基于AFM胶体探针技术的表面电荷测量与调制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11202219
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0909.实验流体力学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Converting mechanical energy to electrical energy can be achieved by transporting net charges in electric double layer by pressure driven flow in nanofluidics. This is a novel technique to develop green energy device, and modulating surface charge on the solid-liquid interface can essentially enhance the energy conversion efficiency. In this proposal, we plan to set up AFM colloidal probe technique, in order to obtain the surface charge density in the electric double layer directly, and to measure the change of surface charge density on the wall insulating layer under external electric field. The influence of insulating layer material, ion concentration in solution and pH on the surface charge modulation will be studied experimentally. To further examine the modulation effect, we will also use pico-amperemeter to measure the streaming current in micro/nanochannel with wall insulating layer. Theoretically, we are going to study the mechanism of surface charge modulation with reference to the theory of charge regulation. This proposal will contribute to the clarification of the mechanism of enhancing nanofluidic energy conversion by modulating surface charge, and provide the reliable results for the design of nanofluidic energy conversion devices.
在纳流控中通过压力定向输运双电层中的净电荷可以实现机械能向电能的转换。这提供了一种发展新型清洁能源器件的技术,而调制液固界面处的表面电荷可以有效地提高能量转换效率。本申请拟采用AFM胶体探针技术直接测量双电层内的表面电荷密度,并测量外加电场对壁面绝缘层表面电荷密度调制的改变量。实验中将研究壁面绝缘层材料的属性、溶液离子浓度和pH值等对表面电荷密度调制的影响。为了进一步定量考察能量转换的效果,还将使用皮安电流计测量带绝缘层壁面的微/纳米流道中的流向电流。理论方面,本申请拟通过电荷调节理论研究表面电荷调制的机理。上述研究将有助于阐明纳流控中利用调节表面电荷增强能量转换的机理,并为能量转换器件的设计提供可靠依据。

结项摘要

在纳流控中通过压力定向输运双电层中的净电荷可以实现机械能向电能的转换。这提供了一种发展新型清洁能源器件的技术,而调制液固界面处的表面电荷可以有效地提高能量转换效率。本研究系统的研究了通过极化外电场调制绝缘层表面电荷密度。理论方面,通过电荷调节理论研究表面电荷调制的机理,建立了可靠的物理模型给出数值解。实验上采用AFM胶体探针技术直接测量双电层内的表面电荷密度,并测量外加电场对壁面绝缘层表面电荷密度调制的改变量。实验中研究了壁面绝缘层材料的属性、溶液离子浓度和pH值等对表面电荷密度调制的影响。为进一步定量考察能量转换的效果,还使用皮安电流计测量带绝缘层壁面的微/纳米流道中的流向电流。上述研究有助于阐明纳流控中利用调节表面电荷增强能量转换的机理,并为能量转换器件的设计提供可靠依据。

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(12)
专利数量(0)
自驱动Janus微球分数布朗运动的颗粒动力学模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水动力学研究与进展A辑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡静;张鸿雁;郑旭;崔海航
  • 通讯作者:
    崔海航
Simulation of diffusiophoresis force and the confinement effect of Janus particles with the continuum method
连续介质法模拟扩散电泳力和Janus粒子的约束效应
  • DOI:
    10.1063/1.4868375
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
    AIP Advances
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Wu, Meiling;Zhang, Hongyan;Zheng, Xu;Cui, Haihang
  • 通讯作者:
    Cui, Haihang
Observation of the induced pressure in a hybrid micro/nano-channel
混合微/纳米通道中诱导压力的观察
  • DOI:
    10.1016/s1001-6058(13)60363-7
  • 发表时间:
    2013-04
  • 期刊:
    Journal of Hydrodynamics
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Kong Gao-pan;Zheng Xu;Silber-Li Zhan-hua;Xu Zheng
  • 通讯作者:
    Xu Zheng
Visualization and measurement of the self-propelled and rotational motion of the Janus microparticles
Janus 微粒自推进和旋转运动的可视化和测量
  • DOI:
    10.1007/s12650-015-0299-5
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Journal of Visualization
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Wu, Meiling;Kong, F;ong;Cui, Haihang;Silber-Li, Zhanhua
  • 通讯作者:
    Silber-Li, Zhanhua
Janus particle microshuttle: 1D directional self-propulsion modulated by AC electrical field
Janus粒子微航天飞机:交流电场调制的一维定向自推进
  • DOI:
    10.1063/1.4868373
  • 发表时间:
    2014-03-01
  • 期刊:
    AIP ADVANCES
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Chen, Jiliang;Zhang, Hongyan;Cui, Haihang
  • 通讯作者:
    Cui, Haihang

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其他文献

阵列纳米通道对微纳复合管道耗散作用的强化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • DOI:
    --
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李静蓉
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    --
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  • 通讯作者:
    厉小梅
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡昌义;蔡宏中;郑旭;魏燕
  • 通讯作者:
    魏燕

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复杂流体中微纳马达自扩散泳机理与运动特性
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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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