三维层构石墨烯薄膜阵列痕量物质探测性能与机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51172085
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    黄新堂
  • 依托单位：
    华中师范大学
  • 学科分类：
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

传统的气体传感器和电化学生物传感器材料在其痕量物质探测极限和灵敏度方面都受到了一定的限制。由于石墨烯独特的单层碳网络二维晶体结构和具有显著特点的大比表面积和力学、电学与电化学性能，其在新一代的痕量物质、甚至于单分子探测性能方面潜在着巨大的应用前景。本项目提出层构三维石墨烯阵列薄膜结构的痕量物质传感器器件。将理论计算与气体传感和电化学生物传感痕量物质探测性能实验测试相结合，研究具有层构三维阵列结构的石墨烯薄膜传感器与外界分子之间的相互作用机理与性能。达到提高新一代传感器痕量物质探测极限和灵敏度的目的。得到3-5种具有痕量物质探测，甚至于单分子探测能力的实验数据和传感器原型（气体传感器1-3个达到ppb量级探测能力，灵敏度达到2以上；电化学生物传感器1-2个达到nM量级探测水平，灵敏度达到1000 μAmM-1 cm-2以上）。

结项摘要

四年来，项目研究围绕着中心研究内容，分别进行了化学气相沉积法石墨烯生长及其机理研究、石墨烯及其掺杂石墨烯气体传感性能理论研究、连续孔隙多孔金属氧化物纳米结构设计及其气体传感器性能与机理研究。取得了如下重要研究结果：1、在硅、氧化硅和蓝宝石等基底上分别制备出单层或者双层的大面积均匀石墨烯薄膜；2、设计的连续孔隙多孔氧化铁纳米棒气体传感器将响应和恢复时间从10秒以上缩短到1秒一下，并且可以实现恢复时间不长于响应时间，在世界上属于首次；3、提出了目标气体分子准印迹机制设计制作高灵敏度气体传感器的思想，使得所设计的乙醇、丙酮、一氧化碳和氨气传感器比与原来的传感器灵敏度提高了5倍左右，响应和恢复时间也有很大的改善；4、在石墨烯基气体传感器理论研究方面，分别计算了B和N掺杂的石墨烯对NO2、 NO 、NH3和甲烷分子的吸附行为及其机理，得到国际专家认可。

项目成果

期刊论文数量（27）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Mixed Ni-Cu-oxide nanowire array on conductive substrate and its application as enzyme-free glucose sensor
导电基底上混合镍铜氧化物纳米线阵列及其作为无酶血糖传感器的应用
  • DOI：
    10.1039/c2ay25792k
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    ANALYTICAL METHODS
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Ding, Ruimin;Liu, Jinping;Huang, Xintang
  • 通讯作者：
    Huang, Xintang
Graphene-encapsulated silicon nanoparticles as an anode material for lithium-ion batteries
石墨烯封装硅纳米颗粒作为锂离子电池负极材料
  • DOI：
    10.1016/j.mencom.2013.09.016
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    Mendeleev Communications
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Moussa Sangare, Ghislain Joel Fodjouong;Xintang Huang
  • 通讯作者：
    Xintang Huang
基于纳米硅结构的氮化硅基发光器件电致发光特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林圳旭, 林泽文, 张毅, 宋超,;郭艳青, 王祥, 黄新堂,;黄锐
  • 通讯作者：
    黄锐
Recent Advances in Metal Oxide-based Electrode Architecture Design for Electrochemical Energy Storage
用于电化学储能的金属氧化物基电极架构设计的最新进展
  • DOI：
    10.1002/adma.201202146
  • 发表时间：
    2012-10-02
  • 期刊：
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Jiang, Jian;Li, Yuanyuan;Lou, Xiong Wen (David)
  • 通讯作者：
    Lou, Xiong Wen (David)
Near-infrared light emission from Si-rich oxynitride nanostructures
富硅氮氧化物纳米结构的近红外光发射
  • DOI：
    10.1364/ome.4.000816
  • 发表时间：
    2014-04-01
  • 期刊：
    OPTICAL MATERIALS EXPRESS
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Lin, Zewen;Huang, Rui;Huang, Xintang
  • 通讯作者：
    Huang, Xintang

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其他文献

Ni/Al layered double hydroxide nanosheet array grown directly on Ti substrate and its application for a nonenzymatic glucose sensor
直接在 Ti 基底上生长的 Ni/Al 层状双氢氧化物纳米片阵列及其在非酶葡萄糖传感器中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Sensors & Actuators: B Chemical
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄新堂
  • 通讯作者：
    黄新堂
Direct growth of SnO2 nanorod array electrode for lithium-ion batteries
锂离子电池用SnO2纳米棒阵列电极的直接生长
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄新堂
  • 通讯作者：
    黄新堂
Direct synthesis of porous NiO nanowall arrays on conductive substrates for supercapacitor application
在导电基底上直接合成多孔 NiO 纳米墙阵列用于超级电容器应用
  • DOI：
    10.1016/j.jssc.2011.01.019
  • 发表时间：
    2011-03
  • 期刊：
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    黄新堂
  • 通讯作者：
    黄新堂
High rate performances of a cathode material LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 synthesized using low temperature hydroxide precipitation
低温氢氧化物沉淀合成正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的高倍率性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Materials Research Bulletin
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    黄新堂
  • 通讯作者：
    黄新堂
Cu@C Composite Nanotube Array and Its Application as Enzyme-free Glucose Sensor
Cu@C复合纳米管阵列及其作为无酶血糖传感器的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Nanotechnology
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    黄新堂
  • 通讯作者：
    黄新堂

其他文献

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ZnO基多孔阵列室温气体传感性能研究
  • 批准号：
    50872039
  • 批准年份：
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  • 资助金额：
    35.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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