弹性基底上二硫化钼的可控制备及其在可拉伸电子器件中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21903007
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0305.结构化学
  • 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

With the rise of wearable and implantable electronic devices and the rapid developments of humane robots, to achieve electronic devices with high transparency, flexibility, and stretchability is a main goal in electronic area. A very potential solution is to combine the atomically thin two-dimensional (2D) materials with elastomer substrates. This project is to systematically study molybdenum disulfide (MoS2) on elastomer substrates in stretchable electronics, which will cover the material growth, transfer assembly, mechanical model as well as device fabrication. Firstly, by engineering the confined chemical vapor deposition reaction through macro- and micro-synergistic fashion and developing precise position transfer technology, layer number and morphology controlled preparation of MoS2 on elastomer substrates will be realized. Then we will explore the influencing factors and their dependences on the fracture and sliding phenomenon of MoS2 on elastomer substrates under tensile strain, sum up the strategies of promoting interlayer sliding and reducing intralayer fracture, and eventually fabricate MoS2 tensile-electrically stable electronic devices on elastomer substrates. The significance of this project will be to understand the mechano-electrical stability of 2D materials, mainly the impact of tensile strain on their morphology and photoelectronic properties. On the other hand, for the first time it extends 2D materials to the field of stretchable electronic skin, seeking universal strategies for obtaining 2D materials based stretchable electronic devices.
随着可穿戴、植入式电子设备的兴起以及人性化机器人的发展,透明柔性和可拉伸是当前电子器件追求的目标之一。将仅有原子级厚度的二维材料组装至弹性基底表面,有望实现柔性透明可拉伸电子器件。本项目将对弹性基底上的二硫化钼(MoS2)开展系统基础研究,从材料生长、转移组装、力学模型到器件制备,全面探索其在可拉伸电子器件的应用。首先通过宏观和微观协同限域表面反应,化学气相沉积生长MoS2,并发展精准定位组装技术,实现弹性基底上MoS2层数和形貌可控制备。然后探讨弹性基底在拉伸形变时其上MoS2断裂和滑移现象的影响因素及变化规律,进而总结出促使MoS2层间滑移、减少层内断裂的策略,最终制备出弹性基底上MoS2可拉伸电子器件。本项目一方面将研究拉伸对本征二维材料形貌和光电性质的影响,深入认识与理解二维材料力学电学稳定性;另一方面率先将二维材料拓展至可拉伸电子皮肤领域,寻求获取可拉伸二维材料器件的普适性策略。

结项摘要

二维材料在透明、柔性电子器件中拥有良好发展前景及潜在应用价值,但现阶段研究制备的二维材料柔性电子器件仍存在很多亟待解决的基础问题。本项目拟利用柔韧性好、电学性能优异的2D二硫化钼(MoS2)作为研究对象对上述问题展开探索。通过化学气相沉积法、精准定位组装技术、无损转移技术等在弹性基底上制备不同层数、不同层间距及不同堆垛角度的MoS2;探究其拉曼、荧光、滑移断裂等随拉伸应变变化的规律;根据前期研究,提出制备基于MoS2的高拉伸性电子设备的可行性方案并进行相应实验、测试;以期在弹性基底上低维材料的可控制备、高性能器件构筑这一领域中做出重要的基础研究工作。拟展开的研究内容如下:.[1] 化学气相沉积方法限域生长MoS2及其生长机理研究。.[2] 精准定位组装MoS2至弹性可拉伸基底上。.[3] 拉伸形变时弹性基底上MoS2层间滑移及裂痕产生的边界条件。.[4] 弹性基底上MoS2电子器件的制备及拉伸性能研究。.[5] 基于MoS2自组装折叠结构的物理性质探究。.[6] 基于TMDs异质结构不同堆垛角度的物理性质探究。.[7] 基于少层MoS2及其薄膜的可拉伸光电探测器和光感受器的成功构筑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Topological structures of transition metal dichalcogenides:A review on fabrication,effects,applications,and potential
过渡金属二硫化物的拓扑结构:制备、效果、应用和潜力综述
  • DOI:
    10.1002/inf2.12156
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    InfoMat
  • 影响因子:
    22.7
  • 作者:
    Weifeng Zhang;Yan Zhang;Jiakang Qiu;Zihan Zhao;Nan Liu
  • 通讯作者:
    Nan Liu
Electronically Weak Coupled Bilayer MoS2 at Various Twist Angles via Folding
通过折叠实现不同扭转角度的电子弱耦合双层 MoS2
  • DOI:
    10.1021/acsami.1c03135
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaojia Du;Yangjin Lee;Yan Zhang;Tianhao Yu;Kwanpyo Kim;Nan Liu
  • 通讯作者:
    Nan Liu
Efficient and Air-Stable Doping of Folded MoS2 Nanosheets for Use in Field-Effect Transistors
用于场效应晶体管的折叠 MoS2 纳米片的高效且空气稳定掺杂
  • DOI:
    10.1021/acsanm.1c03794
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Applied Nano Materials
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Zihan Zhao;Weifeng Zhang;He Hao;Nan Liu
  • 通讯作者:
    Nan Liu
One‐Interlayer‐Twisted Multilayer MoS 2 Moiré Superlattices
一个 - 中间层 - 扭曲多层 MoS 2 莫尔超晶格
  • DOI:
    10.1002/adfm.202111529
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Weifeng Zhang;He Hao;Yangjin Lee;Yanyuan Zhao;Lianming Tong;Kyounghwan Kim;Nan Liu
  • 通讯作者:
    Nan Liu
N-doped MoS2 via assembly transfer on an elastomeric substrate for high-photoresponsivity, air-stable and stretchable photodetector
N掺杂MoS2通过弹性体基板上的组装转移实现高光响应性、空气稳定且可拉伸的光电探测器
  • DOI:
    10.1007/s12274-022-4146-4
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
    Nano Research
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Shuyan Qi;Weifeng Zhang;Xiaoli Wang;Yifan Ding;Yan Zhang;Jiakang Qiu;Ting Lei;Run Long;Nan Liu
  • 通讯作者:
    Nan Liu

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其他文献

内皮素B受体激动剂对小鼠成牙骨质细胞生物学行为的影响
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    胡敏
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  • DOI:
    10.19481/j.cnki.issn2096-398x.2018.05.024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    陕西科技大学学报
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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地面粗糙起伏对分布式小卫星SAR回波信号相关性影响分析
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘楠
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘楠;邓毅书;李学术
  • 通讯作者:
    李学术

其他文献

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刘楠的其他基金

亚微米厚度超薄电生理电极的设计、制备与应用
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表面肌电信号采集的皮肤界面电化学和电极材料研究
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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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