表面多元超分子结构的人工设计、构造和表征

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    20973196
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    肖文德
  • 依托单位：
    中国科学院物理研究所
  • 学科分类：
    B0201.基础理论与表征方法
  • 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

我们拟运用分子束外延和扫描隧道显微分析术等多种实验手段，由多种分子结构单元通过模板诱导的选择性自组装的方式，实现低维分子纳米结构的人工设计和构造，为将来各种分子器件的开发和应用开辟道路。此项目的特点和核心问题是，同时利用分子在模板衬底上的选择性吸附和不同分子间氢键作用的选择性，在表面上获得可控的、功能化的自组装分子纳米结构。为此，我们将首先利用高指数晶面或通过异质外延生长中应力释放的方式，制备具有规则的选择性吸附位的模板衬底；接着将第一种分子沉积在模板上。由于选择性吸附，它们将占据模板的特定位置，形成规则的排列。随后加入第二种或多种分子，并选择性的与第一种分子通过氢键连接起来，从而实现具有人工设计结构和新奇性质的低维纳米结构。最后，结合实验和理论分析，进一步修改和优化超分子结构，探索其自组装的内在机制。

结项摘要

实现表面多元超分子结构的人工设计和构造是利用“自下而上”自组装方法大规模、高效率的制备分子器件的先决条件。为此，我们首先制备有序的模板，利用有机分子在模板表面特定区域的选择性吸附和分子间选择性相互作用，最终在模板表面获得由多种分子构成的具有人工设计结构的超分子自组装结构。.我们在Ru(0001)、Pt(111)、Ir(111)、Cu(111)、Ni(111)等金属单晶表面上外延生长了大面积高质量的单层石墨烯（MG）。我们发现生长在Ru(0001)表面的MG摩尔条纹不同区域具有不同的电子结构，可作为模板，用于有机分子的选择性吸附和自组装。.我们发现FePc分子在低覆盖度时优先吸附在MG/Ru(0001)摩尔条纹的fcc区域，这是由于分子吸附在MG/Ru(0001)摩尔条纹fcc区域时受到水平方向偶极作用较强；随着覆盖度的增加，fcc区域被完全占据，FePc分子形成有序的单分子点阵；进一步增加覆盖度，FePc分子开始占据hcp区域，而atop区域完全不占据；覆盖度为~0.5 ML时形成有序的honeycomb结构；覆盖度为~0.75 ML时形成有序的Kagome lattice结构；继续增加覆盖度时，FePc Kagome lattice多孔网络结构可作为host与沉积的FePc单分子构成的host-guest complex；覆盖度为~1 ML时Kagome lattice由于应力而变形，并形成有序的具有正方格子的单层膜。当guest分子换成四叔丁基酞菁锌（(t-Bu)4-ZnPc）分子时，也可以形成host-guest complex。但是，这些host-guest complex都没有长程序。若以1:1的比例沉积FePc和(t-Bu)4-ZnPc两种guest分子于FePc Kagome lattice上，则可得到有序的host-guest 超结构。.我们还通过不同酞菁分子在MG/Ru(0001)和MG/Pt(111)上的自组装行为，比较了酞菁分子与衬底间相互作用的强弱，并给出了理论解释。此外，我们还利用多种实验方法，并结合理论计算，研究了MG/Ru(0001)摩尔条纹和Ag(2ML)/Pt(111)模板的微观结构和电子态等性质，并研究了金属酞菁、pentacene、C60等分子在MG和金属表面的自组装行为。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Epitaxial growth and structural property of graphene on Pt(111)
Pt(111)上石墨烯的外延生长及其结构特性
  • DOI：
    10.1063/1.3543624
  • 发表时间：
    2011-01-17
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Gao, M.;Pan, Y.;Gao, H. -J.
  • 通讯作者：
    Gao, H. -J.
Assembly of iron phthalocyanine and pentacene molecules on a graphene monolayer grown on Ru(0001)
在 Ru(0001) 上生长的石墨烯单层上组装铁酞菁和并五苯分子
  • DOI：
    10.1103/physrevb.84.245436
  • 发表时间：
    2011-03
  • 期刊：
    Physical Review B (condensed Matter and Materials Physics)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, H. G.;Du, S. X.;Guinea, F.;Gao, H. -J.;Sun, J. T.;Low, T.;Zhang, L. Z.;Pan, Y.;Liu, Q.;Mao, J. H.;Zhou, H. T.;Guo, H. M.
  • 通讯作者：
    Guo, H. M.
Self-assembly and growth of manganese phthalocyanine on an Au(111) surface
锰酞菁在 Au(111) 表面的自组装和生长
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/20/9/096401
  • 发表时间：
    2011-09
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Jiang Yu-Hang;Liu Li-Wei;Yang Kai;Xiao Wen-De;Gao Hong-Jun
  • 通讯作者：
    Gao Hong-Jun
Chiral Biphenyldicarboxylic Acid Networks Stabilized by Hydrogen Bonding
通过氢键稳定的手性联苯二甲酸网络
  • DOI：
    10.1021/jp100701y
  • 发表时间：
    2010-03
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Xiao, W. D.;Jiang, Y. H.;Aiet-Mansour, K.;Ruffieux, P.;Gao, H-J;Fasel, R.
  • 通讯作者：
    Fasel, R.
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金属酞菁在 Pb(111) 和 Au(111) 表面亚单层覆盖的自组装
  • DOI：
    10.1021/jp203462f
  • 发表时间：
    2011-11-10
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Jiang, Y. H.;Xiao, W. D.;Gao, H. -J.
  • 通讯作者：
    Gao, H. -J.

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    2000-12
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    王 辉;王 军;肖文德;袁渭康
  • 通讯作者：
    袁渭康

其他文献

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石墨烯/六方氮化硼面内拼接超晶格结构的可控制备及物性研究
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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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