"Meta-chemistry": Nanoscale chemical control using spatially localised solvent heating
“元化学”:利用空间局部溶剂加热的纳米级化学控制
基本信息
- 批准号:EP/S012745/1
- 负责人:
- 金额:$ 120.43万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:英国
- 起止时间:2019 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The industrial mass production of machines and devices relies on the assembly of different components in a specific order in the most rapid and efficient way. However what is routine at everyday length scales is infinitely more difficult and time consuming when we consider linking components to create nano-devices. This is particularly the case when one wishes to create a specific molecule-nanostructure construct. The individual component molecules and complex nanostructure architectures can be mass produced using tools of synthetic chemistry and nanofabrication techniques (e.g. nano-imprint and injection moulding). However, established technologies for combining these individual elements in a specific way are slow (e.g. dip pen nanolithography takes tens of hours to functionalise cm2 samples) and hence low throughput (i.e. incompatible with mass production). Therfore, creating relative complex hybrid molecular-nanofabricated materials is comparable to handcrafting a Bentley rather than the assembly line mass production of Volkswagen Golfs. We propose an innovative approach for nanoscale spatial control of chemical functionalisation of (plasmonic) nanostructures which has both nanoscale resolution ca. 20 nm and is simple and rapid. The concept, which we call "Meta-chemistry", involves using a pulsed laser to locally heat the solvent in specific regions surrounding a nanostructure. These nanoscale thermal gradients can then be exploited to drive chemistry in a spatially selective manner. In the proposal we will develop a fundamental understanding of how heat is generated and transported in a liquid surrounding a nanostructure, thus providing the foundation for optimal spatial control. Also crucially, we will synthesise thermally responsive polymers which will be transformed in the locally heated solvent, creating nano-domains which can be subsequently chemically functionalised. Using the meta-chemistry concept cm2 of a nanostructured substrate can be both spatially and selectively chemically modified, in preparation for subsequent chemical functionalisation, in less than 60 seconds. The proposal is at the cusp of chemistry physics and engineering, it will discover novel fundamental science which in the longer term could be the foundation of a powerful flexible technology for the nanoscience toolbox.
机器和设备的工业批量生产依赖于以最快、最高效的方式以特定顺序组装不同的部件。然而,当我们考虑连接元件来制造纳米设备时,在日常长度尺度上的例行公事就变得更加困难和耗时。当人们希望创建特定的分子-纳米结构结构时,情况尤其如此。利用合成化学工具和纳米制造技术(如纳米压痕和注射成型),可以批量生产单个组分分子和复杂的纳米结构结构。然而,现有的以特定方式组合这些单独元素的技术速度很慢(例如,浸渍笔纳米光刻需要数十个小时才能使cm2样品功能化),因此产量较低(即与大规模生产不兼容)。因此,创造相对复杂的分子-纳米混杂材料相当于手工制作一辆宾利,而不是大众高尔夫的装配线批量生产。我们提出了一种创新的方法,用于对(等离子体)纳米结构的化学功能化进行纳米尺度的空间控制,该方法既具有约20 nm的纳米级分辨率,又简单快速。这个概念,我们称之为“超化学”,涉及到使用脉冲激光在纳米结构周围的特定区域局部加热溶剂。然后,可以利用这些纳米级的温度梯度来以空间选择性的方式驱动化学。在该提案中,我们将对纳米结构周围的液体中如何产生和传输热量有一个基本的了解,从而为最佳空间控制提供基础。同样关键的是,我们将合成热响应性聚合物,这些聚合物将在局部加热的溶剂中转化,产生纳米结构域,随后可以进行化学功能化。利用元化学概念,纳米结构衬底的cm2可以在不到60秒的时间内被空间和选择性地化学修饰,为随后的化学功能化做准备。这项提议处于化学、物理和工程的尖端,它将发现新的基础科学,从长远来看,这可能是纳米科学工具箱强大而灵活的技术的基础。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Attomole enantiomeric discrimination of small molecules using an achiral SERS reporter and chiral plasmonics
使用非手性 SERS 报告基因和手性等离子体激元对小分子进行 Attomole 对映体区分
- DOI:10.48550/arxiv.2310.09083
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Chaubeya S
- 通讯作者:Chaubeya S
Chiral Metafilms and Surface Enhanced Raman Scattering for Enantiomeric Discrimination of Helicoid Nanoparticles
- DOI:10.1002/adom.202202991
- 发表时间:2022-12
- 期刊:
- 影响因子:9
- 作者:M. Kartau;A. Skvortsova;Victor Tabouillot;Shailendra K. Chaubey;Polina Bainova;Rahul Kumar;V. Burtsev;V. Svorcik;N. Gadegaard;Sang Won Im;M. Urbanova;O. Lyutakov;M. Kadodwala;A. Karimullah
- 通讯作者:M. Kartau;A. Skvortsova;Victor Tabouillot;Shailendra K. Chaubey;Polina Bainova;Rahul Kumar;V. Burtsev;V. Svorcik;N. Gadegaard;Sang Won Im;M. Urbanova;O. Lyutakov;M. Kadodwala;A. Karimullah
Coupling of plasmonic hot spots with shurikens for superchiral SERS-based enantiomer recognition.
- DOI:10.1039/d3nh00008g
- 发表时间:2022-08
- 期刊:
- 影响因子:9.7
- 作者:O. Guselnikova;R. Elashnikov;V. Svorcik;M. Kartau;C. Gilroy;N. Gadegaard;M. Kadodwala;A. Karimullah;O. Lyutakov
- 通讯作者:O. Guselnikova;R. Elashnikov;V. Svorcik;M. Kartau;C. Gilroy;N. Gadegaard;M. Kadodwala;A. Karimullah;O. Lyutakov
Symmetry control of strong chiral light matter interactions in photonic nanocavities for efficient circularly polarised emission
光子纳米腔中强手性光物质相互作用的对称控制,实现有效的圆偏振发射
- DOI:10.48550/arxiv.2302.10055
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kumar R
- 通讯作者:Kumar R
Coupling of Plasmonic Hot Spots with Shurikens for Superchiral SERS-based Enantiomer Recognition
等离子体热点与手里剑的耦合用于基于超手性 SERS 的对映体识别
- DOI:10.48550/arxiv.2208.05454
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Guselnikova O
- 通讯作者:Guselnikova O
{{
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 }}
M Kadodwala其他文献
M Kadodwala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('M Kadodwala', 18)}}的其他基金
Meta-Smart: Merging de novo designed biomolecules with plasmonic metamaterials for new technologies
Meta-Smart:将从头设计的生物分子与等离激元超材料相结合,以实现新技术
- 批准号:
EP/S029168/1 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Research Grant
Mapping the mesoscale structural landscape using "sculpted" chiral plasmonic fields
使用“雕刻的”手性等离子体场绘制中尺度结构景观
- 批准号:
EP/P00086X/1 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Research Grant
Plasmon-Enhanced Chiroptical Biosensors
等离激元增强手性光学生物传感器
- 批准号:
EP/K034936/1 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Research Grant
Breaking down barriers to cause a paradigm shift in ultra-sensitive detection of protein structure.
打破障碍,引起蛋白质结构超灵敏检测的范式转变。
- 批准号:
G0902256/1 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Research Grant
相似国自然基金
SCIENCE CHINA Chemistry
- 批准号:21224001
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
接枝IKVAV多肽和NGF的水凝胶对神经干细胞分化影响及其机制的研究
- 批准号:51103112
- 批准年份:2011
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
新型二茂铁基四咪唑类大环配体的合成、表征及其金属配合物在非均相C-C偶联反应中的应用研究
- 批准号:21102132
- 批准年份:2011
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Science China Chemistry
- 批准号:21024801
- 批准年份:2010
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
高温气化过程中煤灰矿物质演变规律的量子化学计算与实验研究
- 批准号:50906055
- 批准年份:2009
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
运用Linkage Chemistry合成新型聚合物缀合物和刷形共聚物
- 批准号:20974058
- 批准年份:2009
- 资助金额:12.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于诱导ES细胞定向分化的化合物库构建和信号转导分子事件发现
- 批准号:90813026
- 批准年份:2008
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
新型亲水作用色谱分离材料制备及其应用
- 批准号:20775079
- 批准年份:2007
- 资助金额:27.0 万元
- 项目类别:面上项目
合成新的树枝状共轭大分子
- 批准号:20674049
- 批准年份:2006
- 资助金额:27.0 万元
- 项目类别:面上项目
计算化学E-SCIENCE研究与示范应用
- 批准号:90612016
- 批准年份:2006
- 资助金额:160.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
相似海外基金
Nanoscale Coronas: Surface Chemistry and Reactivity on Particle Scaffolds
纳米级电晕:粒子支架上的表面化学和反应性
- 批准号:
2305039 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Standard Grant
Nanoscale elucidation of prebiotic chemistry under early earth conditions
早期地球条件下生命起源化学的纳米级阐明
- 批准号:
23K17314 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Improving Fragment Based Drug Discovery and the Development of Tools for Chemical Biology through Nanoscale Encapsulation and NMR Spectroscopy
通过纳米级封装和核磁共振波谱改善基于片段的药物发现和化学生物学工具的开发
- 批准号:
10419416 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Correlative operando and cryo-techniques for visualising structure and chemistry in nanoscale systems
用于可视化纳米级系统结构和化学的相关操作和冷冻技术
- 批准号:
2848757 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Studentship
Improving Fragment Based Drug Discovery and the Development of Tools for Chemical Biology through Nanoscale Encapsulation and NMR Spectroscopy
通过纳米级封装和核磁共振波谱改善基于片段的药物发现和化学生物学工具的开发
- 批准号:
10707914 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Quantitative Scattering Microscopy (QSCAT) for Nanoscale Imaging of Ion Insertion Chemistry
用于离子插入化学纳米级成像的定量散射显微镜 (QSCAT)
- 批准号:
2204052 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Standard Grant
Engineering Immunomodulatory Nanoscale Coatings for Protecting Islet Transplants
用于保护胰岛移植物的工程免疫调节纳米涂层
- 批准号:
10263374 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Engineering Immunomodulatory Nanoscale Coatings for Protecting Islet Transplants
用于保护胰岛移植物的工程免疫调节纳米涂层
- 批准号:
10443830 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Nanoscale Metal-Organic Frameworks Enable Radiotherapy-Radiodynamic Therapy and Deliver CpG Oligodeoxynucleotides to Generate Tumor Vaccines and Potentiate Immunotherapy of Head and Neck Cancers
纳米级金属有机框架实现放射治疗-放射动力学治疗并提供 CpG 寡脱氧核苷酸以生成肿瘤疫苗并增强头颈癌的免疫治疗
- 批准号:
10450090 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:
Nanoscale Metal-Organic Frameworks Enable Radiotherapy-Radiodynamic Therapy and Deliver CpG Oligodeoxynucleotides to Generate Tumor Vaccines and Potentiate Immunotherapy of Head and Neck Cancers
纳米级金属有机框架实现放射治疗-放射动力学治疗并提供 CpG 寡脱氧核苷酸以生成肿瘤疫苗并增强头颈癌的免疫治疗
- 批准号:
10684142 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 120.43万 - 项目类别:














{{item.name}}会员




