Lab-in-a-Fiber Optofluidic Platform: In-Situ Assembly and Response of Layer-by-Layer Polyelectrolyte Films in Confined Geometry

光纤光流控实验室平台:有限几何结构中逐层聚电解质薄膜的原位组装和响应

基本信息

  • 批准号:
    1206669
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-07-01 至 2015-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is jointly funded by the Electronic and Photonic Materials Program (EPM) in the Division of Materials Research (DMR) and the Electronics, Photonics, and Magnetic Devices Program (EPMD) in the Division of Electrical, Communications and Cyber Systems (ECCS).Technical Description: This project is a theoretical and experimental investigation to integrate layer-by-layer (LbL) assembly of functional polyelectrolyte thin films with a long-period grating structure inscribed in index-guided photonic crystal fiber. The integrated system represents a lab-in-a-fiber optofluidics platform by virtue of its high refractive index sensitivity and the feasibility for molecular/nanoscale functionalization in axially aligned cladding air channels. The research is designed to gain fundamental insights into distinct features of LbL growth in fiber and to probe the response of the LbL film to stimuli in confined geometry in order to demonstrate the feasibility of the integrated scheme for optofluidic sensors. Project activities entail (1) simulation of mode coupling in various lab-in-a-fiber configurations to determine optimal platform with the highest possible index sensitivity; (2) inscription of the grating structure with the simulation as a guide to realize mode coupling at prescribed resonant wavelengths; (3) deposition of LbL polyelectrolytes with different propensity to chain exchange with a multitude of parameters while measuring the shift in resonance wavelength in situ; and (4) evaluation of the pH response of polyacid-based hydrogels constructed via LbL in the lab-in-a-fiber platform. The central goals of this project are to (1) establish a novel lab-in-a-fiber optofluidics to study LbL deposition in situ; (2) provide important insights into the distinct features of LbL deposition and response in confined geometry; and (3) build a knowledge foundation for the exploration of lab-in-a-fiber optofluidic sensing.Non-technical Description: The research component of this project is to investigate layer-by-layer thin-film growth inside a special type of optical fiber, photonic crystal fiber with long-period grating structure, and to study the response of the thin film to stimuli in confined geometry. The success of the project is expected to bring to basic and applied research community and potentially the market place a transformative lab-in-a-fiber optofluidic stimuli-responsive platform for scientific exploration and technological applications. From educational perspective, this project engages doctoral students, undergraduate students, as well as high-school students. Dissemination of research results is achieved via various channels, including peer-reviewed publications, conference presentations, web posting, and case studies in classrooms.
该项目由材料研究部(DMR)的电子和光子材料计划(EMT)和电气、通信和网络系统部(ECCS)的电子、光子和磁器件计划(EPMD)共同资助。技术描述:本计画是一个将逐层整合的理论与实验研究具有长周期光栅结构的功能性双折射薄膜在折射率引导的光子晶体光纤中的组装。该集成系统代表了一个实验室在一个光纤光流控平台,凭借其高折射率灵敏度和分子/纳米级功能化的可行性,在轴向对齐的包层空气通道。该研究的目的是获得基本的洞察力LbL生长在光纤中的独特功能,并探测LbL膜的响应,以证明集成方案的可行性,在有限的几何形状的刺激。项目活动包括:(1)模拟各种光纤实验室配置中的模式耦合,以确定具有最高折射率灵敏度的最佳平台;(2)以模拟为指导对光栅结构进行雕刻,以实现规定谐振波长下的模式耦合;(三)具有不同链交换倾向的LbL聚电解质的沉积与多个参数,同时测量共振波长的偏移,原地;和(4)在纤维实验室平台中通过LbL构建的基于多酸的水凝胶的pH响应的评价。该项目的主要目标是(1)建立一种新型的光纤实验室光流体技术,以研究LbL的原位沉积;(2)为LbL沉积的独特特征和受限几何结构中的响应提供重要见解;(3)为光纤实验室光流体传感的探索建立知识基础。非技术描述:本计画的研究内容是探讨一种特殊的光纤--长周期光栅结构光子晶体光纤内薄膜的逐层成长,以及薄膜在受限几何条件下对刺激的响应。该项目的成功预计将为基础和应用研究界带来一个变革性的光纤实验室光流体刺激响应平台,用于科学探索和技术应用。从教育的角度来看,该项目吸引了博士生、本科生以及高中生。研究成果的传播是通过各种渠道实现的,包括同行评议的出版物,会议演示,网络发布,并在课堂上的案例研究。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Henry Du其他文献

Fabrication and characterization of solid-core photonic crystal fiber with steering-wheel air-cladding for strong evanescent field overlap
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2007.08.071
  • 发表时间:
    2008-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Yinian Zhu;Ryan T. Bise;Jiri Kanka;Pavel Peterka;Henry Du
  • 通讯作者:
    Henry Du

Henry Du的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Henry Du', 18)}}的其他基金

GOALI: Nanostructured Sapphire Optical Fiber for Sensing in Harsh Environment
GOALI:用于恶劣环境中传感的纳米结构蓝宝石光纤
  • 批准号:
    1506179
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NSF Workshop on US-Czech Frontiers in Photonics
NSF 美国-捷克光子学前沿研讨会
  • 批准号:
    1314917
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Microstructured Sapphire Optical Fiber for SERS Sensing and Measurements at Elevated Temperatures
EAGER:用于高温下 SERS 传感和测量的微结构蓝宝石光纤
  • 批准号:
    1325367
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Core-to-Cladding-to-Core Mode Coupling and Recoupling in Photonic Crystal Fiber with Long Period Gratings for Resonance Laser Absorption Spectroscopy
GOALI:用于共振激光吸收光谱的具有长周期光栅的光子晶体光纤中的纤芯到包层到纤芯的模式耦合和再耦合
  • 批准号:
    0922175
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NIRT: Photonic Crystal Fibers with Nanoscale Functionalized Air Holes as Robust Chemical and Biological Sensors
NIRT:具有纳米级功能化气孔的光子晶体纤维作为坚固的化学和生物传感器
  • 批准号:
    0404002
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NER: Fabrication of an Integrated Structure of 3D Macroporous Silica and Carbon Nanotubes
NER:3D 大孔二氧化硅和碳纳米管集成结构的制造
  • 批准号:
    0210195
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mixed Alkali Effect for Mitigation of Sodium-Accelerated Corrosion of Silicon Nitride Ceramics
混合碱效应减缓氮化硅陶瓷钠加速腐蚀
  • 批准号:
    0102340
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
U.S.-Korea Cooperative Research: Alteration of the Effects of Sintering Additives on the Oxidation & Tribological Behavior of Silicon Nitride
美韩合作研究:改变烧结添加剂对氧化的影响
  • 批准号:
    9710142
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Role of Aluminum Surface Alloying in Improving the CorrisionResistance of Silicon Nitride Ceramics in Harsh Environments
铝表面合金化对提高氮化硅陶瓷在恶劣环境下的耐腐蚀性的作用
  • 批准号:
    9530258
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Oxidation Studies of Silicon Oxynitride Ceramics Using Time-Resolved Laser Reflectance
利用时间分辨激光反射率研究氮氧化硅陶瓷的氧化
  • 批准号:
    9401856
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

核转运蛋白KPNA3/4与Fiber-2互作调控血清4型禽腺病毒致病机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
草鱼呼肠孤病毒(GD108株)fiber蛋白介导的病毒吸附机制研究
  • 批准号:
    31902420
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
三维流形的Generalized Seifert Fiber分解
  • 批准号:
    11526046
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
外壳蛋白penton和Fiber在腺病毒31型嗜肠道感染中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81401705
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向UWB-over-fiber的光生可调谐超宽带信号研究
  • 批准号:
    61108027
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于双路光相位调制光学倍频法的毫米波Radio Over Fiber系统研究
  • 批准号:
    60877053
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Additive Manufacturing of Structural Battery Carbon Fiber Reinforced Composites
职业:结构电池碳纤维增强复合材料的增材制造
  • 批准号:
    2340090
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps: Imaging and locating geothermal resources using distributed acoustic sensing deployed on telecommunication fiber cables
I-Corps:使用部署在电信光缆上的分布式声学传感对地热资源进行成像和定位
  • 批准号:
    2344558
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: GreenFjord-FIBER, Observing the Ice-Ocean Interface with Exceptional Resolution
合作研究:GreenFjord-FIBER,以卓越的分辨率观测冰海界面
  • 批准号:
    2338503
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
3D integrated crystalline UV optical lens-fiber couplers for astronomy
用于天文学的 3D 集成晶体紫外光学透镜光纤耦合器
  • 批准号:
    DP240103231
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Collaborative Research: GreenFjord-FIBER, Observing the Ice-Ocean Interface with Exceptional Resolution
合作研究:GreenFjord-FIBER,以卓越的分辨率观测冰海界面
  • 批准号:
    2338502
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: Metasurface-Optical Fiber Endoscopy Probe for Advanced Imaging
PFI-TT:用于高级成像的超表面光纤内窥镜探头
  • 批准号:
    2345825
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Understanding Fiber Bundle Failure Mechanics for Ultra-high Reliability Applications
职业:了解超高可靠性应用的光纤束失效机制
  • 批准号:
    2339223
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps: 3D Printed Earth-Fiber Building products
I-Corps:3D 打印土纤维建筑产品
  • 批准号:
    2326679
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps:Automated manufacturing of fiber-reinforced polymer composites
I-Corps:纤维增强聚合物复合材料的自动化制造
  • 批准号:
    2345499
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: An Integrated Fiber Sensing and Communication Living Lab in the Research Triangle
EAGER:研究三角区的集成光纤传感和通信生活实验室
  • 批准号:
    2330333
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 38.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了