Influence of Small Molecule Additives on Gemini Dicarboxylate Lyotropic Liquid Crystal Structure and Stability

小分子添加剂对Gemini二羧酸盐溶致液晶结构和稳定性的影响

基本信息

  • 批准号:
    1507711
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.19万
  • 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 2016-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project funded by the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program of the NSF Chemistry Division, Mahesh Mahanthappa of the University of Wisconsin-Madison is studying how small molecule surfactants, in which a water-soluble headgroup is attached to a water-insoluble tail, self-assemble in water. At high surfactant concentrations in water, these molecules spontaneously form a variety of structurally periodic soft materials known as liquid crystals. Certain liquid crystal structures are particularly useful in practical technical applications, yet these structures are difficult to access and their properties are limited. This project addresses these problems by investigating how adding salts and oils to water/surfactant mixtures enables the formation of these useful liquid crystals. A subset of the resulting materials may find long term application in fields such as therapeutic drug delivery. Another aspect of this project focuses on converting these liquid crystals into useful polymer membranes for energy efficient separations of complex chemical mixtures and for the generation and use of renewable fuels derived from solar energy. The broader impacts of this work include mentoring graduate and undergraduate students in research projects at the boundary between fundamental science and technological innovation, which will is expected to lead to useful materials for future healthcare and renewable energy applications.This project investigates how small molecule additives control the water concentration-dependent self-assembly of gemini ("twin tail") dicarboxylate surfactants to form lyotropic liquid crystals (LLCs). A special emphasis in this project is placed on identifying methods for stabilizing network phase LLCs with interwoven, periodic, and percolating 3D-networks of aqueous and hydrophobic domains. The influence of various hydrophilic, hydrophobic, and amphiphilic molecular additives on LLC structure formation and stability are being evaluated by polarized light microscopy and temperature-dependent X-ray scattering. These studies are informing the development of mixtures of reactive surfactants and molecular additives that spontaneously form network phase LLCs for subsequent polymerization into functional, nanoporous polymer membranes. Professor Mahanthappa is translating related research results into public outreach demonstrations that showcase the utility of simple "soaps" in hydraulic fracturing applications ("fracking") for oil and gas recovery, to engage the public in broader discussions of energy harvesting technologies and global energy demands.
在这个由NSF化学部大分子,超分子和纳米化学计划资助的项目中,威斯康星大学麦迪逊分校的Mahesh Mahanthappa正在研究小分子表面活性剂如何在水中自组装,其中水溶性头部基团连接到水不溶性尾部。在水中高浓度的表面活性剂下,这些分子自发地形成各种结构周期性的软材料,称为液晶。某些液晶结构在实际的技术应用中特别有用,然而这些结构难以获得并且它们的性质受到限制。该项目通过研究如何将盐和油添加到水/表面活性剂混合物中来解决这些问题,从而形成这些有用的液晶。所得材料的子集可以在诸如治疗药物递送的领域中找到长期应用。该项目的另一个方面侧重于将这些液晶转化为有用的聚合物膜,用于复杂化学混合物的节能分离以及太阳能可再生燃料的生产和使用。这项工作的更广泛影响包括指导研究生和本科生从事基础科学和技术创新之间的研究项目,本项目研究了小分子添加剂如何控制水浓度依赖的Gemini自组装,在一个实施方案中,所述方法包括将双尾(“双尾”)二羧酸盐表面活性剂转化为溶致液晶(LLC)以形成溶致液晶。该项目的一个特别重点是确定稳定网络相LLC的方法,该网络相LLC具有交织的,周期性的和分散的水和疏水域的3D网络。各种亲水性,疏水性和两亲性分子添加剂的LLC结构的形成和稳定性的影响正在评估通过偏振光显微镜和温度依赖性X射线散射。这些研究为反应性表面活性剂和分子添加剂的混合物的开发提供了信息,这些混合物自发地形成网络相LLC,用于随后聚合成功能性纳米多孔聚合物膜。Mahanthappa教授正在将相关的研究成果转化为公众宣传演示,展示简单的“肥皂”在水力压裂应用(“水力压裂”)中的效用,用于石油和天然气回收,让公众参与更广泛的能量收集技术和全球能源需求的讨论。

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 }}

Mahesh Mahanthappa其他文献

Mahesh Mahanthappa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('Mahesh Mahanthappa', 18)}}的其他基金

Bulk and Thin Film Self-Assembly of Core-Shell Block Brush Polymers
核壳嵌段刷聚合物的块体和薄膜自组装
  • 批准号:
    2003668
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Standard Grant
From Molecular Simplicity to Supramolecular Complexity: Low Symmetry Packings of Ionic Spherical Micelles
从分子简单性到超分子复杂性:离子球形胶束的低对称性堆积
  • 批准号:
    1807330
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Janus Brushblock Copolymer Phase Behavior: Morphology and Thermodynamics
Janus Brushblock 共聚物相行为:形态和热力学
  • 批准号:
    1708874
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mid-Segment Polydispersity as a New Tool for Manipulating ABA Triblock Copolymer Morphologies and Properties
中段多分散性作为操纵 ABA 三嵌段共聚物形态和性能的新工具
  • 批准号:
    1631598
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Influence of Small Molecule Additives on Gemini Dicarboxylate Lyotropic Liquid Crystal Structure and Stability
小分子添加剂对Gemini二羧酸盐溶致液晶结构和稳定性的影响
  • 批准号:
    1608115
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mid-Segment Polydispersity as a New Tool for Manipulating ABA Triblock Copolymer Morphologies and Properties
中段多分散性作为操纵 ABA 三嵌段共聚物形态和性能的新工具
  • 批准号:
    1307606
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Molecular Motifs Governing Gemini Surfactant Self-Assembly into Complex Lyotropic Liquid Crystalline Phases
控制 Gemini 表面活性剂自组装成复杂溶致液晶相的分子基序
  • 批准号:
    1152347
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Synthesis, Characterization, and Phase Behavior of Poly(vinyl ester) Block Copolymers
职业:聚(乙烯基酯)嵌段共聚物的合成、表征和相行为
  • 批准号:
    0748503
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Fragment to small molecule hit discovery targeting Mycobacterium tuberculosis FtsZ
针对结核分枝杆菌 FtsZ 的小分子片段发现
  • 批准号:
    MR/Z503757/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Research Grant
Small Molecule Degraders of Tryptophan 2,3-Dioxygenase Enzyme (TDO) as Novel Treatments for Neurodegenerative Disease
色氨酸 2,3-双加氧酶 (TDO) 的小分子降解剂作为神经退行性疾病的新疗法
  • 批准号:
    10752555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
FLP Zintl Clusters for Small Molecule Activation and Catalysis
用于小分子活化和催化的 FLP Zintl 簇
  • 批准号:
    EP/V012061/2
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Research Grant
A Conditionally Activable Small Molecule Pro-Drug Conjugate for Targeted Treatment of Pancreatic Cancer
用于胰腺癌靶向治疗的条件激活小分子前药偶联物
  • 批准号:
    EP/Y036336/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Research Grant
Optimisation of small molecule inhibitors for effective targeting of phospholipase C gamma in T-cell lymphoma
优化小分子抑制剂以有效靶向 T 细胞淋巴瘤中的磷脂酶 C γ
  • 批准号:
    MR/Y503344/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Research Grant
Equilibrium and non-equilibrium behaviour in polymer/small-molecule mixtures for organic photovoltaic (OPV) applications
有机光伏 (OPV) 应用中聚合物/小分子混合物的平衡和非平衡行为
  • 批准号:
    2889023
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
    Studentship
Host Defense Small Molecule Development for COVID-19 Treatment by Targeting Lysosome
通过靶向溶酶体治疗 COVID-19 的宿主防御小分子开发
  • 批准号:
    10735492
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
Optimizing Small Molecule Mechanomimetics to Treat Age-related Osteoporosis.
优化小分子力学模拟治疗与年龄相关的骨质疏松症。
  • 批准号:
    10807685
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
Small molecule therapeutics for myotonic dystrophy type 1
1 型强直性肌营养不良的小分子疗法
  • 批准号:
    10583984
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
Preclinical validation of small molecule immunomodulators for the treatment of Crohn's disease
小分子免疫调节剂治疗克罗恩病的临床前验证
  • 批准号:
    10600659
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.19万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了