有机分子电子激发态振动结构演化过程的飞秒时间分辨瞬态光栅受激发射光谱技术研究

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基本信息

  • 批准号：
    21173063
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    杨延强
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    B0306.光化学与光谱学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

有机分子光物理和光学化学反应过程通常发生在电子激发态上，激发态分子结构的变化发生在10fs到1ps的时间内，追踪电子激发态上分子结构的演化过程是光化学、光物理研究领域的重要内容。超快时间分辨振动光谱技术是电子激发态振动结构实时监测的主要研究手段。目前国际上已经发展起多种超快时间分辨振动光谱技术，但仍然存在背底信号难以剔除、信噪比低的缺欠。本项目基于时间分辨瞬态光栅光谱技术和分子电子激发态的受激发射光谱理论，提出一种新的飞秒时间分辨瞬态光栅受激发射光谱技术，直接监测电子激发态振动结构的演化过程，时间分辨率优于100fs，光谱分辨率可达到10波数，并排除了常规光谱方法难以剔除的研究对象的电子基态以及溶剂等基质环境背底信号的影响；并将该新型光谱技术用于追踪有机共轭聚合物及染料分子（包括荧光材料和弱荧光材料）激发态振动结构的演化过程。

结项摘要

光化学反应发生在电子激发态上。电子激发态上电子态及分子结构的演化过程的实时监测，是获取光化学反应微观机制的关键途径，也是该领域实验研究的难点。本项目研究了瞬态光栅的物理机制，引入了受激发射概念，发展了飞秒时间分辨瞬态光栅光谱技术，将探测光谱范围拓展到整个可见光光谱波段，提出了电子激发态时-频分辨光谱技术方案，实现对相应电子激发态及其分子振动结构演化过程的实时监测。通过对典型的材料体系的实验研究，验证了该技术的可行性。本项目研究首次观测到液相碘甲烷分子电子激发态上I-C键及CH3的伞状振动结构及其演化过程，给出了液相碘甲烷电子激发态的光解离路径，对于解决凝聚相光化学反应中间态物种难于探测的问题，给出了一种解决方案。采用该技术方案，描述了染料分子与反应溶剂分子间电子激发态分子间光致电子转移过程，表明该技术可应用于电子转移超快动力学的实验研究中。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Tracking wave packet dynamics in photodissociation of liquid CH3I with time- and frequency-resolved impulsive stimulated Raman scattering
利用时间和频率分辨脉冲受激拉曼散射跟踪液体 CH3I 光解中的波包动力学
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2015.05.025
  • 发表时间：
    2015-07
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Liu, Yu-qiang;Duo, Li-ping;Jiang, Li-lin;Yang, Yan-qiang
  • 通讯作者：
    Yang, Yan-qiang
Effect of intramolecular charge transfer on the two-photon absorption behavior of multibranched triphenylamine derivations
分子内电荷转移对多支链三苯胺衍生物双光子吸收行为的影响
  • DOI：
    10.1063/1.3692076
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xu, Bin;Liu, Yuqiang;Yang, Yanqiang;Tian, Wenjing
  • 通讯作者：
    Tian, Wenjing
Intense pumping and time- and frequency-resolved CARS for driving and tracking structural deformation and recovery of liquid nitromethane molecules
用于驱动和跟踪液体硝基甲烷分子的结构变形和恢复的强泵送和时间和频率分辨的 CARS
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2015.10.020
  • 发表时间：
    2015-11
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Song, Yun-fei;He, Xing;Yang, Yan-qiang;Tan, Duo-wang
  • 通讯作者：
    Tan, Duo-wang
染料敏化TiO2纳晶体系激发态振动相干效应对光致电子转移速率的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lu Xi-Yin;Song Yun-Fei;Liu Wei-Long;Yang Yan-Qiang
  • 通讯作者：
    Yang Yan-Qiang
波数线性校正方法在多烯烃和类胡萝卜素Raman光谱频率校正中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Song Yun-fei;Zheng Zhi-ren;Yang Yan-qiang;Zhao Lian-cheng
  • 通讯作者：
    Zhao Lian-cheng

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    --
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张建平

其他文献

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杨延强的其他基金

含能材料分子激发态能量弛豫过程的时间分辨光谱研究
  • 批准号：
    U1330106
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    80.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目
量子点/有机分子界面光致电荷转移过程中量子相干效应的超快相干光谱研究
  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
含能材料点火过程中分子反应动力学的超快速CARS光谱研究
  • 批准号：
    20573028
  • 批准年份：
    2005
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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