CO2刺激-响应下多糖纳米晶胆甾相液晶膜的结构颜色迁移

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51103073
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    刘大刚
  • 依托单位：
    南京信息工程大学
  • 学科分类：
    E0306.高分子材料与环境
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

温室气体CO2浓度的增加带来全球气温持续升高，加强CO2的监控具有极其重要的意义。胆甾相液晶是具有园二色性的结构颜色光学材料，当改变液晶相的螺距、折光指数等参数会带来结构颜色的迁移。本工作以可再生多糖为原料，化学水解和微射流结合法制备纳米晶，经胺掺杂改性后的纳米晶胶体自组装形成胆甾相液晶。当CO2与液晶反应生成氨基甲酸盐，则带来胆甾相液晶的结构颜色迁移；而相应光光学信号的差异可以用来定性和定量监测CO2。由此获取一种新型动态在线检测、选择性好、结构简单、使用方便、功耗低、可降解、可视的CO2传感监视材料。本研究将揭示纳米晶多糖与胺、CO2等小分子之间的识别和结合机理，获取分子-结构-颜色-光学-传感知识体系的理论依据，实现气体传感技术的新突破。

结项摘要

基于自然界天然高分子的液晶自组装特性，以及对环境的敏感特征。本项目分别研究了：.(1) 利用湿磨和高压均质的方法从原料中提取出壳聚糖/甲壳素/纤维素的纳米纤丝，利用模板法进行缓慢的自组装得到向列型液晶。利用化学水解或者酶的方法制备甲壳素纳米晶。.(2) 多糖纳米晶的液晶自组装取决于表面的活性基团之间的氢键亲和力和经典排斥力的平衡，形成长程有序和短程取向的结构，针对硫酸水解纤维素纳米晶和双氧水水解甲壳素纳米晶的液晶组装行为，提出了液晶自组装的浓度/尺寸/电荷以及溶剂效应。.(3) 解析和构建了CNC液晶膜的结构颜色机理及其可控调节的机制。.(4) 胺改性CNC薄膜结构色产生“蓝移”。当对盐酸蒸汽，醋酸蒸汽和CO2气体刺激响应时也产生“红移”。只是胺改性纳米晶薄膜对盐酸蒸汽的感应是一个可逆的过程，对醋酸感应是一个不完全可逆的过程。而对CO2气体感应过程是完全不可逆的。建立了CO2气体感应的机理和响应参数。.(5) 构建甲壳素/纤维素纳米晶光子晶体膜颜色机制，发现其气体感应特征中的酸碱性气体感性的周期循环特性，认为主要是满足多层相干原理。.项目组严格按照项目计划进度要求，至目前已经发表SCI论文12篇，会议论文和其它论文10篇，申请发明专利6项（已授权2项）专著书稿章节3部。另外相关的论文投稿中3篇。参加国内外学术会议5次并作学术报告。培养南京信息工程大学优秀本科毕业论文1篇次，优秀硕士研究生学位论文1篇次；培养硕士生2名。通过项目的实施，项目负责人获得了江苏省青蓝工程中青年学术带头人以及六大人才高峰的奖励和资助。.总之，项目组圆满的完成了研究计划，发表SCI论文、专著、申请专利数等均超出了课题预定的成果指标。经费支出基本按照合同预算要求，合理合规。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（9）
专利数量（6）
Recent Advances in Bio-Sourced Polymeric Carbohydrate/Nanotube Composites
生物源聚合物碳水化合物/纳米管复合材料的最新进展
  • DOI：
    10.1002/app.40359
  • 发表时间：
    2014-06-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Liu, Dagang;Zhang, Ying;Chang, Peter R.
  • 通讯作者：
    Chang, Peter R.
Bamboo fiber and its reinforced composites: structure and properties
竹纤维及其增强复合材料的结构与性能
  • DOI：
    10.1007/s10570-012-9741-1
  • 发表时间：
    2012-10-01
  • 期刊：
    CELLULOSE
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Liu, Dagang;Song, Jianwei;Hua, Yan
  • 通讯作者：
    Hua, Yan
Biodegradable Poly(vinyl alcohol) Foams Supported by Cellulose Nanofibrils: Processing, Structure, and Properties
纤维素纳米原纤维支持的可生物降解聚（乙烯醇）泡沫：加工、结构和性能
  • DOI：
    10.1021/la502723d
  • 发表时间：
    2014-08-12
  • 期刊：
    LANGMUIR
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Liu, Dagang;Ma, Zhongshi;Gu, Mingyue
  • 通讯作者：
    Gu, Mingyue
a class=Blue view_title target=_blankLiquid crystal microphase separation of cellulose nanocrystals in wet-spun PVA composite fibers /a
湿纺PVA复合纤维中纤维素纳米晶的液晶微相分离
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Dagang Liu;Jinlei Li;Fengxiang Sun;Ruimin Xiao;Yi Guo;Jianwei Song
  • 通讯作者：
    Jianwei Song
阳离子对顺酐化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物离聚体性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    合成橡胶工业
  • 影响因子：
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  • 作者：
    刘大刚;谢洪泉;高玉
  • 通讯作者：
    高玉

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其他文献

全三维35 GHz双阳极磁控注入式电子枪数值模拟研究
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王辉辉
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    计算物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王辉辉;蒙林;刘大刚;刘腊群
  • 通讯作者：
    刘腊群
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微波击穿一般磁场下的电离率
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    10.1063/1.4890489
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    王辉辉;蒙林;刘大刚;刘腊群
  • 通讯作者：
    刘腊群
开放系统中碳酸盐矿物(方解石)对四环素的吸附
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  • 发表时间：
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    严明轩
用于系统模拟的并行电磁粒子模拟计算技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    强激光与粒子束
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘大刚;夏蒙重;刘腊群;Peng Kai,Liu Dagang,Xia Mengzhong,Liu Laqun(School of Physica
  • 通讯作者：
    Peng Kai,Liu Dagang,Xia Mengzhong,Liu Laqun(School of Physica

其他文献

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刘大刚的其他基金

CNC液晶纺丝过程之手性结构颜色保留机制
  • 批准号：
    51473077
  • 批准年份：
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    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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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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