过渡金属氧化物二维晶体材料的液晶化及有序宏观纤维组装

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51772201
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0211.其他无机非金属材料
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Two-dimensional crystals (i. e. nanosheets) possess many intriguing physical and chemical properties due to their unique infinite planar monolayer structure. For realizing the practical application of two-dimensional crystals, one possible and effective way is to assemble the two-dimensional monolayer units into macroscopic structure, for example, one-dimensional fiber. However, the documented macroscopic fiber of two-dimensional crystals has been limited to graphene (oxide) fiber, and the fiber on functional oxide sheets has been rarely reported, which should be blamed on the intrinsic low mechanic stiffness of metal oxides, only few hundredths of that for graphene. In our preliminary research, we developed a macroscopic fiber on titania sheets manifesting an unexpected high mechanical behavior even comparable to that for graphene fiber, owing to the formation of an unusual quasi-crystallographic ordered structure. But still there are many key scientific aspects that has not been explored and cleared. In this project, we will deeply study the nature of sheets, assembled fiber structure, fiber properties, and the relationship among them, the purpose of which is to ultimately grasp the hints for optimal construction of macroscopic architecture for general sheet materials. Possible use of the obtained fiber in portable devices will also be explored. The results of this project will open a new window onto making macroscopic fibers of general two-dimensional crystals with numerous functionalities, and bring promises to the realization of uses in practical devices.
二维晶体材料由于其独特的二维平面拓展结构具有众多优异的物理和化学性能。为了实现二维晶体材料的实际广泛应用,一个可能又有效的途径是把其组装成宏观尺度的材料,如一维纤维。但是目前二维晶体材料宏观纤维仅仅局限于石墨烯材料,而功能氧化物二维材料的宏观纤维却鲜见报道。这主要归咎于氧化物单片的机械性能非常差,仅有石墨烯材料百分之几的量级。在前期工作中我们发展了氧化钛二维材料的宏观纤维,其组装结构呈近晶体学有序的特征,因此机械性能几乎可以和石墨烯纤维相媲美。然而这项研究工作还有很多关键科学问题没有得到清楚的解释和阐明。本项目拟通过研究起始二维晶体材料本征特征、宏观纤维组装结构以及性能三者之间的关系,建立广泛意义上有序化组装规律和机制,并探讨在便携式纳米器件中的应用。该项研究对于二维晶体材料宏观纤维的结构设计和应用探索提供一种全新的思路和途径,将为二维晶体材料在现实器件中的应用注入新的活力。

结项摘要

将二维材料组装成宏观结构在基础科学和工业应用中均具有重要的意义,尤其将二维功能性氧化物材料液晶化并组装成宏观结构可赋予其丰富的功能性。本项目以二维氧化钛为主要研究对象,研究横向尺寸、厚度、表面等对是否形成液晶相的影响,探讨二维氧化钛表面对增强或解锁电化学存储特性的作用,进而发展有效组装宏观结构的方法以及器件结构,研究单体功能性在各种组装结构和器件中的集成作用机制,最终探索在智能柔性器件的应用。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Radially Aligned Hierarchical Nickel/Nickel-Iron (Oxy)hydroxide Nanotubes for Efficient Electrocatalytic Water Splitting
用于高效电催化水分解的径向排列分层镍/镍铁(氧)氢氧化物纳米管
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b16953
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wu Zhihan;Wang Zhiqiang;Geng Fengxia
  • 通讯作者:
    Geng Fengxia
All Two-Dimensional Pseudocapacitive Sheet Materials for Flexible Asymmetric Solid-State Planar Microsupercapacitors with High Energy Density
用于高能量密度柔性非对称固态平面微型超级电容器的全二维赝电容片材
  • DOI:
    10.1021/acsnano.9b07183
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Zhao Fangfang;Liu Weihong;Qiu Tianlun;Gong Wen-Bin;Ma Wei;Li Qingwen;Li Feng;Geng Fengxia
  • 通讯作者:
    Geng Fengxia
Size-Independent Fast Ion Intercalation in Two-Dimensional Titania Nanosheets for Alkali-Metal-Ion Batteries
用于碱金属离子电池的二维二氧化钛纳米片中与尺寸无关的快速离子嵌入
  • DOI:
    10.1002/anie.201902478
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Jinlin;Xiao Xu;Gong Wenbin;Zhao Liang;Li Guohui;Jiang Kun;Ma Renzhi;Rummeli Mark H.;Li Feng;Sasaki Takayoshi;Geng Fengxia
  • 通讯作者:
    Geng Fengxia
Molecularly Thin Nitride Sheets Stabilized by Titanium Carbide as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Fiber-Shaped Rechargeable Zinc-Air Batteries
碳化钛稳定的分子薄氮化物片作为纤维状可充电锌空气电池的高效双功能电催化剂
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.0c00717
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nano Letters
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Wu Zhihan;Wang Hao;Xiong Pan;Li Guohui;Qiu Tianlun;Gong Wen-Bin;Zhao Fangfang;Li Cuiling;Li Qingwen;Wang Guoxiu;Geng Fengxia
  • 通讯作者:
    Geng Fengxia
Two-Dimensional Molecular Sheets of Transition Metal Oxides toward Wearable Energy Storage
用于可穿戴储能的过渡金属氧化物二维分子片
  • DOI:
    10.1021/acs.accounts.0c00483
  • 发表时间:
    2020-10-20
  • 期刊:
    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
  • 影响因子:
    18.3
  • 作者:
    Jiang, Kun;Xiong, Pan;Geng, Fengxia
  • 通讯作者:
    Geng, Fengxia

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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志强;刘卫红;耿凤霞
  • 通讯作者:
    耿凤霞

其他文献

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耿凤霞的其他基金

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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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