MXene-高分子液/液界面可控自组装：三维多孔结构材料的设计与构筑

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51903011
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    史少伟
  • 依托单位：
    北京化工大学
  • 学科分类：
    E0310.其他有机高分子功能材料
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

A new two-dimensional (2D) transitional metal carbide/nitride, MXene, has become increasingly attractive for many potential applications such as energy storage, sensors and electromagnetic interference shielding owing to its rich surface chemistry and outstanding conductivity. However, assembly strategies of MXene to construct macroscopic-scale functional assemblies, especially three-dimensional (3D) porous materials, are very limited and challenging. In this project, based on liquid-liquid interfaces, we will develop a new janus-like MXene-surfactant by taking advantage of the cooperative assembly of MXene and end-functionalized polymer ligands at the water/oil interfaces, and realize the controlled self-assembly of MXene at water/oil interfaces and the preparation of stable Pickering emulsions by regulating the interactions between MXene ans polymer ligands. After that, using the Pickering emulsions as templates, 3D porous materials of MXene with controllable internal structures will be constructed with a down-top approach. It is anticipated that this project will provide theoretical guidance and technical support for the preparation of high performance macroscopic-scale MXene assemblies and polymer nanocomposites,which is of great scientific significance.
新型二维过渡金属碳/氮化物MXene，由于其高导电率和丰富表面基团的优势，已在储能、传感、电磁屏蔽等领域展现出巨大的应用潜力。但一直以来，基于MXene构筑宏观尺度功能化组装体，特别是三维多孔结构材料的集成组装技术仍远远滞后于实际应用的需求且面临巨大挑战。本项目拟基于液/液界面，通过MXene与端基功能化的高分子配体在水/油界面的协同组装，原位构建一种新型的Janus型MXene表面活性剂；通过调节MXene与高分子配体两者的相互作用参数，实现MXene表面活性剂的界面可控自组装及稳定Pickering乳液的制备；在此基础上，以Pickering乳液为模板，“自下而上”构筑稳固的MXene三维多孔结构材料，并实现对其内部结构形貌的精准调控。本项目工作有望为高性能MXene宏观尺度组装体及聚合物纳米复合材料的制备提供理论指导和技术支持，具有重要的科学意义。

结项摘要

新型二维过渡金属碳/氮化物MXene已在储能、传感、电磁屏蔽等领域展现出巨大的应用潜力。但基于MXene构筑宏观尺度功能化组装体，特别是三维多孔结构材料的集成组装技术仍远远滞后于实际应用的需求且面临巨大挑战。本项目通过MXene与端基功能化的高分子配体在水/油界面的协同组装，原位构建了一种新型的Janus型MXene表面活性剂；通过调节MXene与高分子配体两者的相互作用参数，实现了MXene表面活性剂的界面可控自组装及稳定Pickering乳液的制备；以Pickering乳液为模板，“自下而上”构筑了MXene三维多孔结构材料，实现了内部结构形貌的精准调控。本项目工作为高性能MXene宏观尺度组装体及聚合物纳米复合材料的制备提供了理论指导和技术支持，具有重要的科学意义。在项目资助下，研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、ACS Appl. Mater. Interfaces等国际顶级期刊上。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
MXene-Based Porous Monoliths.
MXene 基多孔整体材料
  • DOI：
    10.3390/nano12213792
  • 发表时间：
    2022-10-27
  • 期刊：
    NANOMATERIALS
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Yang, Yang;Li, Kaijuan;Wang, Yaxin;Wu, Zhanpeng;Russell, Thomas P.;Shi, Shaowei
  • 通讯作者：
    Shi, Shaowei
Molecular Brush Surfactants: Versatile Emulsifiers for Stabilizing and Structuring Liquids
分子刷表面活性剂：用于稳定和结构化液体的多功能乳化剂
  • DOI：
    10.1002/anie.202104653
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Beibei;Liu Tan;Chen Hao;Yin Bangqi;Zhang Zhao;Russell Thomas P.;Shi Shaowei
  • 通讯作者：
    Shi Shaowei
Host–Guest Molecular Recognition at Liquid–Liquid Interfaces
液-液界面的主客体分子识别
  • DOI：
    10.1016/j.eng.2021.02.004
  • 发表时间：
    2021-03
  • 期刊：
    Engineering
  • 影响因子：
    12.8
  • 作者：
    Beibei Wang;Hao Chen;Tan Liu;Shaowei Shi;Thomas P. Russell
  • 通讯作者：
    Thomas P. Russell
Stabilizing Aqueous Three-Dimensional Printed Constructs Using Chitosan-Cellulose Nanocrystal Assemblies
使用壳聚糖-纤维素纳米晶体组件稳定水性三维印刷结构
  • DOI：
    10.1021/acsami.0c16602
  • 发表时间：
    2020-12-09
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Lin, Dandan;Liu, Tan;Russell, Thomas P.
  • 通讯作者：
    Russell, Thomas P.
Janus MXene nanosheets for macroscopic assemblies
用于宏观组装的 Janus MXene 纳米片
  • DOI：
    10.1039/c9qm00681h
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Zhao Sai;Li Lulu;Zhang Hao-Bin;Qian Bingqing;Luo Jia-Qi;Deng Zhiming;Shi Shaowei;Russell Thomas P.;Yu Zhong-Zhen
  • 通讯作者：
    Yu Zhong-Zhen

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其他文献

紫茎泽兰-薰衣草精油-樟脑防蛀剂的制备与性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘强;赵静;史少伟;徐丹红;王凤
  • 通讯作者：
    王凤

其他文献

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史少伟的其他基金

多酸杂化超分子聚合物的界面制备与响应性调控
  • 批准号：
    22372005
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
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全液相微流控芯片的层层自组装表面修饰及固定化酶技术研究
  • 批准号：
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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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