基于新理论模型的巯基配体保护金纳米团簇的结构设计与性质分析

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基本信息

  • 批准号：
    21763024
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    刘立仁
  • 依托单位：
    新疆师范大学
  • 学科分类：
    B0301.化学理论与方法
  • 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

Thiolate-protected gold nanoclusters (SR-AuNCs) have attracted intensive interest due to their extraordinary physicochemical properties and promising applications. The main theoretical work on the SR-AuNCs focuses on understanding the stabilities and predicts new structures. However, the complexity of the structure and composition of the SR-AuNCs makes it difficult to do the theory calculations with the First-Principles method. To solve these problems, a feasible approach is to design the new SR-AuNCs with different sizes accurately, and expand some targeted research. This can be implemented based on the applicant's latest theoretical models and structure rule.The main contents of the project include: To design the structures and the assembly structures of the SR-AuNCs, and to analyze their physical and chemical properties; To analyze the structure characteristics of different SR-AuNCs isomers, and summarize the evolutional rules of the isomers; To develop and improve the existing theoretical models, and to find out the influence of different ligands on the structure and properties. This research project will not only play an important role in understanding the structure evolution mechanism of the SR-AuNCs, but also provide important information for the accurate synthesis and applications of the SR-AuNCs.
巯基配体保护的金纳米团簇(SR-AuNCs)由于具有独特的物理化学性质和广泛的应用前景，受到研究者的普遍关注。围绕SR-AuNCs体系，理论工作的核心内容是理解该体系能够稳定存在的原因，并预测可能的SR-AuNCs结构。但SR-AuNCs结构和成份复杂，使理论上基于第一性原理的常规构型搜索因为计算量太大而很难完成。针对这些问题，本项目的方案是，基于申请者最新提出的一系列理论模型和结构规则来精确设计不同尺寸下的新型SR-AuNCs，进而展开有针对性的研究。具体内容是，依据若干原创理论模型和规则设计SR-AuNCs及其组装结构并分析其物理化学性质；研究不同SR-AuNCs异构体结构特征，总结异构体间结构演化规律；发展和完善已有理论模型并讨论不同配体对结构和性质的影响。本项目研究有助深入理解SR-AuNCs体系的生长机制和结构演化规律，对SR-AuNCs精确合成及应用有重要指导作用。

结项摘要

巯基配体保护的金纳米团簇(SR-AuNCs)由于具有独特的物理化学性质和广泛的应用前景，受到研究者的普遍关注。围绕SR-AuNCs体系，理论工作的核心内容是理解该体系能够稳定存在的原因，并预测可能的SR-AuNCs结构。但SR-AuNCs结构和成份复杂，使理论上基于第一性原理的常规构型搜索因为计算量太大而很难完成。发展新的理论模型，基于理论模型进行精确的团簇结构设计，从理论上给出合理模型结构从而为实验合成提供参考是本项目的主要研究内容。. 在发展理论模型方面，本项目提出了共轭超原子网络模型、杂化超原子网络模型、等同超原子、等同超分子等概念，解决了超原子间能不能成键、如何成键、成键类型有哪些等系列问题。最终形成了指导超原子成键和组装的系统唯相理论—“超原子分子理论”，相关成果发表于《中国科学·化学》。在团簇结构预测方面，项目基于新的理论，结合第一性原理方法研究了小尺度下巯基配体与金团簇结合的结构演化行为，指出了在小尺度下该体系团簇结构具有“线-环-核”的结构演化规律；研究了( SCH3 ,P(CH3)2 ,PH2 ,Cl)系列有机配体对金纳米团簇稳定性的影响，通过对平均结合能的比较，指出氧化性较强的配体可以相对提高团簇的稳定性；研究了过渡金属掺杂的高配位金属团簇结构和电子性质，探究了其磁性和稳定性，为磁性超原子团簇的设计和构造提供了参考。. 综上所述，本项目在超原子理论方面提出了超原子分子理论，给出了对超原子间成键规则的最新理解，以及对超原子组装基元提出了新的构建方案既基于等同超原子模型，另外对超原子的组装模式也有了新的认识，如杂化超原子网络模型等。这些理论不仅为新型纳米团簇的结构设计提供了依据，还为超原子组装以及团簇多级结构设计提供了参考。本项目设计和预测的系列金属纳米团簇对相关实验合成具有指导和借鉴意义。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Structural evolution and ligand effects of (Au1L2)(n), (Au2L3)(n), and (Au3L4)(n) [n =1-3, L = SCH3,P(CH3)(2),PH2,Cl] clusters
(Au1L2)(n)、(Au2L3)(n) 和 (Au3L4)(n) 的结构演化和配体效应 [n =1-3, L = SCH3,P(CH3)(2),PH2,Cl]
  • DOI：
    10.1080/08927022.2019.1630736
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Molecular Simulation
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Ma Miaomiao;Liu Liren;Zhu Hengjiang;Lu Junzhe;Tan Guiping
  • 通讯作者：
    Tan Guiping
Structural evolution and properties of small-size thiol-protected gold nanoclusters
小尺寸硫醇保护的金纳米团簇的结构演化和性能
  • DOI：
    10.1080/00268976.2018.1457804
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Molecular Physics
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Ma Miaomiao;Liu Liren;Zhu Hengjiang;Lu Junzhe;Tan Guiping
  • 通讯作者：
    Tan Guiping
Borophene Concentric Superlattices via Self-Assembly of Twin Boundaries
通过双边界自组装的硼烯同心超晶格
  • DOI：
    10.1021/acs.nanolett.9b04798
  • 发表时间：
    2020-02-01
  • 期刊：
    NANO LETTERS
  • 影响因子：
    10.8
  • 作者：
    Liu, Liren;Zhang, Zhuhua;Guo, Wanlin
  • 通讯作者：
    Guo, Wanlin
One-dimensional nearly free electron states in borophene
硼烯中的一维近自由电子态
  • DOI：
    10.1039/c9nr03792f
  • 发表时间：
    2019-09-07
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Kong, Longjuan;Liu, Liren;Wu, Kehui
  • 通讯作者：
    Wu, Kehui
Seventeen-coordinate binary metal superatoms: M@Li-17
十七配位二元金属超原子：M@Li-17
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2019.136693
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Yan Lijuan;Shao Jianmei;Liu Liren;Chen Chunlei
  • 通讯作者：
    Chen Chunlei

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  • 作者：
    刘火雁;LIU Zhi-Feng;LIU Li-Ren;ZHU Heng-Jiang;雷雪玲;陈杭;刘志锋;刘立仁;祝恒江;LIU Huo-Yan;LEI Xue-Ling;CHEN Hang
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    刘立仁

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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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