界面诱导胶体纳米颗粒自组装

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51375253
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 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

The self-assembly of colloidal nano-particles based on the minimization of the system's free energy is a significant technique to manufacturing next-generation nanomaterials. Colloidal crystals self-assembled by colloidal nano-particles have many unique properties and important potential applications in sensors, micro-nanofabrication templates and functional surfaces. The properties of the colloidal crystals depend on the properties and crystal structures of the nano-particles. At present, it has been developed a variety of nano-particles having excellent characteristics. Therefore, the bottleneck of colloidal crystals preparation is the ordered self-assembly of colloidal nano-particles. Interface induction is one of the most important methods of self-assembly of colloidal nano-particles, and the two-phase interface induction method overcomes the shortcomings of the traditional methods which is also able to realize large-area preparation of colloidal crystal films. This study mainly aims to discover the theory of self-assembly of colloidal nano-particles induced by the two-phase interface and obtain associated control technology. On the base of fluid/fluid interface induced self-assembly of colloidal nano-particles, the method of fluid/solid interface induced self-assembly of colloidal nano-particles will be proposed. The main content to be completed of this study include: 1) the interactions between colloidal nano-particles and interactions between colloidal nano-particles and the two-phase interface; 2) the wetting and thermodynamic processes of the colloidal particles penetrating fluid/fluid interface; 3) the control of colloidal nano-particles self-assembly at the two-phase interface; 4) the preparation of large-area functional surface like superhydrophobic, etc.
基于系统自由能最小化的胶体纳米颗粒自组装是实现下一代纳米材料制备的重要手段。由胶体纳米颗粒自组装而来的胶体晶体具有独特特性,其在传感器、微纳加工模板和功能表面等方面具有重要的应用前景。胶体晶体的特性取决于纳米颗粒的特性和晶体结构。目前,人们已开发了各种具有优异特性的纳米颗粒。因此,胶体晶体制备的瓶颈是胶体纳米颗粒的有序化自组装。界面诱导法是胶体纳米颗粒自组装的最重要方法之一,其中两相界面诱导法克服了传统方法的缺点,可实现大面积的胶体晶体薄膜制备。研究以探明两相界面诱导胶体自组装的机理,并获得相关控制技术为主要研究目标,在流/流界面诱导胶体颗粒自组装的基础上,提出液/固界面诱导胶体自组装的方法。拟主要完成的研究内容包括:1)胶体纳米颗粒间及其与两相界面间的相互作用;2)胶体颗粒穿透流/流界面的润湿和热力学过程;3)胶体颗粒在两相界面上的自组装控制;4)大面积的超疏水等功能表面制备。

结项摘要

胶体纳米颗粒自组装是实现下一代纳米材料制备的重要手段。自组装结构表现出构成单元所不具备的独特的整体性质,其在光伏、生物医学、传感器、催化等领域有广泛的应用前景。项目以研究胶体颗粒间及其与界面间的相互作用为主线,以实现界面附近胶体颗粒的行为控制为目标,通过仿真和实验相结合的方式,研究了胶体颗粒趋近界面及其在界面上实现组装的动力学过程,获得了以下关键研究进展:.1)静电力自组装研究中,发现了基于长程引力的二维微孔结构的纳米胶体颗粒自组装过程,提出了一种基于静电斥力的胶体颗粒自组装方法。.2)提出并实现了基于张力梯度的胶体纳米颗粒自组装新方法,并初步探索了其组装机理。.3)固壁表面纳米颗粒加热过程的分子自组装研究中,发现了纳米金在远低于熔点温度下的聚并现象,探明其表面热力学波动和原子间范德华力作用机理;发现了加热引起的PTFE纳米颗粒的纳米纤维化现象,其影响因素及影响规律被探明。.4)探索了水中胶体微油滴间的相互作用,及其在微结构表面上的润湿特性等,获得了水下油滴在结构表面上不同润湿状态,发展了基于润湿的油水分离技术。.5)基于发展的纳米胶体自组装方法,实现了超疏水自清洁、防腐、除甲醛等功能表面涂层的制备,部分技术已产业化。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
纳米金颗粒在掺硼金刚石薄膜电极表面的自组装及其电化学性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔凯;汪家道;冯东;陈大融
  • 通讯作者:
    陈大融
Self-Assembly of Polytetrafluoroethylene Nanoparticle Films Using Repulsive Electrostatic Interactions
利用排斥静电相互作用自组装聚四氟乙烯纳米颗粒薄膜
  • DOI:
    10.1021/la403536u
  • 发表时间:
    2014-02-04
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Du, Chuan;Wang, Jiadao;Chen, Darong
  • 通讯作者:
    Chen, Darong
States of a Water Droplet on Nanostructured Surfaces
纳米结构表面上水滴的状态
  • DOI:
    10.1021/jp504070e
  • 发表时间:
    2014-08-14
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chen, Shuai;Wang, Jiadao;Chen, Darong
  • 通讯作者:
    Chen, Darong
Underwater drag reduction by gas
水下气体减阻
  • DOI:
    10.1007/s40544-014-0070-2
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    Friction
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Wang Jiadao;Wang Bao
  • 通讯作者:
    Wang Bao
Spontaneous transition of a water droplet from the Wenzel state to the Cassie state: a molecular dynamics simulation study
水滴从 Wenzel 态到 Cassie 态的自发转变:分子动力学模拟研究
  • DOI:
    10.1039/c5cp05045f
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Jiadao Wang;Shuai Chen;Darong Chen
  • 通讯作者:
    Darong Chen

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其他文献

小型高速水洞实验段形状对流场影响的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张岩;汪家道;陈大融
  • 通讯作者:
    陈大融
粗糙表面滑动轴承非牛顿介质润滑
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    摩擦学学报,2005, 25(6):559-563
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈皓生;陈大融;汪家道
  • 通讯作者:
    汪家道
微米级沟槽表面薄膜的制备及减阻性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    封贝贝;汪家道;陈大融
  • 通讯作者:
    陈大融
仿羽毛沟槽薄膜减阻机理分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    封贝贝;汪家道;陈大融;刘志勇;姜胜耀
  • 通讯作者:
    姜胜耀
一种多功能摩擦实验台的设计及实
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械科学与技术, 2007, 26(10):1245-1248
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩中领;汪家道;陈大融
  • 通讯作者:
    陈大融

其他文献

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汪家道的其他基金

基于胶体纳米颗粒自组装的柔性电路压印研究
  • 批准号:
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基于液固界面效应的滤膜破乳及机理研究
  • 批准号:
    51775296
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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    面上项目
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    50675112
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  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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