基于辉光放电电解等离子体对双波长响应荧光温敏水凝胶的可控合成及荧光温敏特性与影响机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51607054
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0701.电磁场与电路
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In this project, the NaYF4:Yb,Er-NaYF4:Eu/PAAm-PNIPAM hydrogels of dual wavelength fluorescence/temperature response were synthesized using glow discharge electrolysis plasma as initiator, NIPAM and AAm as monomers, ricinoleic acid modified NaYF4:Yb,Er and NaYF4:Eu as fluorescence nanocrystals, as well as the water as solvent. The emission spectrometer and high-speed numerically controlled camera were used to detect synchronously the discharge process. The internal relation of the discharge parameters, the contrast intensity of emission spectrum of hydroxyl radicals in the discharge process, and the discharge plasma images were analyzed. The micromorphology of hydrogels under various discharge conditions were observed by TEM and SEM, the key factor for the micromorphology of hydrogels and the controllable synthesis conditions were obtained. Moreover, the relationship between discharge characteristics and fluorescence/temperature response of hydrogels was obtained with DSC and fluorescence spectrophotometer, thus, it can be realized the influencing mechanism of ambient temperature variations on dual wavelength fluorescence/temperature response, as a result to establish the dual wavelength fluorescence/temperature reversible response mechanism model and realized the effective combination of temperature and dual wavelength fluorescence response.
本项目拟以辉光放电电解等离子体为引发源,对具有不同波长响应蓖麻油酸修饰的上转换(NaYF4:Yb,Er)和下转换(NaYF4:Eu)荧光纳米晶、温敏单体(NIPAM)、丙烯酰胺(AAm)同时存在的水溶液体系进行放电电解,引发合成具有双波长荧光和温度响应性能的NaYF4:Yb,Er-NaYF4:Eu/PAAm-PNIPAM水凝胶。采用发射光谱仪和高速数控摄像机对放电过程同步检测拍摄 ,分析放电参数、放电过程中产生的羟基自由基发射光谱强度、放电等离子体图像之间的关系;采用TEM和SEM观察不同放电条件下制得的水凝胶的微观结构,找出影响水凝胶微观结构的关键因素,得到水凝胶可控合成条件。结合DSC和荧光光谱仪分析放电特性与水凝胶荧光温度响应性能之间的关系,揭示环境温度变化对水凝胶双波长荧光性能的影响机制,建立水凝胶的双波长荧光温度可逆响应模型,实现温度和双波长荧光的高效复合。

结项摘要

利用辉光放电电解等离子体技术制备水凝胶材料是当今低温等离子体应用领域的前沿热点课题。本项目首先采用溶剂热法和高温热解法合成出蓖麻油酸修饰的NaYF4:Yb/Er等上转换荧光纳米晶和巯基丙醇修饰的CdTe/CdS等量子点。将这些荧光纳米粒子加入到含有有机单体和交联剂的水溶液中,对其进行辉光放电电解制备出系列具有荧光/温度敏感的多功能水凝胶材料。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪等对制得的水凝胶成分、形貌、结构等进行表征,同时,借助荧光光谱仪、差热扫描分析仪、万能试验机等现代仪器对水凝胶的荧光、温度、压缩强度、循环使用稳定性等性能进行测试表征分析,揭示了液相辉光放电电解过程及对多功能水凝胶合成机制,获得了改变外电路参数对多功能水凝胶的结构和性能影响规律,得到了具有良好的上/下转换荧光/温度多重敏感型的水凝胶材料。这些研究结果为利用液相辉光放电电解等离子体技术合成多功能水凝胶领域提供参考。课题组经过三年时间的研究,基本完成了项目计划书中的研究内容,取得了一系列重要的原创性成果。三年间,课题组已在国内外重要学术期刊发表SCI学术论文8篇,授权国家实用新型专利一项,2018年获得河北省杰出青年基金资助,同年,获得河北省青年拔尖人才称号,培养毕业硕士生5名,本科生10名。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Carbon-Encapsulated Tube-Wire Co3O4/MnO2 Heterostructure Nanofibers as Anode Material for Sodium-Ion Batteries
碳包管线材Co3O4/MnO2异质结构纳米纤维作为钠离子电池负极材料
  • DOI:
    10.1002/ppsc.201800138
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Particle & Particle Systems Characterization
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wenming Zhang;Ziwei Yue;Wenfang Miao;Sichen Liu;Chaochao Fu;Ling Li;Zisheng Zhang;Hong Wang
  • 通讯作者:
    Hong Wang
Facile synthesis of poly N-isopropylacrylamide/acrylamide-quantum dots hybrid hydrogels and their fluorescence temperature sensitive behaviors
聚N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺-量子点杂化水凝胶的简便合成及其荧光温度敏感行为
  • DOI:
    10.1080/1539445x.2019.1689511
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Soft Materials
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Gao Wenshan;Gu Siqi;Zhou Jingyu;Li Yanan;Zhao Yajun;Meng Jie;Zhang Wenming
  • 通讯作者:
    Zhang Wenming
ZIF-8/ZIF-67-Derived Co-Nx-Embedded 1D Porous Carbon Nanofibers with Graphitic Carbon-Encased Co Nanoparticles as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst
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  • DOI:
    10.1002/smll.201800423
  • 发表时间:
    2018-06-14
  • 期刊:
    SMALL
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Zhang, Wenming;Yao, Xiuyun;Gu, Lin
  • 通讯作者:
    Gu, Lin
High-rate and ultralong-stable potassium-ion batteries based on antimony-nanoparticles encapsulated in nitrogen and phosphorus co-doped mesoporous carbon nanofibers as an anode material
氮磷共掺杂介孔碳纳米纤维包埋锑纳米粒子作为负极材料的高倍率超长稳定钾离子电池
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2018.07.369
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wenming Zhang;Wenfang Miao;Xiaoyu Liu;Ling Li;Ze Yu;Qinghua Zhang
  • 通讯作者:
    Qinghua Zhang
Glow discharge electrolysis plasma initiated synthesis of upconversion luminescent and temperature sensitive multifunctional hydrogel
辉光放电电解等离子体引发上转换发光温敏多功能水凝胶的合成
  • DOI:
    10.1080/1539445x.2018.1470536
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Soft Materials
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Wenming;Miao Wenfang;Yue Ziwei;Liu Sichen;Li Ling;Zhang Zisheng;Wang Hong
  • 通讯作者:
    Wang Hong

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  • 作者:
    徐乐涛;冯德军;张文明;等
  • 通讯作者:

其他文献

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三维多孔铋基导电复合水凝胶的可控构筑及在钾离子电池中的应用
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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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