CCI Phase I: NSF Center for Autonomous Chemistry
CCI 第一阶段:NSF 自主化学中心
基本信息
- 批准号:1740597
- 负责人:
- 金额:$ 180万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2020-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
There are numerous autonomous or self-governing processes that exist in nature. One example is the human body's immune response where white blood cells search, sense, and react to disease-causing bacteria or viruses. Artificial molecular or nanoscale systems with such autonomous capabilities are rare. Inspired by Nature, the NSF Center for Autonomous Chemistry (CAC) identifies the structural and functional signals that are needed to generate autonomously-operating chemical systems. The center develops design guidelines for these new autonomous systems, creating new opportunities in sensing, diagnostics, controlled release, drug delivery, encrypted catalysts, food safety, and self-healing materials. In addition to advanced scientific training of graduate students and postdoctoral researchers, the NSF CAC also trains center students in entrepreneurship and innovation, as well as in the communication of science to non-experts and the engagement of diverse audiences. Autonomous regulation of molecular recognition with recognition-induced chemical events in complex environments is a challenge for chemists. Biological systems use molecular and supramolecular networks to autonomously regulate recognition-induced chemical transformations. The NSF Center for Autonomous Chemistry (CAC) addresses this challenge by identifying the bio-inspired structural factors and molecular design guidelines that allow for artificial molecular networks that are capable of autonomous operation. The NSF CAC brings together expertise in the design and synthesis of responsive supramolecular assemblies, characterization of assemblies in solution and in surfaces, and transduction of supramolecular events into readable signals. The team also examines logic-gated responsive systems, specific stimulus-induced morphological and phase changes, functionalization of two-dimensional surfaces, and characterization of surfaces and their interaction with three-dimensional molecular assemblies. The resulting design tools enable the next generation systems to be incorporated into diverse applications. Students at the NSF CAC are trained in the theoretical and experimental aspects of the research, and also in meta-skills essential for the 21st century workforce. Students take entrepreneurship training focused on translating basic research for industrial applications. NSF CAC students also receive training in science communication and serve as Science Ambassadors to diverse audiences.
自然界中存在着许多自治或自我管理的过程。一个例子是人体的免疫反应,其中白细胞搜索、感知致病细菌或病毒并对其做出反应。具有这种自主能力的人造分子或纳米系统很少见。受自然的启发,NSF自主化学中心(CAC)确定了产生自主操作的化学系统所需的结构和功能信号。该中心为这些新的自主系统制定设计指南,在传感、诊断、控制释放、药物输送、加密催化剂、食品安全和自我修复材料方面创造新的机会。除了研究生和博士后研究人员的高级科学培训外,NSF CAC还培训中心学生创业和创新,以及向非专家交流科学和吸引不同受众的能力。在复杂的环境中,通过识别诱导的化学事件自主调节分子识别是化学家面临的一个挑战。生物系统使用分子和超分子网络来自主调节识别诱导的化学转化。NSF自主化学中心(CAC)通过确定生物启发的结构因素和分子设计指南来应对这一挑战,这些结构因素和分子设计指南允许能够自主操作的人工分子网络。NSF CAC汇集了响应性超分子组件的设计和合成、溶液和表面组件的表征以及将超分子事件转换为可读信号的专业知识。该团队还研究了逻辑门控反应系统、特定刺激诱导的形态和相变、二维表面的功能化、表面的表征及其与三维分子组件的相互作用。由此产生的设计工具使下一代系统能够被整合到不同的应用中。NSF CAC的学生接受了研究的理论和实验方面的培训,以及21世纪劳动力所必需的元技能方面的培训。学生参加创业培训,重点是将基础研究转化为工业应用。NSF CAC的学生还接受科学传播方面的培训,并担任面向不同受众的科学大使。
项目成果
期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cellular AND Gates: Synergistic Recognition to Boost Selective Uptake of Polymeric Nanoassemblies
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- 发表时间:2020-04-15
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Gao, Jingjing;Wu, Peidong;Thayumanavan, S.
- 通讯作者:Thayumanavan, S.
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- DOI:10.1021/acsmacrolett.0c00250
- 发表时间:2020-06-16
- 期刊:
- 影响因子:7.015
- 作者:Addy, Partha Sarathi;Shivrayan, Manisha;Thayumanavan, S.
- 通讯作者:Thayumanavan, S.
Spatiotemporal control over the host–guest characteristics of a stimulus-triggerable trifunctional polymer assembly
- DOI:10.1039/c8py01788c
- 发表时间:2019-03
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Piyachai Khomein;K. Dutta;Karthikeyan Gnanasekaran;N. Gianneschi;S. Thayumanavan
- 通讯作者:Piyachai Khomein;K. Dutta;Karthikeyan Gnanasekaran;N. Gianneschi;S. Thayumanavan
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- DOI:10.1021/jacs.9b06852
- 发表时间:2019-11-13
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:Zentner, Cassandra A.;Anson, Francesca;Swager, Timothy M.
- 通讯作者:Swager, Timothy M.
Programmable Emulsions via Nucleophile-Induced Covalent Surfactant Modifications
- DOI:10.1021/acs.chemmater.0c01107
- 发表时间:2020-06-09
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:Fernandez, Ann;Zentner, Cassandra A.;Thayumanavan, S.
- 通讯作者:Thayumanavan, S.
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