电、磁场约束液体内激光融蚀捕获IV族半导体亚稳纳米相

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基本信息

  • 批准号：
    11004253
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    刘璞
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    A2011.表面界面与低维物理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

亚稳纳米相的获得长期以来都是新型纳米材料与结构科学研究的核心问题，是进一步探求其奇异物性和拓展其潜在应的基础；而发展简捷、高效且具有潜在应用前景的制备方法，特别是实现在常温常压下合成亚稳纳米相(即具有热力学上的亚稳结构，或晶体学上的亚稳形貌)，更是在凝聚态物理学和材料物理学上都具有挑战性的工作。在本项目研究中，我们通过发展液相环境中激光融蚀(laser ablation in liquid, LAL)的纳米制造方法，即电、磁场约束液体内激光融蚀，开展在常温常压下捕获Ⅳ族半导体亚稳纳米相研究，并进而探索它们在光电子学、环境与能源及生物医学等领域的应用。同时，基于我们已建立的纳米尺度下材料生长（成核与相变）的热力学理论，我们将发展新的理论工具来处理电、磁场约束下LAL制备中亚稳纳米相的成核及纳米结构的形成问题，从而揭示出LAL过程中物质结构形态的演变规律，增进人们关于亚稳纳米相形成方面的认识。

结项摘要

“电、磁场约束液体内激光融蚀捕获IV族半导体亚稳纳米相”研究工作于2013年12月按计划顺利完成。按照项目计划书中的任务安排，“建立强磁场辅助LAL实验设备”、“采用所发展的电、磁场调控 LAL 制备出IV半导体族亚稳相纳米晶和新型功能纳米结构”，以及“完成对电、磁场约束 LAL 捕获的Ⅳ族半导体亚稳纳米晶进行实验表征和性能分析工作”三项任务都已基本实现。通过利用电、磁场对液体内激光融蚀的约束作用，实验组完成了对一种亚稳半导体Si纳米相的捕获研究，同时还拓展了研究范围，将半导体氧化物纳米材料以及半导体-磁性金属复合功能纳米结构的电、磁场调控LAL实验研究也纳入到了本项目科研工作中，并取得了一系列较好的研究成果，其简述如下。.（1）采用电场约束模式开展了激光液相融蚀捕获低维半导体功能纳米结构的研究，成功制备出一种具有蓝紫光发光特性的亚稳相闪锌矿结构Si纳米颗粒。在本部分工作中，实验组搭建了可调控的直流电场对LAL反应进行约束作用，最终捕获了一种具有蓝紫光发光特性的亚稳相闪锌矿结构Si纳米颗粒。此外，研究小组以半导体Ge纳米颗粒为研究对象，系统研究了“不同液体束缚状态下的液体内激光融蚀制备IV族半导体纳米颗粒”的产率问题。.（2）利用电场约束以及电场诱导下的化学反应，开展了多种半导体氧化物功能纳米结构的制备与性能研究，成功制备出一系列功能化半导体氧化物纳米结构。在本部分工作中，实验组拓展了研究范围，使用发展的电场约束液体内激光融蚀技术对包括一系列多金属氧酸盐（Polyoxometalate）纳米结构、具有功能化形貌的WO3纳米薄片和高比表面结构的β-MnO2纳米线，以及功能化Mn3O4纳米颗粒做了系统的制备、结构表征与应用特性研究，获得了较丰富的研究结果。该部分工作系统研究了电场约束下的激光液相融蚀技术所具有的工作原理和特点，特别是对电场约束LAL过程中的成核与结构生长物理机制进行了探讨，初步建立起一套电场调控下特定纳米结构合成的物理模型。.（3）通过建立的强磁场调制激光液相融蚀实验装置，我们在原有的IV族半导体材料研究基础上引入磁性纳米粒子，成功通过磁场约束激光液相融蚀技术一步合成出了一种具有强磁特性的Fe3C@Fe5C2纳米束结构。该研究不仅揭示了强磁场约束下激光液相融蚀的纳米结构形成规律，并且为建立起磁场约束下的激光液相融蚀物理模型提供了重要的基础数据积累。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Ultrahigh relaxivity and safe probes of manganese oxide nanoparticles for in vivo imaging.
用于体内成像的氧化锰纳米颗粒的超高弛豫度和安全探针
  • DOI：
    10.1038/srep03424
  • 发表时间：
    2013-12-05
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Xiao, J.;Tian, X. M.;Yang, C.;Liu, P.;Luo, N. Q.;Liang, Y.;Li, H. B.;Chen, D. H.;Wang, C. X.;Li, L.;Yang, G. W.
  • 通讯作者：
    Yang, G. W.
Synthesis and characterization of copper vanadate nanostructures via electrochemistry assisted laser ablation in liquid and the optical multi-absorptions performance
液体中电化学辅助激光烧蚀钒酸铜纳米结构的合成和表征以及光学多重吸收性能
  • DOI：
    10.1039/c2ce06347f
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    CRYSTENGCOMM
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Liang, Y.;Liu, P.;Yang, G. W.
  • 通讯作者：
    Yang, G. W.
ZnMoO4 Micro- and Nanostructures Synthesized by Electrochemistry-Assisted Laser Ablation in Liquids and Their Optical Properties
液体中电化学辅助激光烧蚀合成的ZnMoO4微纳米结构及其光学性能
  • DOI：
    10.1021/cg3006629
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    CRYSTAL GROWTH & DESIGN
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Liang, Y.;Liu, P.;Yang, G. W.
  • 通讯作者：
    Yang, G. W.
Violet-blue photoluminescence from Si nanoparticles with zinc-blende structure synthesized by laser ablation in liquids
液体中激光烧蚀合成的闪锌矿结构硅纳米粒子的紫蓝色光致发光
  • DOI：
    10.1063/1.4794203
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    AIP Advances
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Liu, P.;Liang, Y.;Li, H. B.;Xiao, J.;He, T.;Yang, G. W.
  • 通讯作者：
    Yang, G. W.
A General Strategy To Fabricate Simple Polyoxometalate Nanostructures: Electrochemistry-Assisted Laser Ablation in Liquid
制造简单多金属氧酸盐纳米结构的一般策略：液体中电化学辅助激光烧蚀
  • DOI：
    10.1021/nn2007282
  • 发表时间：
    2011-06-01
  • 期刊：
    ACS NANO
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Liu, Pu;Liang, Ying;Yang, Guowei
  • 通讯作者：
    Yang, Guowei

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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]
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          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
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          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]
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