纤维状信息存储器活性层设计及存储机理分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61704076
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Electronic textiels, which integrate various electronic devices into fabric, have become a fast emerging research area and drawn great intention in recent years. As a basic component of multifunctional electronic textile, wearable/weavable non-volatile memory is critical important for information collecting, processing and transmitting. In this study, we have been preparing a series of active layer materials based on two-dimensional graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanosheets through doping, hybridization and functionalization. Then, we propose a prototype of a fiber-shaped non-volatile memory device, in which the highly flexible conductive fiber is used as the conductive electrode. By developing an electrospray technique, the active material can be continuously coated on the outer surface conductive fiber, so that a kind of hybrid fiber with core-shell structure is obtained. By simply cross-stacking two hybrid layer fibers, the weavable fiber-based electronic device is fabricated. The relationship between the properties of active layer and the performance of the fiber-based memory is systematically investigated. Together with first-principle calculations, the working mechanism of the as-fabricated device for data storage can be probed. We believe that this study will pave the way for wearable memory devices with high reliability and tunable performance.
电子织物兼具电子产品和纺织品的功能和特性,具有便携、美观、舒适等人性化设计,是未来电子产品的发展方向。本项目以信息存储器件的可穿戴/编织化为目标,围绕活性层性质与器件存储机理二者的内在关系这一关键问题,以“活性层半导体分子/电子结构设计-纤维状器件构筑-存储机理分析”为主线,发展二维共轭聚合物半导体材料这一活性层体系,从聚合物半导体的分子/电子结构设计出发,利用掺杂、复合、官能化等手段调控基于氮化碳结构单元的二维聚合物分子结构,制备具有不同性质的活性层材料。通过实验测试和第一性原理计算相结合的方式探索活性层性质与其电存储行为的内在关联,揭示活性层与纤维电极二者间的匹配规律,力争在稳定性好、可靠性高、性能可调的纤维状信息存储器件制备上取得突破。

结项摘要

电子织物兼具电子产品和纺织品的功能和特性,具有便携、美观、舒适等人性化设计,是未来电子产品的发展方向。本项目以信息存储器的可穿戴/编织化为目标,围绕功能纤维设计、可编织器件构建、及器件存储机理分析等关键问题开展研究,发展了两种基于碳纳米管的柔性纤维电极构建方案,提出了两种纤维性能调控策略。选择二维共轭聚合物半导体材料石墨相氮化碳纳米片作为活性层,制备了以碳纳米管纤维为芯、石墨相氮化碳纳米片为皮的同轴功能纤维,采用编织的方式构建了纤维基信息存储器,器件表现出一次写入多次读取的特点,开启电压~6.5 V,开关电流比>102,且在高、低导电态都表现出了很好的稳定性。此外,通过电学行为分析和物理模型拟合可以判定器件在开的状态,载流子传输为欧姆电流;器件在关的状态,载流子传输表现为隧穿电流和空间电荷限制电流。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
General Metal-Ion Mediated Method for Functionalization of Graphene Fiber
通用金属离子介导的石墨烯纤维功能化方法
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b10057
  • 发表时间:
    2017-10-25
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Hua, Li;Shi, Peipei;Huang, Wei
  • 通讯作者:
    Huang, Wei
Highly concentrated, ultrathin nickel hydroxide nanosheet ink for wearable energy storage devices
用于可穿戴储能设备的高浓度超薄氢氧化镍纳米片墨水
  • DOI:
    10.1002/adma.201703455
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Shi Peipei;Chen Rong;Hua Li;Li Li;Chen Ruyi;Gong Yujiao;Yu Chenyang;Zhou Jinyuan;Liu Bin;Sun Gengzhi;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei
Design of a wearable and shape-memory fibriform sensor for the detection of multimodal deformation
用于检测多模态变形的可穿戴形状记忆纤维传感器的设计
  • DOI:
    10.1039/c7nr06219b
  • 发表时间:
    2018-01-07
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Li, Li;Shi, Peipei;Huang, Wei
  • 通讯作者:
    Huang, Wei
The incorporation of expanded 1T-enriched MoS2 boosts hybrid fiber improved charge storage capability
掺入膨胀的 1T 富集 MoS2 可增强混合纤维的电荷存储能力
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2020.08.017
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Carbon
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Yu Chenyang;Xu Hai;Sun Yue;Zhao Xi;Hui Zengyu;Gong Yujiao;Chen Ruyi;Chen Qiang;Zhou Jinyuan;Sun Gengzhi;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei
A Solid-State Fibriform Supercapacitor Boosted by Host-Guest Hybridization between the Carbon Nanotube Scaffold and MXene Nanosheets
由碳纳米管支架和 MXene 纳米片之间的主客体杂化增强的固态纤维状超级电容器
  • DOI:
    10.1002/smll.201801203
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Chenyang Yu;Yujiao Gong;Ruyi Chen;Mingyi Zhang;Jinyuan Zhou;Jianing An;Fan Lv;Shaojun Guo;Gengzhi Sun
  • 通讯作者:
    Gengzhi Sun

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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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