构筑Ag基超黑材料并研究其表面等离激元特征及其与TiO2形成的复合结构中电荷转移特性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51771132
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0107.金属功能材料
  • 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

“Super black material” is similar as an ideal black body which can completely absorb incident light at all angles and over all wavelengths. It has a lot of potential applications in the field of solar thermal conversion, optical denoising and stealthy technique. Currently, the commercial super black materials, which have been applied to detection satellite, consist of carbon nanotubes, but their optical absorption depend on the incident angle. Recently, plasmonic metallic materials with well-defined geometry have been reported as super black materials. However, their fabrication methods are immature, and their optical properties are not perfect. In this proposal, we will synthesize plasmonic silver-based super black materials through an oriented attached growth process, which can realize large scale production to fulfill the requirement of practical applications. At the same time, we will combine electron energy-loss spectroscopy with traditional optical extinction spectroscopy to investigate their plamonic features, try to reveal the relationship between the morphology effect and the plasmonic performance and provide novel and important information for understanding the origin of the super black properties. Furthermore, we will fabricate the Ag/TiO2 heterostructure to study the charge transfer process by the technique such as ultra-fast transient absorption and synchrotron radiation X-ray absorption spectroscopy. This proposal mainly focuses on fabrication of metallic super black materials, investigation of their plasmonic features and the charge transfer in Ag/TiO2 heterostructure. Based on these explorations, we will reach the goal of providing desirable material and theory for photoelectronic application.
“超黑材料”是类似于理想黑体,可完全吸收任意角度和波长光的材料,广泛应用于光热转换、光学降噪和隐身等方面。用于探测卫星的超黑材料由碳纳米管组成,但其吸光性能严重依赖入射角度。最近,具有特殊构筑的表面等离激元金属材料被报道具有超黑特性,但其制备手段尚不成熟,光学性能有待完善。本项目提出基于取向连接生长实现可控制备Ag基超黑材料的设想。同时结合电子能量损失谱及传统光谱等手段研究其表面等离激元特征,建立形貌与性能间的构效关系,有望为理解其超黑性能的产生机理提供重要信息。在此基础上构筑Ag/TiO2的复合结构,结合瞬态吸收光谱及同步辐射X射线吸收谱等分析手段,尝试揭示电荷在Ag/TiO2中的转移特性。本项目围绕金属超黑材料的可控制备,表面等离激元特性分析及Ag/TiO2复合结构中电荷转移行为展开研究。这些问题的探索,不仅为超黑材料的应用提供了材料设计和制备基础,同时也为理解其光电性能提供了理论依据

结项摘要

本项目以构筑等离激元基“超黑材料”为目标导向,设计、构筑了多种金属纳米结构,采用电子能量损失谱、瞬态光谱及传统光谱等手段研究其表面等离激元特征,结合理论计算,揭示了形貌与性能间的构效关系。为研究表面等离激元-半导体复合结构的光电作用,首先探索了锡基钙钛矿材料、TiO2等半导体材料的光电特征,随后选取TiO2材料为研究对象,探索等离激元与TiO2材料复合后的光生电荷效应以及其在催化反应中的应用。重要研究结果为:1设计并研究了分型结构的光学性质,证实其可有效实现超黑性能;2构筑金属-半导体肖特基结,证实其可辅助热电子的注入,实现光-化学能转化。这些问题的研究,提供了设计、制备和应用等离激元超黑材料的依据。在该项目支持下,以第一/通讯作者发表标注资助SCI收录论文17篇,培养出站博士后1人,毕业博士3人,在读博士2人,毕业硕士6人,完成邀请报告5次。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-Valent Nickel Promoted by Atomically Embedded Copper for Efficient Water Oxidation
原子嵌入铜促进高价镍实现高效水氧化
  • DOI:
    10.1021/acscatal.0c01733
  • 发表时间:
    2020-09-04
  • 期刊:
    ACS CATALYSIS
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Han, Mei;Wang, Ning;Liang, Hongyan
  • 通讯作者:
    Liang, Hongyan
Self-Constructed Multiple Plasmonic Hotspots on an Individual Fractal to Amplify Broadband Hot Electron Generation
在单个分形上自构建多个等离子体热点以放大宽带热电子的产生
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c03218
  • 发表时间:
    2021-06-11
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Wang, Xi;Liu, Changxu;Liang, Hongyan
  • 通讯作者:
    Liang, Hongyan
High Color Purity Lead-Free Perovskite Light-Emitting Diodes via Sn Stabilization
通过锡稳定化实现高色纯度无铅钙钛矿发光二极管
  • DOI:
    10.1002/advs.201903213
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    ADVANCED SCIENCE
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Liang, Hongyan;Yuan, Fanglong;Sargent, Edward H.
  • 通讯作者:
    Sargent, Edward H.
Boride-derived oxygen-evolution catalysts.
硼化物衍生的析氧催化剂
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-26307-7
  • 发表时间:
    2021-10-19
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang N;Xu A;Ou P;Hung SF;Ozden A;Lu YR;Abed J;Wang Z;Yan Y;Sun MJ;Xia Y;Han M;Han J;Yao K;Wu FY;Chen PH;Vomiero A;Seifitokaldani A;Sun X;Sinton D;Liu Y;Sargent EH;Liang H
  • 通讯作者:
    Liang H
Multicomponent transition metal phosphide for oxygen evolution
用于析氧的多组分过渡金属磷化物
  • DOI:
    10.1007/s12613-021-2352-9
  • 发表时间:
    2022-03-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MINERALS METALLURGY AND MATERIALS
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Liu, Lihua;Li, Ning;Liang, Hongyan
  • 通讯作者:
    Liang, Hongyan

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高熵合金基催化剂在电化学还原CO2中的表现及机理解析
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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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