有机无机杂化量子点的荧光调控机制及其在液晶中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51702019
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0205.无机非金属基复合材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Liquid crystal (LC) nanoscience, which combines the unique properties of nanoscale materials with those of self-organized liquid crystals, is attracting increasing attentions of researchers in areas of advanced display and anti-counterfeit technology. Though extensive efforts have been devoted to explore the synergistic properties of nanoparticles in LCs, their dispersions were not stable and only very small amount of the particles can be dispersed because of their strong propensity to aggregate or poor compatibility in LC matrix. In this project, we focus on developing organic & inorganic hybrid nanoparticles by using azobenzene molecules (AZO) to modify the quantum dots (QDs) and metal nanoparticle (NPs), thus reducing its surface energy and improving its dispersibility; meanwhile, endowing its tunable fluorescence by the chemical modification of photosensitive AZO; moreover, metal enhanced fluorescence effect will be explored by adjusting the length of flexible chain of azobenzene compound, increasing the fluorescence intensity and quantum yield of QDs. The functionalized quantum dots of which intensity and color of fluorescence could be modulated by azobenzene molecules and metal nanoparticles will be further dispersed in LC host, forming liquid crystal/quantum dots composites. We focus on the investigation of the attachment of metal nanoparticles and azobenzene photochromic switches on the modified surface of quantum dots and the influence of the LC orientational state on the luminescence performance of liquid crystal/quantum dots composites when the electric field-on is applied. This study mainly illustrates the fluorescence modulation of the liquid crystal/quantum dots composites and the interaction mechanism of the hybrid materials among quantum dots, azobenzene and metal nanoparticles.
液晶纳米材料结合了纳米粒子(量子点、金属纳米粒子等)在光、电、磁、热方面独特的性质和液晶材料的有序性,引起了防伪和显示领域研究者的广泛关注。但纳米粒子在液晶中分散性差、易团聚,其中量子点的分散性问题会导致液晶纳米材料荧光强度低和易淬灭。为此,本项目提出使用光响应性的偶氮苯化合物作为间隔基修饰金属纳米粒子和量子点,降低其表面能,提高其分散性,减少荧光淬灭;同时赋予其荧光可调控性能;进一步通过调节偶氮苯化合物柔性链的长度获得最佳金属增强荧光效果,提高量子点的荧光强度和量子产率,制备出一种荧光可调控的金属纳米粒子和偶氮苯化合物功能化量子点的复合材料,并且将这类材料应用于液晶基体。重点研究金属纳米粒子和偶氮苯化合物功能化量子点的制备及其荧光调控机制,以及电场调控液晶分子的取向对液晶/量子点复合材料发光性能的影响。阐明液晶纳米材料的荧光调控性能和偶氮苯化合物与纳米粒子之间相互作用的机制。

结项摘要

液晶/纳米材料结合了液晶材料的有序性、和纳米粒子在光、电、磁、热方面性质,在荧光效应和调控方面显示出独特特性,受到防伪和显示领域的广泛关注。本项目针对纳米粒子在液晶中分散性差、易团聚,导致液晶纳米材料荧光强度低和易淬灭等问题,从液晶材料的设计、液晶/纳米粒子复合材料荧光调控和微胶囊的制备,研究其荧光调控机理。主要研究内容如下:.(1)液晶材料设计。设计合成新型液晶材料,研究影响其液晶行为的关键因素。基于紫外自由基和紫外阳离子协同聚合、分步聚合机理,制备了宽波段光屏蔽液晶薄膜材料,系统研究了各种因素对光屏蔽薄膜材料反射波宽的影响规律;.(2)液晶/纳米粒子复合材料荧光调控。结合聚集诱导荧光效应和金属增强荧光效应抑制了偶氮苯材料的反顺异构,提高了荧光性能,并制备出一种具有荧光性质的金属纳米粒子/液晶杂化复合材料,发现溴分子通过卤键和静电相互作用连接金属粒子和染料,提高了纳米粒子在液晶基体的分散性,增加了金属粒子和染料之间的距离,进一步起到增强荧光的作用,并探索了其在水污染传感器方面的应用,同时,对喷墨打印水溶性量子点的荧光性质进行初步探究;.(3)微胶囊制备。以聚苯胺与离子液体-氧化石墨烯复合纳米材料作为表面包覆层对微胶囊进行结构修饰,增强微胶囊的比表面积和导热性能。.本项目为液晶及其纳米复合材料的研究及其荧光调控开辟一条新的途径,给防伪和显示等诸多领域研究提供理论参考。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
固化条件对聚合物分散液晶膜电光性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    分子科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张冬冬;张婷婷;曹晖;陈寅杰;杨洲;王冬;何万里
  • 通讯作者:
    何万里
Effect of Monomer Composition on the Performance of Polymer-Stabilized Liquid Crystals with Two-Step Photopolymerization
单体组成对两步光聚合聚合物稳定液晶性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Polymer Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dongdong Zhang;Hui Cao;Manyu Duan;Huihui Wang;Yinjie Chen;Cheng Zong;Ping Gan;Limin Zhao;hou Yang;Dong Wang;Wanli He
  • 通讯作者:
    Wanli He
Photoresponsive iodine-bonded liquid crystals based on azopyridine derivatives with a low phasetransition temperature
基于低相变温度偶氮吡啶衍生物的光响应碘键合液晶
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Liquid Crystal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Meiling Du;Luhai Li;Jingting Zhang;Kexuan Li;Meijuan Cao;Lixin Mo;Guosheng Hu;Yinjie Chen;Haifeng Yu;Huai Yang
  • 通讯作者:
    Huai Yang
Surface-Coated Thermally Expandable Microspheres with a Composite of Polydisperse Graphene Oxide Sheets
表面涂覆的热膨胀微球与多分散氧化石墨烯片的复合材料
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemistry-An Asian Journal
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Shouzheng Jiao;hicheng Sun;Yang Zhou;Furong Li;Jinyue Wen;Yinjie Chen;Xiaoyang Du;Luhai Li;Yuanyuan Liu
  • 通讯作者:
    Yuanyuan Liu
Reflective Band Memory Effect of Cholesteric Polymer Networks Based on Washout/Refilling Method
基于冲洗/再填充法的胆甾型聚合物网络反射带记忆效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Macromolecular Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Dongdong Zhang;Weiting Shi;Hui Cao;Yinjie Chen;Limin Zhao;Ping Gan;Zhou Yang;Dong Wang;Wanli He
  • 通讯作者:
    Wanli He

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其他文献

固化条件对聚合物分散液晶膜电光性能的影响
  • DOI:
    10.1063/1.5142836
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    分子科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张冬冬;张婷婷;曹晖;陈寅杰;杨洲;王冬;何万里
  • 通讯作者:
    何万里
Fabrication of nanofibres with azopyridine compounds in various acids and solvents
在各种酸和溶剂中用偶氮吡啶化合物制备纳米纤维
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    陈寅杰;权茂华;于海峰;张兰英;杨槐;鲁云峰
  • 通讯作者:
    鲁云峰

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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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