CAREER: Self-Assembly and Direct Fabrication of Stimuli-Responsive Colloidal Materials Governed by Proteins to Enable Applications of Nanotechnology in Biology and Medicine
职业:自组装和直接制造由蛋白质控制的刺激响应胶体材料,以实现纳米技术在生物学和医学中的应用
基本信息
- 批准号:0547294
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2006
- 资助国家:美国
- 起止时间:2006-03-01 至 2012-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
ABSTRACTIntellectual Merits:The PI seeks to develop intelligent colloidal suspensions that interact dynamically with their environments, stimulating a host of new applications of nanotechnology at the frontiers of biology and medicine. Following nature's lead, proteins will control the structure and function of these materials. The specific aims of this research are: to control colloidal interactions with proteins. to assemble colloidal particles into useful novel structures. to create colloidal materials that dynamically alter their microscopic and bulk properties in response to subtle and specific biochemical stimuli.To realize these ambitious goals, the proposed research will fuse recent advances in colloidal science and molecular biology. Optical microscopy and micromanipulation will be leveraged to develop a fundamental understanding of the statistical mechanics of specifically interacting systems. This understanding will not only guide the design of future materials, but it may also shed light on the physics of biological systems at the cellular and molecular levels. Broader Impacts: The PI will integrate this research into a range of educational and outreach programs. At the elementary and secondary levels, the PI will work with New Haven public school teachers to develop curricular units in Materials Science and Optics for K-12 students. These curricular units will not only benefit the students of New Haven, but they will also be published online for national and international access. At the undergraduate level, the PI will continue to mentor students in his laboratory and emphasize group learning and communications skills in all of his classes. The PI will also develop new experiments for a junior level lab course in Fluid Mechanics and Thermodynamics. At the graduate and post-doctoral level, the PI is a co-organizer of the 2006 Boulder School for Condensed Matter and Materials Physics. This NSF-sponsored program will focus on the physics of complex fluids and its application to biological systems. Furthermore, the graduate students involved in the proposed research will develop a broad set of skills in colloid science and molecular biology. This interdisciplinary training will prepare them for innovative careers in nanoscience and nanotechnology at the intersection of the physical and biological sciences.The PI will continue to collaborate with industrial researchers, disseminate image analysis software on the web, and encourage members of underrepresented groups to contribute to the proposed research.
摘要知识优势:PI寻求开发与环境动态相互作用的智能胶体悬浮液,刺激纳米技术在生物学和医学前沿的一系列新应用。在大自然的引导下,蛋白质将控制这些材料的结构和功能。本研究的具体目的是:控制胶体与蛋白质的相互作用。将胶体粒子组装成有用的新结构。创造胶体材料,动态改变其微观和体积性质,以响应细微和特定的生化刺激。为了实现这些雄心勃勃的目标,拟议的研究将融合胶体科学和分子生物学的最新进展。光学显微镜和显微操作将被用来发展对具体相互作用系统的统计力学的基本理解。这种理解不仅将指导未来材料的设计,而且还可能在细胞和分子水平上阐明生物系统的物理学。更广泛的影响:PI将把这项研究纳入一系列教育和推广计划。在小学和中学阶段,PI将与纽黑文公立学校的教师合作,为K-12学生开发材料科学和光学课程单元。这些课程单元不仅将使纽黑文的学生受益,而且还将在网上发布,供全国和国际访问。在本科阶段,PI将继续在他的实验室指导学生,并在他的所有课程中强调小组学习和沟通技巧。该PI还将为流体力学和热力学的初级实验课程开发新的实验。在研究生和博士后水平,PI是2006年博尔德凝聚态物质和材料物理学院的共同组织者。这个由美国国家科学基金会赞助的项目将重点研究复杂流体的物理学及其在生物系统中的应用。此外,参与拟议研究的研究生将在胶体科学和分子生物学方面发展广泛的技能。这种跨学科的培训将为他们在纳米科学和纳米技术领域的创新职业生涯做好准备,在物理科学和生物科学的交叉领域。PI将继续与工业研究人员合作,在网络上传播图像分析软件,并鼓励代表性不足的群体成员为拟议的研究做出贡献。
项目成果
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