新型染料/金属有机框架复合材料的可控组装及其发光性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51472217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Research on luminescent metal-organic frameworks (MOFs) has been a hot topic in the field of chemistry and materials science. Serving as host matrices, MOFs offer a unique platform to encapsulate organic fluorescent dyes, leading to novel and tunable luminescence behavior. However, the assembly process of the dyes in the pores of MOF materials is still difficult to effectively control, and the influence mechanisms of the luminescence properties have been scarcely reported. Aimed on these key scientific problems, a serial of porous MOFs with excellent ion-exchange ability will be designed and synthesized in this proposal, and then the organic dyes will be introduced into the channels as guest molecules through the ion exchange method to form the dye/MOF composites. The assembly and encapsulation of dyes into MOFs can be rationally tuned and controlled utilizing the strong ion force between the MOF and dye and the pore confinement effect. Through the implementation of this proposal, the relationship between luminescent properties and aggregate state, packed structure, and dipolar orientation of dye molecules will be discovered. In addition, the influence of the molecular interaction, electron transfer and energy transfer on luminescent properties will be investigated. Thus, the design theories and controllable assembly of dye/MOF composites with excellent luminescent properties will be established. It is believed that the results will further facilitate the exploration of such dye/MOF composites as new types of functional materials for applications in the fields of fluorescence sensing, optical information storage and light-emitting display.
发光金属-有机框架材料是当前化学和材料科学领域的一个热点课题,在其孔道中组装引入有机荧光染料为获得新的发光性能和实现发光性能调控提供了新的途径。然而,目前还难以有效控制染料客体在金属-有机框架材料孔道中的组装过程,对影响发光性能的各种因素和协同作用机制也缺乏深入研究。围绕这些关键科学问题,本项目将设计合成具有优良离子交换特性的多孔金属-有机框架材料,并通过离子交换方法在框架孔道内引入发光性能优良的有机染料组装染料/框架复合材料,利用框架材料与染料之间较强的离子作用力并结合框架孔道结构的调变来控制染料分子在框架材料中的组装与堆积过程,阐明染料分子的聚集形态和堆积结构与发光性能的构效关系,揭示框架材料中有机配体、金属中心与染料分子之间的相互作用、电子转移和能量传递过程对复合体系发光性能的影响和机理,获得一批发光性能优异的染料/框架复合材料,并探索在荧光传感、光信息存储和发光显示等领域的应用。

结项摘要

围绕金属-有机框架材料的结构设计与可控制备等关键问题,设计合成了一批新型金属-有机框架材料,实现了离子密度可调、作用位点多样的离子型金属-有机框架材料的可控制备,完善了金属-有机框架材料的设计理论,建立了具有预期结构的金属-有机框架材料的可控组装方法。研究了有机染料在金属-有机框架材料孔道中的进入、分布与排列堆积过程,深入研究揭示了孔道结构和孔径大小与有机染料分子定向排列的关联与机理,阐明了框架材料与染料客体之间的相互作用对染料分子堆积排列的影响和控制规律,研究了染料分子的堆积结构和聚集形态与发光性能之间的关联关系,探索了染料/框架复合体系在荧光传感、发光显示、信息存储和非线性光学等领域的应用研究,为金属-有机框架材料实现新的光子功能应用提供了设计思路和组装方法。

项目成果

期刊论文数量(49)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Dual-Emitting MOF⊃Dye Composite for Ratiometric Temperature Sensing
用于比例温度传感的染料复合材料的双发射 MOF 超集
  • DOI:
    10.1002/adma.201404700
  • 发表时间:
    2015-02-25
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Cui, Yuanjing;Song, Ruijing;Qian, Guodong
  • 通讯作者:
    Qian, Guodong
A luminescent cerium metal-organic framework for the turn-on sensing of ascorbic acid
用于抗坏血酸开启传感的发光铈金属有机框架
  • DOI:
    10.1039/c7cc05805e
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chemical communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Yue Dan;Zhao Dian;Zhang Jun;Zhang Ling;Jiang Ke;Zhang Xin;Cui Yuanjing;Yang Yu;Chen Banglin;Qian Guodong
  • 通讯作者:
    Qian Guodong
Ratiometric dual-emitting MOF superset of dye thermometers with a tunable operating range and sensitivity
比率双发射 MOF 染料温度计超集,具有可调工作范围和灵敏度
  • DOI:
    10.1039/c6tc05203g
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zhao Dian;Yue Dan;Jiang Ke;Cui Yuanjing;Zhang Qi;Yang Yu;Qian Guodong
  • 通讯作者:
    Qian Guodong
Metal-Organic Frameworks as Platforms for Functional Materials
金属有机框架作为功能材料的平台
  • DOI:
    10.1021/acs.accounts.5b00530
  • 发表时间:
    2016-03-01
  • 期刊:
    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
  • 影响因子:
    18.3
  • 作者:
    Cui, Yuanjing;Li, Bin;Qian, Guodong
  • 通讯作者:
    Qian, Guodong
Highly Stable Mixed-Lanthanide Metal-Organic Frameworks for Self-Referencing and Colorimetric Luminescent pH Sensing
用于自参考和比色发光 pH 传感的高度稳定的混合稀土金属有机框架
  • DOI:
    10.1002/cnma.201600331
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chemnanomat
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xia Tifeng;Cui Yuanjing;Yang Yu;Qian Guodong
  • 通讯作者:
    Qian Guodong

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其他文献

金属-有机框架材料的荧光探测应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖帆;崔元靖;钱国栋
  • 通讯作者:
    钱国栋

其他文献

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崔元靖的其他基金

光子功能金属—有机框架材料
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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

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          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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