基于质粒DNA的复合结构组装及其提高染料敏化太阳能电池光电转换效率机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21371019
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    于美
  • 依托单位：
    北京航空航天大学
  • 学科分类：
    B0103.团簇与纳米化学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In this project, the nanocomposites will be designed and synthesized to improve the photoelectron production efficiency of DSSCs based on plasmid DNA as bioscaffold. The based pairs of plasmid vary from 2 Kb to 10 Kb (2 Kb, 4 Kb, 6 Kb, 8 Kb and 10 Kb). Semiconducting nanocrystals (TiO2) and metallic nanoparticles (M: Au, Ag) will be assembled on the surface of single-wall carbon nanotube(SWNTs) forming SWNTs@TiO2, and SWNTs@(TiO2/M) nanocomposites. The role of plasmid DNA in the synthesis process of the SWNTs@TiO2 and SWNTs@(TiO2/M) nanocomposites will be studied. The photoelectric conversion efficiency of DSSCs fabricated with SWNTs@(TiO2/M) nanocomposites and SWNTs/TiO2/M mixtures will be compared. The improvement mechanism of the SWNTs@(TiO2/M) nanocomposites on the efficiency of DSSCs will be discussed. This work will provide the scientific basis for designing and manufacturing of high-performance DSSCs and other photoelectric conversion devices.
本项目将设计制备用于同时提高DSSCs光阳极中电子产率和传递速率的纳米复合结构，基于不同碱基对数（2 Kb、4 Kb、6 Kb、8 Kb和10 Kb）的质粒DNA在单壁碳纳米（SWNTs）表面组装TiO2纳米晶和贵金属（M：Au、Ag）纳米粒子形成SWNTs@TiO2和SWNTs@(TiO2/M)纳米复合结构，研究质粒DNA在组装SWNTs@TiO2和SWNTs@(TiO2/M)纳米复合结构形成过程中的作用，分析SWNTs@(TiO2/M)纳米复合结构与SWNTs/TiO2/M简单混合物对DSSCs光电转换效率影响的不同，阐明质粒DNA组装纳米复合结构对DSSCs光电转换效率的增强机制，为高性能DSSCs和其它光电转换器件的设计和制造提供科学依据。

结项摘要

光伏器件的性能能够通过提高光能利用率和电荷收集效率来提高，本项目设计并制备了用于同时提高DSSCs光阳极中电子产率和传递速率的纳米复合结构。基于不同碱基对数（2kb、4kb、6kb、8kb和10kb）的质粒DNA在单壁碳纳米（SWNTs）表面组装TiO2纳米晶和贵金属（M：Au、Ag）纳米粒子形成SWNTs@TiO2和SWNTs@(TiO2/M)纳米复合结构，将复合结构作为光阳级组装了电池，得到了高效DSSCs。在组装复合结构过程中质粒DNA不仅作为SWNTs分散剂，还作为牺牲模板控制TiO2纳米晶和贵金属纳米粒子的沉积。采用IPCE及EIS详细分析了SWNTs@(TiO2/M)纳米复合结构与SWNTs/TiO2/M简单混合物对DSSCs光谱响应及电子传输、收集效率的不同，阐明质粒DNA组装的纳米复合结构由于其规则的形貌和特定的包覆结构对DSSCs光电转换效率的增强机制，为高性能DSSCs和其它光电转换器件的设计和制造提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（2）
Hydrothermal synthesis of NiCo2O4 nanowires/nitrogen-doped graphene for high-performance supercapacitor
用于高性能超级电容器的NiCo2O4纳米线/氮掺杂石墨烯的水热合成
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2014.06.125
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Yu Mei;Chen Jianpeng;Ma Yuxiao;Zhang Jingdan;Liu Jianhua;Li Songmei;An Junwei
  • 通讯作者：
    An Junwei
Sub-coherent growth of ZnO nanorod arrays on three-dimensional graphene framework as one-bulk high-performance photocatalyst
三维石墨烯框架上 ZnO 纳米棒阵列的亚相干生长作为整体高性能光催化剂
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2016.08.061
  • 发表时间：
    2016-12
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Yu Mei;Ma Yuxiao;Liu Jianhua;Li Xinjie;Li Songmei;Liu Shenyao
  • 通讯作者：
    Liu Shenyao
Graphene dip coatings: An effective anticorrosion barrier on aluminum
石墨烯浸涂：铝上的有效防腐屏障
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2014.11.187
  • 发表时间：
    2015-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Liu Jianhua;Hua Lei;Li Songmei;Yu Mei
  • 通讯作者：
    Yu Mei
Mesoporous NiCo2O4 nanoneedles grown on 3D graphene-nickel foam for supercapacitor and methanol electro-oxidation
在 3D 石墨烯镍泡沫上生长的介孔 NiCo2O4 纳米针用于超级电容器和甲醇电氧化
  • DOI：
    10.1016/j.electacta.2014.10.156
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Electrochimica Acta
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Yu Mei;Chen Jianpeng;Liu Jianhua;Li Songmei;Ma Yuxiao;Zhang Jindan;An Junwei
  • 通讯作者：
    An Junwei
Transparent conducting oxide-free nitrogen-doped graphene/reduced hydroxylated carbon nanotube composite paper as flexible counter electrodes for dye-sensitized solar cells
透明导电无氧化物氮掺杂石墨烯/还原羟基碳纳米管复合纸作为染料敏化太阳能电池的柔性对电极
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2016.10.012
  • 发表时间：
    2016-12
  • 期刊：
    Journal of Power Sources
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Zhang Jindan;Yu Mei;Li Songmei;Meng Yanbing;Wu Xueke;Liu Jianhua
  • 通讯作者：
    Liu Jianhua

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其他文献

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响
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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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  • 作者：
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酒石酸钠体系中TC18钛合金阳极氧化膜的制备、表征与疲劳性能
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    2014
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    于美;李松梅;吴量;郁秀梅
  • 通讯作者：
    郁秀梅

其他文献

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于美的其他基金

基于不同碱基对数DNA光化学反应的金属纳米材料制备
  • 批准号：
    51001007
  • 批准年份：
    2010
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
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相似国自然基金

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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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