Multifunctional Hybrid Nanomaterials

多功能杂化纳米材料

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2016-01-01 至 2017-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This original and innovative research program focuses on: 1) the study of the fundamental properties of metallic nanoparticles (MNPs) and luminescent carbon dots (CDs), as well as (2) leveraging this knowledge to engineer nanomaterials and nanoconstructs that can be exploited for the development of novel applications that fall under the Natural Science and Engineering (NSE) targets. CDs, a relatively new class of nanomaterials, are regarded as having low chemical toxicity and high biocompatibility. They can be excited using multiple wavelengths and their emissions are tuneable from the ultraviolet to near-infrared (NIR). Effective exploitation of the luminescent properties of CDs allows for applications development, only possible upon understanding their luminescence mechanism, which we will thoroughly investigate using steady-state and dynamic spectroscopy. To enhance their luminescence efficiency, we will develop strategies for enhancing the emission quantum yield through studies of metal enhanced luminescence in core/shell architectures, where the MNP core is surrounded by a CD shell. We will then investigate these hybrid materials for the development of carbon dioxide optical sensors to monitor spoilage (food safety and smart packaging applications). In addition, we will integrate the CD sensors in polymer films to mimic “real-life” packaging conditions. We will also study CDs in multiplexing assays targeting the detection and capture of heavy metal ions. We will engineer highly monodisperse CDs, with emissions in the UV/Visible, and study their physico-chemical and optical properties, as well as surface passivation techniques. Moreover, we will study approaches towards surface modification with oligonucleotide aptamers that can capture metallic cations, and develop sensitive non-radiative electron-transfer quenching assays for detection (environmental and biosensing applications). Finally, we will seek to engineer a versatile system that can exploit the biocompatibility of our nanomaterials and develop a multimodal nanocarrier system for imaging and controlled-release of molecular cargo. These nanocarriers will combine MNPs, which will serve as a heating core, and a thermoresponsive polymeric shell, that will encapsulate the core and trap CDs modified with targeting and therapeutic agents, as a stimulated controlled release strategy (targeted drug delivery applications). Our research program will result in ground-breaking advancements in nanomaterials engineering with the aim of: (i) training highly qualified personnel to respond to the scientific and technological demands in academia and industry, (ii) developing concrete applications to address the needs of Canadian society and (iii) contributing towards the realization of the technology platform of the future, affirming Canada’s role as a leader in Nanotechnology research and development.
这个原创和创新的研究计划侧重于:1)金属纳米颗粒(MNP)和发光碳量子点(CD)的基本特性的研究,以及(2)利用这些知识来设计纳米材料和纳米结构,这些纳米材料和纳米结构可以用于开发属于自然科学和工程(NSE)目标的新应用。 CD是一类相对较新的纳米材料,被认为具有低化学毒性和高生物相容性。它们可以使用多个波长激发,并且它们的发射可以从紫外到近红外(NIR)进行调节。有效利用CD的发光特性可以进行应用开发,只有在了解它们的发光机制后才有可能,我们将使用稳态和动态光谱进行彻底研究。为了提高它们的发光效率,我们将通过研究核/壳结构中的金属增强发光来开发提高发射量子产率的策略,其中MNP核被CD壳包围。然后,我们将研究这些混合材料,用于开发二氧化碳光学传感器来监测腐败(食品安全和智能包装应用)。此外,我们将在聚合物薄膜中集成CD传感器,以模拟“现实生活”的包装条件。我们还将在针对重金属离子的检测和捕获的多重测定中研究CD。我们将设计高度单分散的CD,在紫外/可见光发射,并研究其物理化学和光学特性,以及表面钝化技术。此外,我们还将研究用寡核苷酸适体进行表面修饰的方法,这些适体可以捕获金属阳离子,并开发用于检测(环境和生物传感应用)的灵敏的非辐射电子转移猝灭测定法。最后,我们将寻求设计一个多功能的系统,可以利用我们的纳米材料的生物相容性,并开发一个多模式的纳米载体系统,用于成像和控制释放分子货物。这些纳米载体将结合联合收割机MNP和热响应性聚合物壳,MNP将用作加热核,热响应性聚合物壳将包封核并捕获用靶向和治疗剂修饰的CD,作为刺激的控制释放策略(靶向药物递送应用)。 我们的研究计划将导致纳米材料工程的突破性进展,目的是:㈠培训高素质的人员,以满足学术界和工业界的科学和技术需求,㈡开发具体的应用程序,以满足加拿大社会的需要,㈢为实现未来的技术平台作出贡献,肯定了加拿大在纳米技术研究和开发方面的领导地位。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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专利数量(0)

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Naccache, Rafik其他文献

Real-time, non-invasive monitoring of hydrogel degradation using LiYF4:Yb3+/Tm3+ NIR-to-NIR upconverting nanoparticles
  • DOI:
    10.1039/c5nr02482j
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jalani, Ghulam;Naccache, Rafik;Cerruti, Marta
  • 通讯作者:
    Cerruti, Marta
Effects of polydopamine-passivation on the optical properties of carbon dots and its potential usein vivo
  • DOI:
    10.1039/d0cp01938k
  • 发表时间:
    2020-08-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Sebastian Pappalardo, Juan;Macairan, Jun-Ray;Naccache, Rafik
  • 通讯作者:
    Naccache, Rafik
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  • DOI:
    10.1002/adfm.200900234
  • 发表时间:
    2009-09-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Vetrone, Fiorenzo;Naccache, Rafik;Capobianco, John A.
  • 通讯作者:
    Capobianco, John A.
Graphitic carbon nitrides: Efficient heterogeneous catalysts for biodiesel production
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2020.105306
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    de Medeiros, Tayline V.;Macina, Alexia;Naccache, Rafik
  • 通讯作者:
    Naccache, Rafik
Elucidating the mechanism of dual-fluorescence in carbon dots
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2021.07.156
  • 发表时间:
    2021-08-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Macairan, Jun-Ray;de Medeiros, Tayline, V;Naccache, Rafik
  • 通讯作者:
    Naccache, Rafik

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Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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    570479-2021
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    2021
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Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    493026-2016
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Accelerator Supplements
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    493026-2016
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Accelerator Supplements
Absorption Spectrometer for the design and engineering of Carbon and Metallic Hybrid Nanoconstructs
用于碳和金属混合纳米结构设计和工程的吸收光谱仪
  • 批准号:
    RTI-2017-00388
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments

相似国自然基金

一种经心房覆膜血管支架植入 Hybrid Fontan 手术的 临床新技术研究
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    51509075
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    11475201
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    41205073
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相似海外基金

Multifunctional Hybrid Nanomaterials: Development to Biomedical Applications
多功能杂化纳米材料:生物医学应用的发展
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05799
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials: Development to Biomedical Applications
多功能杂化纳米材料:生物医学应用的发展
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05799
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials: Development to Biomedical Applications
多功能杂化纳米材料:生物医学应用的发展
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05799
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials: Development to Biomedical Applications
多功能杂化纳米材料:生物医学应用的发展
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05799
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials: Development to Biomedical Applications
多功能杂化纳米材料:生物医学应用的发展
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05799
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multifunctional Hybrid Nanomaterials
多功能杂化纳米材料
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06629
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.13万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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知道了