Nanostructure Synthesis at the Liquid-Substrate Interface: A New Strategy for Obtaining Plasmonic and Chemically Active Surfaces

液体-基质界面纳米结构合成:获得等离激元和化学活性表面的新策略

基本信息

  • 批准号:
    1505114
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-08-01 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Non-technical AbstractThe key enablers for transformative nanotechnologies are breakthroughs in both the synthesis of nanomaterials and an understanding of the chemistry and physics which guides their formation. Applications typically require that the nanomaterials be suspended in liquids or immobilized on planar substrates such as glass or silicon. While substrate-based nanostructure synthesis techniques have undeniably given rise to an impressive list of technologically relevant nanomaterials, the scope and scale of this success is dwarfed by the many accomplishments of liquid-based syntheses. With financial support from both the Solid State and Materials Chemistry program and the Electronic and Photonic Materials program in the Division of Materials Research, the research project aims to remedy this disparity through a new synthetic strategy reliant on forming nanostructures on substrates while immersed in a liquid medium. If proven successful, the approach will allow the solution-based chemistry which has proved so successful to be practiced directly on substrates and, in doing so, establish the science needed to support applications in sensing, photovoltaics and catalysis. Research activities are being integrated with undergraduate education through the supervision of summer undergraduate research internships. Outreach initiatives are being directed toward the matriculation of women into the Engineering profession.Technical AbstractThis research project seeks to determine whether synthetic protocols reliant on seed-mediated colloidal chemistry are adaptable to a substrate-based platform reliant on substrate-immobilized templates. The overriding goal is to define the chemical controls and mechanistic framework needed to form organized surfaces of noble metal nanostructures and then establish their technological relevance by demonstrating the functionalities of the plasmonic and chemically active surfaces formed. Three thrust areas advancing additive, subtractive and multistage template-assisted growth modes, which are reliant on heterogeneous nucleation and/or galvanic replacement processes, are being used to isolate the exact roles played by the substrate, reaction kinetics, pH, template material and template surface modifications in determining the reaction product. Being targeted are synthetic protocols able to define periodic arrays of: (i) core-shell structures with advanced functionalities derived from the integration of materials with dissimilar physical and chemical properties into a single nanostructure architecture, (ii) caged nanostructures offering intense plasmonic near-fields and tunable spacings between the nanostructure and its cage and (iii) substrate-based nanoframes written into patterns with predetermined layouts. These synthetic trials, combined with simulations and the use of characterization techniques which are unique to the substrate-based platform, are providing the means to form intricate nanostructures whose shape and composition are engineered to realize a desired response.
非技术摘要转化纳米技术的主要推动因素是纳米材料的合成和对指导其形成的化学和物理学的理解的突破。应用通常要求将纳米材料悬浮在液体中或固定在玻璃或硅等平面底物上。虽然基于底物的纳米结构合成技术无疑带来了令人印象深刻的技术相关纳米材料列表,但这种成功的范围和规模却与液体基合成的许多成就相形见ward。在材料研究部中的固态和材料化学计划以及电子和光子材料计划的财务支持下,该研究项目旨在通过依赖于底物形成纳米结构的新合成策略来解决这种差异,同时浸入液体培养基中。如果证明成功,该方法将允许基于解决方案的化学反应,该化学反应已被证明是如此成功,可以直接在底物上实践,并在此过程中建立了支持传感,光伏和催化中应用所需的科学。通过夏季本科研究实习的监督,研究活动正在与本科教育相结合。外展计划是针对女性进入工程专业的入学的。技术抽象研究项目旨在确定依赖于种子介导的胶体化学的合成协议是否适用于依赖于基质 - 弹药模板的基于底物的平台。压倒性的目标是定义形成贵金属纳米结构的有组织表面所需的化学控制和机械框架,然后通过证明形成等离子和化学活性表面的功能来确定其技术相关性。依赖于异质成核和/或电力替换过程的添加添加,减法和多阶段模板辅助生长模式的三个推力区域被用来隔离底物,反应动力学,pH,模板材料和模板材料和模板表面修饰的底物的确切作用。被靶向的是能够定义周期性阵列的合成协议:(i)具有高级功能的核心壳结构,该结构是由与物理和化学特性相同的物理和化学性质集成到单个纳米结构中的高级功能的,(ii)笼中的纳米结构,可提供强烈的等离子型等离子和可调的nanof和nanof和nanof和III II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II IIIIIIIIIIII(II)。预定的布局。这些合成试验,结合了模拟和使用基于底物平台独有的特征技术的使用,正在提供形成复杂的纳米结构的手段,这些纳米结构的形状和成分经过设计,以实现所需的响应。

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 }}

Svetlana Neretina其他文献

Svetlana Neretina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('Svetlana Neretina', 18)}}的其他基金

Lithography-Free Manufacturing of Metal Structures Separated by Nanogaps
纳米间隙分隔金属结构的无光刻制造
  • 批准号:
    2207664
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Tailoring the Nanophotonic and Nanoelectronic Properties of Nanometals using Oxide-Directed Syntheses
使用氧化物定向合成定制纳米金属的纳米光子和纳米电子特性
  • 批准号:
    2107728
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Single-Crystal Nanostructures with Oxide Claddings for Durable Refractory Plasmonics
用于耐用耐火等离子体的具有氧化物包层的单晶纳米结构
  • 批准号:
    1911991
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Transforming Noble Metal Nanostructure Synthesis Using Unconventional Synthetic Levers
使用非常规合成杠杆转变贵金属纳米结构合成
  • 批准号:
    1803917
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
New Nanomanufacturing Techniques for the Fabrication of Plasmonic Surfaces for Photovoltaic, Catalytic and Sensing Applications
用于光伏、催化和传感应用等离子表面制造的新型纳米制造技术
  • 批准号:
    1707595
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Nanostructure Synthesis at the Liquid-Substrate Interface: A New Strategy for Obtaining Plasmonic and Chemically Active Surfaces
液体-基质界面纳米结构合成:获得等离激元和化学活性表面的新策略
  • 批准号:
    1707593
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Nanomanufacturing Techniques for the Fabrication of Plasmonic Surfaces for Photovoltaic, Catalytic and Sensing Applications
用于光伏、催化和传感应用等离子表面制造的新型纳米制造技术
  • 批准号:
    1536483
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Group II-VI Semiconductor Vapor Phase Epitaxy Guided by Kinetically Active Surface Agents
职业:动力学活性表面剂引导的 II-VI 族半导体气相外延
  • 批准号:
    1053416
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NUE: A Sustainable Urban Environment Advanced by Engineers Empowered with Nanotechnology
NUE:由纳米技术赋能的工程师推动的可持续城市环境
  • 批准号:
    1042071
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

识别-富集-分解化学毒剂的固载功能离子液体设计合成
  • 批准号:
    21876204
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    66.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向温和条件下二氧化碳转化为含氧化合物设计合成功能化多孔超交联离子聚合物高效催化剂
  • 批准号:
    U1662107
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
离子液体前驱体法合成三维多级纳米结构及其超级电容器性能研究
  • 批准号:
    51672135
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
离子液体中Fe3O4多级结构的构筑及磁性研究
  • 批准号:
    U1304506
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
离子液体中稀土和过渡金属离子共掺杂二氧化钛纳米材料的合成、结构和光降解性能
  • 批准号:
    21003001
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

多粒子結合イオン液体ナノ粒子-電気化学発光イムノアッセイの2成分同時測定法の開発
多粒子结合离子液体纳米粒子-电化学发光免疫分析同时双组分测量方法的建立
  • 批准号:
    24K09770
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
CAREER: Liquid Crystal-Templated Sequential Infiltration Synthesis of Hybrid Organic/Inorganic Materials with Multidimensional Chiral Structures
职业:具有多维手性结构的有机/无机杂化材料的液晶模板连续渗透合成
  • 批准号:
    2337740
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
抽出剤の性能予測モデルに基づいた新規イオン液体の合成と貴金属の相互分離への応用
基于萃取剂性能预测模型的新型离子液体合成及其在贵金属互分离中的应用
  • 批准号:
    24K15365
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
水溶液合成を活用したイオン伝導体の合成と構造・物性解析に関する研究
水溶液合成离子导体的合成及结构/性能分析研究
  • 批准号:
    24K08593
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
濃厚電解液を用いるバイポーラ電解合成系の構築
使用浓电解液构建双极电解合成系统
  • 批准号:
    23H02001
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了