新型金属复合纳米结构的制备及其表面增强拉曼散射效应

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11504284
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2011.表面界面与低维物理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Since surface enhanced Raman scattering was discovered it has become a high surface-sensitivity research tool in surface science and nanoscience; Raman enhanced substrates are directly related to Raman enhancement effect, while the traditional Raman enhanced substrates have the disadvantages such as poor repeatability, low uniformity and disordered arrangement which restrict further research and the wide application of the Raman strengthening mechanism. The project puts forward the solid-state ionics method to prepare silver nanowire arrays, copper nanowire arrays, gold nanowire arrays and silver nanostructures, silver/copper composite nanostructures with high surface roughness to obtain new metal composite nanostructures Raman enhanced substrates combining gold nanoparticles surface modification technique. Exploring the dependency relationship between the enhancement effect and nanostructure parameters(such as nanowire diameter, surface roughness and ordered arrangement). The Raman enhancement mechanism of action of nano active substrate is revealed. The influence rule of the parameters such as external electric field, ion beam density, substrate temperature and ion conducting memtrane thickness on metal nanostructures in the growth process of metal nanostructures are studied systematically and the degree of order and pattern of metal nanostructures is controlled accurately. The achievement of the project can expound the physical mechanism which increases the enhancement effect of local surface field on nano active substrate and provide theoretical support on developing repeatable and stable trace detection technology of Raman spectrum.
表面增强拉曼散射自发现以来已经成为表面科学乃至纳米科学中具备高表面灵敏度的研究工具;拉曼增强基底直接关系着拉曼增强效应,然而传统的拉曼增强基底重复性差、均匀性差、排列无序等缺点限制了拉曼增强机理的深入研究和广泛应用。本项目拟采用“固态离子学方法”制备有序银、铜、金纳米线阵列及具有高表面粗糙度的银纳米结构和银铜复合纳米结构,同时结合金纳米颗粒表面修饰技术,以此设计和制备新型金属复合纳米结构拉曼增强基底,探索其增强效应与纳米结构参数(如纳米线直径、表面粗糙度、排列有序度等)之间的依赖关系;揭示纳米活性基底的拉曼增强作用机理;系统研究金属纳米结构生长过程中的外加电场强度、离子流密度、基底温度、导离子膜厚度等参数对金属纳米结构的影响规律,实现金属纳米结构形貌和有序度的精确控制。本项目的完成可阐明提高纳米活性基底表面局域场增强效应的物理机理,并为发展可重复和稳定的拉曼光谱痕量检测技术提供理论支持。

结项摘要

随着纳米科技的快速发展,表面增强拉曼散射(SERS)被赋予了新的发展动力。SERS基底存在的排列无序、重复性和均匀性差等缺点,限制了深入研究SERS增强机理及其技术的广泛应用。. 选取具有高离子电导率的快离子导体RbAg4I5薄膜和Rb4Cu16Cl13I7薄膜,利用固态离子学方法在不同外加电流作用下分别制备了厘米级银、铜和金纳米结构,铜金和银铜合金纳米线及银铜金复合纳米线。利用扫描电子显微镜(SEM)观测金属纳米结构的表面形貌、利用能量色散光谱仪(EDS)测量金属纳米结构的化学成分并选取罗丹明6G水溶液作为检测拉曼增强性能的探针分子,利用拉曼光谱仪测量金属纳米结构基底的拉曼增强能力。结果表明,外加电流为4μA时生成稀疏的有序排列银纳米线阵列,纳米线直径分布为80-100纳米。制备的铜纳米结构宏观和微观均为树枝状,最长长度为5厘米,直径为30-100纳米,分形维数为1.34,检测罗丹明6G的极限浓度为10-12 mol/L。金纳米线呈竹节状,直径分布为40-90纳米,检测罗丹明6G的极限浓度为10-17 mol/L。铜金合金纳米线直径分布为40-100纳米,铜与金的摩尔比为16:1,检测罗丹明6G的极限浓度为10-15 mol/L。长程有序、短程有序银铜合金纳米线直径分布为30-130纳米,银与铜的摩尔比为15:1,检测罗丹明6G的极限浓度为10-14mol/L。长程有序、短程有序银铜金复合纳米线最长长度为1厘米并呈竹节状生长,表面粗糙度较高,直径分布为60-100纳米,银、铜与金的摩尔比为15:2:1,检测罗丹明6G的极限浓度为10-16 mol/L。. SERS基底直接影响其增强效应,具有高增强能力、高均匀性和可重复性的SERS活性基底将得到关注与发掘。

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(2)
宏观树枝状铜纳米线的制备及分形学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    西安工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董菁;徐大鹏;彭渝丽;杨巍;陈建
  • 通讯作者:
    陈建
固态离子学方法制备宏观银纳米线阵列
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    西安工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐大鹏;张松;杨巍
  • 通讯作者:
    杨巍
银纳米材料的应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    康维刚;徐大鹏;江恒泽;陈建
  • 通讯作者:
    陈建
铜离子掺杂纳米二氧化钛催化剂的改性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    西安工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐大鹏;张松;杨巍
  • 通讯作者:
    杨巍
Controlled growth of centimeter level gold nanowires via a solid-state ionics method and their SERS effect
固态离子法控制厘米级金纳米线的生长及其SERS效应
  • DOI:
    10.1016/j.chemphys.2018.07.035
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Chemical Physics
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Dapeng Xu;Song Zhang;Wei Yang;Jian Chen
  • 通讯作者:
    Jian Chen

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其他文献

不同剂量中子辐射胡麻种子的 M1和 M2代 生物学效应研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    核技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐大鹏;姚泽恩;尹永智;冯虎元
  • 通讯作者:
    冯虎元
Molecular phylogeny of oligotrich genera Omegastrombidium and Novistrombidium (Protozoa, Ciliophora), with consideration of the systematical relationships within family Strombidiidae.
寡毛属 Omegastrombidium 和 Novistrombidium(原生动物、纤毛纲)的分子系统发育,考虑到 Strombidiidae 科内的系统关系。
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chinese Journal of Oceanology and Limnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张倩倩;宋微波;伊珍珍;徐大鹏;龚俊
  • 通讯作者:
    龚俊
补肾方药防治多发性硬化研究述评
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    辽宁中医药大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐大鹏;杨涛;郑琦;王蕾
  • 通讯作者:
    王蕾
海洋微型生物储碳过程与机制概论
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    焦念志;汤凯;张瑶;张锐;徐大鹏;郑强
  • 通讯作者:
    郑强
5-羟甲基糠醛转化为2,5-二甲基呋喃研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    广东化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭家建;徐大鹏;厉嘉云;白赢
  • 通讯作者:
    白赢

其他文献

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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

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          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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