Coordination polymer approach to DNA functionalisation and assembly
Coordination polymer approach to DNA functionalisation and assembly
批准号:
EP/S015310/1
负责人:
Andrew Houlton
金额:
$56.7万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2018
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2018 至 --
中文摘要
生物自组装,即分子将自己组织成定义良好的功能结构和层次系统,激发了材料合成和设备制造的新方法。这些所谓的自底向上方法提供了成本更低、尺寸更小、功能和复杂性更高的可能性。这些方法中最成功的是基于生物学信息载体DNA的方法。dna的健壮性,可靠的合成,可控的长度尺度,结合对遗传密码结构构建规则的深刻理解,解决了材料设计工具包所需的许多标准。然而,天然生物聚合物缺乏一系列有趣的物理化学性质;它的电子系统是相对静止的。为了克服这一问题,人们制定了各种策略。最广泛采用的方法是将预先合成的成分,如纳米颗粒,化学修饰,或将金属和无机材料直接沉积在DNA上形成电线。在本提案中,我们将探索一种新的基于分子的方法来制备功能化dna基材料和自组装分子结构,这也为简单的基于dna的电子学提供了可能的途径。这种方法将使用修饰的DNA成分,即与天然生物聚合物相比具有不同金属结合特性的硫核苷。这些硫核苷可以将金属离子组装成延伸链,即所谓的配位聚合物,具有有用的光电性能,包括导电性。利用这种方法,该项目旨在开拓一种将这些功能配位聚合物与DNA结合在一起的新型材料。这些金属基聚合物可以立即引入发光、半导体和独特的手性光学性质。此外,它们在结构的部分中建立了热稳定的键,在分子结构中引入了可寻址的导电区域以及潜在的新反应性位点。通过这种新颖的路线,允许结合新的特性,新型的施工协议、组合结构和材料特性的组合将成为可能。因此,该项目将推动自下而上的分子设计领域,特别是基于dna的材料,朝着增加功能的方向发展,从而为未来的发展扩大可用的工具包。
英文摘要
Biological self-assembly, whereby molecules organise themselves into well-defined functional architectures and hierarchical systems, has inspired new approaches to materials synthesis and device fabrication. These, so-called, bottom-up methods offer the possibility of lower cost, smaller size and increased functionality and complexity. Among the most successful of these methods are those based on DNA, biology's information carrier. DNAs robust nature, reliable synthesis, controllable length scale, combined with the deep understanding of the genetic code's structure-building rules address many of the criteria desired of a materials design toolkit. However, the native biopolymer lacks a range of interesting physico-chemical properties; its electronic system is relatively quiescent. To overcome this various strategies have been developed. Most widely adopted are the incorporation of pre-synthesized components such as nanoparticles, chemical modification, or deposition of metals and inorganic materials directly onto the DNA to form electrical wires, for example. In this proposal we will explore a new molecular-based approach for preparing functionalized DNA-based materials and self-assembled molecular architectures that also offers a possible route to a simple DNA-based electronics. This approach will use modified DNA components, thionucleosides, that have different metal-binding properties compared to those of the native biopolymer. These thionucleosides can assemble metal ions into extended chains forming, so-called, coordination polymers which have useful optoelectronic properties, including electrical conductivity. Using this approach, the project aims to pioneer a new type of material that combines these functional coordination polymers with DNA. These metal-based polymers can introduce, at once, luminescence, semiconductivity and distinct chiral optical properties. Furthermore, they establish thermally-stable linkages into the parts of the structure, introduce addressable electrically-conducting regions into the molecular architecture and also sites of potential new reactivity. By allowing the incorporation of new properties via this novel route new types of construction protocol, compositional architectures and combinations of material properties will be possible. As a result the project will advance the field of bottom-up molecular design, specifically DNA-based materials, towards increased functionality and so expand the available toolkit for future developments.
期刊论文(5)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI:
10.1039/d2tc00366j
发表时间:
2022-05-12
期刊:
Journal of materials chemistry. C
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
DOI:
10.1039/d3dt00634d
发表时间:
2023-05-02
期刊:
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
Optoelectronic Nanostructures via Polythiophene Block Copolymer Self-Assembly
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批准号:EP/K018051/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$14.65万
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财政年份:2013
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负责人:Andrew Houlton
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依托单位:
国内基金
海外基金
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大面积polymer-NP-MOFs复合薄膜的构筑及光催化选择性加氢研究
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批准号:--
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依托单位:
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