生物启发光控微米通道系统及器件

In nature, living beings with various function structures can produce, storage and use energy from the natural environment efficiently. The physical and chemical properties of microchannels have wide application prospects in many fields. There is the improvement of the life activity in microchannels, including energy generation conversion, transport and storage. These multi-microchannel structures of intelligent energy conversion system in lives are the guiding ideology for this topic. To imitate the energy conversion process in biological systems, we prepare biomimetic microchannel structure energy conversion materials and devices, and develop the high efficient energy conversion and storage device. This topic is proposed to design the light-controlled artificial microchannels and the new light-driven energy conversion systems, taking advantage of unique micro-structure and the functional molecules of the fixed channel and modifying the structure of inorganic nonmetallic materials-based channels to mimic a living system from the principle and structure of light-gated system and light-driven energy efficient conversion system.

自然界中，生命体存在大量的功能结构，可以高效率地产生、储存及利用来自自然环境中的能源。微米管状通道特殊的物理化学性质在很多领域都有广阔的应用前景。在生命体系中，管状微纳米材料实现了对生命活动的完善，其中包括生命体系中能量的产生、转换、输运和存储。这种生命体内多通道管状结构为核心的智能能量转换体系作为我们本课题的指导思想，结合制备仿生微米通道结构光控系统及光驱动能量转换材料和器件，模仿生物系统中能量转换过程获得类似生物的高效的能量转换和存储的器件。本申请拟设计光控人工微米流体通道，利用其独特的微米结构并固定功能材料及改造无机非金属材料基质的通道结构，预计从原理和结构上模仿生命体系中光门控功能及光能高效转换的功能，实现新型能量转换微米通道的设计及组装。

本项目旨在揭示自然界中生命体系的能量转换过程，机制与规律及其生物结构与功能之间的内在本质；探索微米通道光电能量转换体系的功能及其基本原理；研究智能孔道结构对能量转换过程的控制功能特性。实现无机非金属材料微米结构通道的构筑，及新型能源器件的设计开发。并对无机非金属材料的利用、测试手段及原理深入研究。模仿自然中的能量转换过程实现仿生微米通道能量转换材料和器件；充分实现能源的利用及能量转换的优化，为开发新能源，新材料，改造升级传统能源器件提供理论基础与技术支持。主要研究成果将以论文及专利形式展现，项目负责人以第一作者发表SCI收录论文3篇，影响因子均大于6，其中以第一作者在国际能源与材料领域国际权威刊物Nano Energy（IF=16.602）发表论文一篇。另外非第一作者发表论文3篇，共发表SCI论文6篇。相关研究申请发明专利4项，其中授权3项。申请实用新型专利1项，授权1项。

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