基于DNA的分子器件电荷、自旋极化输运及功能性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11204066
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    康大伟
  • 依托单位：
    河南科技大学
  • 学科分类：
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 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

DNA is an important large biological molecule, and its potential conductive property attracts the study from molecular electronics and organic spintronics. Based on the former works of non-equillibrium green function transport theory, we will construct the tight-binding model of DNA and continue to study the charge and spin transport properties of DNA molecular device.The detailed content includes the effect of non-equilibrum charge accumulation on charge transport; the spin polarized transport and spin flip effect in metal modified M-DNA molecule; the quantum interference effect on the spin transport in the ferromagnetic electrode connected G4-DNA molecular device. This projection focuses on effect of the peculiar three dimensional helix structure and soft properties of DNA molecule on spin and charge transport.Some special charge and spin transport properties can be predicted theoretically.This projection can provide theoretical support for the exploit and application of DNA organic device.
DNA分子是重要的生物大分子，它潜在的导电特性使其成为分子电子学和有机自旋电子学的研究对象。本项目拟在前期工作的基础上，建立DNA分子的紧束缚模型，结合非平衡格林函数输运理论，深入研究基于DNA的分子器件中的电荷和自旋输运性质。具体内容包括非平衡电荷积累对于DNA分子器件中电荷输运的影响；金属修饰的M-DNA分子中的自旋极化输运和自旋翻转效应对自旋极化输运的影响；量子相干效应对于铁磁电极连接的G4-DNA分子器件的自旋输运的影响。本项目旨在发掘DNA独特的三维螺旋结构和软特性对电荷和自旋输运的影响，理论预言DNA分子器件中一些独特的电荷和自旋输运性质，为基于DNA分子的有机器件开发和应用提供理论基础。

结项摘要

研究DNA分子的电荷和自旋输运性质可以为分子电子学及自旋电子学提供一个良好的候选材料，由于DNA分子的结构复杂性以及外界环境的影响，其中的电荷和自旋输运性质的实验结果差异较大。溶液中离子与DNA中的巡游电子的静电相互作用不可忽略，人们也尝试在DNA中掺入金属离子来改善其电荷与自旋输运性质，另外G4-DNA的四螺旋结构导致的量子相关输运也有待研究。本项目在前期工作基础上，建立了DNA分子的紧束缚模型，结合非平衡格林函数输运理论，深入研究了基于DNA分子器件的电荷和自旋输运性质。主要研究成果有：阐明了金属修饰的M-DNA分子中的自旋极化输运和自旋翻转效应对自旋极化输运的影响；阐明了溶液无序对DNA电荷输运的影响；阐明了量子相干效应对于G4-DNA分子器件电荷输运的影响；阐明了外加磁场对于G4-DNA磁阻的调控。本项目发掘了DNA独特的三维螺旋结构和软特性对电荷和自旋输运的影响，理论预言了DNA分子器件中的独特的电荷和自旋输运性质，为基于DNA分子的有机器件开发和应用提供了理论基础。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Charge transport and magnetoresistance of G4-DNA molecular device modulated by counter ions and dephasing effect
抗衡离子和移相效应调制的G4-DNA分子器件的电荷输运和磁阻
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Physics Letters A
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Hui-xian Wang;Shi-jie Lv;Xin-zhong Li;Li-ben Li
  • 通讯作者：
    Li-ben Li
Effect of A-site Bi-doping on the magnetic and electrical properties in TbMnO3
A位Bi掺杂对TbMnO3磁电性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2013.08.068
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Materials Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Kang; Dawei;Li; Liben;Lu; Xiaomei;Zhu; Jinsong
  • 通讯作者：
    Jinsong
Spin polarized current through Cu-DNA modulated by a gate voltage
通过栅极电压调制的 Cu-DNA 的自旋极化电流
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Hao; X.P.;Li; X.Z.;Li; L.B.;Xie; S.J.
  • 通讯作者：
    S.J.
Ferromagnetic Y2CoMnO6: Spin-Glass-Like Behavior and Dielectric Relaxation
铁磁 Y2CoMnO6：类自旋玻璃行为和介电弛豫
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Electronic Materials
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Lu; Xiaomei;Han; Daofu;Yan; Feng;Zhu; Jinsong
  • 通讯作者：
    Jinsong

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其他文献

Two Cyclotriveratrylene-Based Metal-Organic Frameworks as Efficient Catalysts for Knoevenagel Condensation and CO2 Cycloaddition with Epoxides
两种环三藜芦基金属有机框架作为 Knoevenagel 缩合和 CO2 与环氧化物环加成的有效催化剂
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Dalton Trans.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    康大伟;韩雪;马欣君;刘莹莹;马建方
  • 通讯作者：
    马建方
A family of coordination polymers assembled with a flexible hexacarboxylate ligand and auxiliary N-donor ligands: syntheses, structures, and physical properties
由柔性六羧酸酯配体和辅助 N-供体配体组装而成的配位聚合物家族：合成、结构和物理性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    CrystEngComm
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    张洪美;杨进;刘莹莹;康大伟;马建方
  • 通讯作者：
    马建方
Four cluster-containing highly connected coordination networks: syntheses, structures, and properties
四个包含高度连接的协调网络的簇：合成、结构和属性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    CrystEngComm
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    康大伟;杨进;刘莹莹;马建方
  • 通讯作者：
    马建方
Spin polarized current through Cu-DNA modulated by a gate voltage
通过栅极电压调制的 Cu-DNA 的自旋极化电流
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    康大伟;郝希平;李新忠;李立本;解士杰
  • 通讯作者：
    解士杰
四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    河南科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王会娴;郝希平;康大伟
  • 通讯作者：
    康大伟

其他文献

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康大伟的其他基金

DNA有机器件中电荷和自旋输运理论研究
  • 批准号：
    11147166
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    5.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目

相似国自然基金

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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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