆;赵宁;徐坚
  • 通讯作者：
    徐坚
Superhydrophobicity determines the buoyancy performance of kapok fiber aggregates
超疏水性决定木棉纤维聚集体的浮力性能
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2012.11.153
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhang, Xiaoyan;Fu, Wangyang;Duan, Chunting;Xiao, Hong;Shi, Meiwu;Zhao, Ning;Xu, Jian
  • 通讯作者：
    Xu, Jian
Investigation on sound absorption properties of kapok fibers
木棉纤维吸声性能研究
  • DOI：
    10.1007/s10118-013-1241-8
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    高分子科学(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiang, Hai-fan;Wang, Dong;Liu, Hui-chao;Zhao, Ning;Xu, Jian
  • 通讯作者：
    Xu, Jian

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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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