聚苯胺薄膜上贵金属纳米结构的可控制备及SERS性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21071037
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    45.0万
  • 负责人：
    韩喜江
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    B0103.团簇与纳米化学
  • 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

本项目利用聚苯胺的化学还原特性，通过控制聚苯胺薄膜的掺杂状态和表面性质以及引入外加电场和磁场，对聚苯胺化学还原金属离子得到的贵金属(Ag和Au)纳米粒子在形貌、尺度、结构以及分散性进行可控制备；结合实验结果和理论计算模拟，研究不同条件下聚苯胺薄膜上金属纳米粒子的成核和生长规律，提出其生长机理；将聚苯胺薄膜上构造的金属纳米结构应用于基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术的化学和生物分子检测研究，研究金属结构和SERS性能之间的关系。本项目的开展可以更深入地掌握聚苯胺化学还原制备金属纳米粒子的规律，实现金属纳米结构的可控制备，有望使基于聚苯胺薄膜的贵金属纳米材料成为新型的SERS基底。

结项摘要

本项目对提出的研究内容进行了深入的研究，完成了全部计划内容，达到了预期目标。. 利用导电聚合物的化学还原特性，不借助于其他任何还原剂和表面活性剂，在聚苯胺薄膜上可控生长Au、Ag、合金等纳米材料，系统研究了不同的酸掺杂、导电类添加剂、以及电场和磁场作用下对聚苯胺薄膜上金属纳米粒子的成核、生长过程的影响，实现了聚苯胺薄膜上贵金属纳米结构的可控制备。结合实验结果和理论模拟计算，分析了不同条件下聚苯胺薄膜上金属纳米粒子生长的规律和机理，获得了聚苯胺薄膜上贵金属纳米结构可控生长的关键技术。在优化实验条件下，聚苯胺基底上制备的贵金属纳米材料具有明显的三维结构，比表面积大，可以作为良好的表面增强拉曼光谱(SERS)基底材料。所制备的基底材料对对巯基苯甲酸、罗丹明B、亚甲基蓝等化学分子具有良好的SERS响应，检测极限可以达到10-9 mol/L。本项目的开展更深入地掌握了导电聚合物化学还原制备金属纳米材料的规律，实现金属纳米结构的可控制备，基于聚苯胺薄膜的贵金属纳米材料有望成为新型的SERS基底，可以应用于食品安全、环境监测、化学分析等领域的高灵敏分子检测。. 在本项目的资助下，通过系统的实验研究和理论分析，研究成果在Chem Comm、J Phys Chem C等国内外期刊发表论文33篇，其中SCI论文32篇，申请中国专利2项(授权1项)；出版《固体材料常用表征技术》（哈工大出版社）1书，另一本《固体化学》(科学出版社)正在编写。培养博士后2人(已出站)，博士生5人(毕业1人)，硕士生9人(毕业7人)。本项目关于导电聚合物的应用研究，使课题组青年教师徐平获得了美国能源部Los Alamos国家实验室突出表现奖。

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Morphology-Controlled Synthesis and Electromagnetic Properties of Porous Fe3O4 Nanostructures from Iron Alkoxide Precursors
铁醇盐前驱体多孔 Fe3O4 纳米结构的形貌控制合成及其电磁特性
  • DOI：
    10.1021/jp203147q
  • 发表时间：
    2011-06-30
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Li, Xueai;Zhang, Bin;Xu, Ping
  • 通讯作者：
    Xu, Ping
Microwave absorption enhancement of Fe3O4/polyaniline core/shell hybrid microspheres with controlled shell thickness
壳厚度可控的 Fe3O4/聚苯胺核/壳杂化微球的微波吸收增强
  • DOI：
    10.1002/app.39332
  • 发表时间：
    2013-11-05
  • 期刊：
    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhang, Bin;Du, Yunchen;Xu, Ping
  • 通讯作者：
    Xu, Ping
Acid-directed synthesis of SERS-active hierarchical assemblies of silver nanostructures
银纳米结构 SERS 活性分级组装体的酸引导合成
  • DOI：
    10.1039/c0jm02837a
  • 发表时间：
    2011-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Bin;Xu, Ping;Wang, Hsing-Lin
  • 通讯作者：
    Wang, Hsing-Lin
Mechanistic understanding of surface plasmon assisted catalysis on a single particle: cyclic redox of 4-aminothiophenol.
单颗粒表面等离子体辅助催化的机理理解：4-氨基苯硫酚的循环氧化还原
  • DOI：
    10.1038/srep02997
  • 发表时间：
    2013-10-21
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Xu, Ping;Kang, Leilei;Mack, Nathan H.;Schanze, Kirk S.;Han, Xijiang;Wang, Hsing-Lin
  • 通讯作者：
    Wang, Hsing-Lin
Synthesis and characterization of polyaniline nanoparticles with enhanced microwave absorption
微波吸收增强聚苯胺纳米粒子的合成与表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Zhang, Peng;Han, Xijiang;Kang, Leilei;Qiang, Rong;Liu, Wenwen;Du, Yunchen
  • 通讯作者：
    Du, Yunchen

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其他文献

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  • 作者：
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span style=background-color:#f8f8f8;color:#333333;Low-Temperature Synthesis of Au/Polyaniline Nanocomposites: Toward Controlled Size, Morphology, and Size Dispersity/span
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张慧姣
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    哈尔滨工业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    韩喜江;张慧姣;徐崇泉;周德瑞;谢小美
  • 通讯作者：
    谢小美

其他文献

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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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