锂皂石为框架基质的光控可逆超分子有机-无机杂化水凝胶的构筑

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21502039
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0110.超分子化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Recently, the construction of reversible and controllable intelligent material by supramolecular self-assembly have attracted growing interest in the fields of material science and life science. However, materials with intermolecular weak interactions as drive force usually softness and show poor mechanical property, which has limited its applications in some special fields. The objective of this project is to design and construct novel organic-inorganic hybrid hydrogel with the feature of both high mechanical property and good reversibility by combination of supramolecular macrocyclic host-guest interaction and inorganic substrate. The introduction of laponite as scaffolds will effectively improve the mechanical strength of the gel while supramolecular noncovalent interaction gives the system excellent controllability and reversibility. Controllable and reversible sol-gel process will be achieved based on the photoisomerization of azophenyl moiety under light irradiation. In addition, the mechanism, control factor and drive force of this macroscopic self-assembly process will be expounded in detail by determining thermodynamic parameters and dynamic parameters. The mechanical properties of this hybrid hydrogel will be investigated by measuring the viscous coefficient and elastic coefficient. This study will provide theory and technology for fabricating high mechanical strength and bio-compatible hydrogel. Furthermore, our research play very important role in fundamental scientific research and a variety of application in the fields of biological material for filling, photo-responsive devices and controllable rare earth luminescent material.
利用超分子自组装构筑可控可逆智能材料已经成为当今材料科学、生命科学等领域的研究热点。然而,利用超分子非共价弱相互作用力构筑得到的材料质地较软,力学性能差,限制了其在某些特定领域的应用。在本项目中,我们拟将基于环糊精的超分子自组装与无机基质锂皂石相结合,设计并合成以锂皂石为框架基质,超分子非共价作用力为驱动力,兼具较高机械强度和可控可逆特性的有机-无机杂化水凝胶。另外,通过引入与环糊精尺寸匹配且具有光致异构特点的偶氮苯客体分子等手段,实现凝胶-溶胶过程的光控可逆调控。在此基础上,通过深入系统地研究该杂化宏观自组装过程的热力学参数和动力学参数,阐明该杂化宏观自组装过程的机理、模式、驱动力和影响因素等基础科学问题;研究所得水凝胶的机械性能和力学性能。该研究项目不仅具有非常重要的基础科学价值,同时还在生物填充材料、光响应探测器、可控稀土发光材料等领域具有重要的实际应用前景。

结项摘要

稀土配合物具有优异的发光性能(如量子效率高、荧光寿命长、单色性能好、发射光谱丰富),然而稀土配合物自身的缺陷如光、热稳定性差,易团聚、可加工性差等限制了其进一步器件化及从实验室向商业应用的大规模转化。将稀土配合物与无机基质相结合制备稀土有机-无机杂化材料成为解决这一问题的有效途径。在本项目中,我们利用多级杂化自组装的策略将稀土与锂皂石类纳米粘土相结合,制备了兼具良好机械强度和优异发光性能的杂化水凝胶。实验表明,多级自组装的策略不仅可以有效保持稀土配合物在水中的发光强度和量子效率;同时可有效避免物理掺杂体系中稀土离子分散不均匀、掺杂量低、易漏淅等缺陷,并赋予了凝胶可控可逆的特性。在此基础上通过引入光刺激响应性的主客体包合物实现了光控远程凝胶-溶胶可逆相转变;通过改变稀土离子的种类及比例实现了颜色可调杂化水凝胶的构筑。并深入系统地研究了杂化水凝胶的形成机理、模式、驱动力和影响因素等基础科学问题,这些数据可作为继续深入研究杂化宏观自组装的先导。该该研究项目不仅具有非常重要的基础科学价值,为之后的工作提供重要的理论依据和实验基础。同时,所制备的透明发光水凝胶及薄膜具有良好的光学性质、机械性能以及可加工性能,有望在激光、光学器件、太阳能电池等领域得到应用。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(2)
Water-Soluble Luminescent Hybrid Composites Consisting of Oligosilsesquioxanes and Lanthanide Complexes and their Sensing Ability for Cu2+
由低聚倍半硅氧烷和镧系元素配合物组成的水溶性发光杂化复合材料及其对 Cu2+ 的传感能力
  • DOI:
    10.1002/chem.201504300
  • 发表时间:
    2016-02-24
  • 期刊:
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Xu, Qianqian;Li, Zhiqiang;Li, Huanrong
  • 通讯作者:
    Li, Huanrong
Reversible Phase Transition of Robust Luminescent Hybrid Hydrogels
鲁棒发光混合水凝胶的可逆相变
  • DOI:
    10.1002/anie.201712670
  • 发表时间:
    2018-02-19
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Li, Zhiqiang;Wang, Guannan;Li, Huanrong
  • 通讯作者:
    Li, Huanrong
Flexible and Transparent Films Consisting of Lanthanide Complexes for Ratiometric Luminescence Thermometry
用于比率发光测温的由镧系元素配合物组成的柔性透明薄膜
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2018.02.025
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Yang Daqing;Liu Dexi;Tian Chunkun;Wang Song;Li Huanrong
  • 通讯作者:
    Li Huanrong
Self-Healing Hydrogel Containing Eu-Polyoxometalate as Acid-Base Vapor Modulated Luminescent Switch
含有铕多金属氧酸盐的自修复水凝胶作为酸碱蒸汽调制发光开关
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2018.06.024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Jing;Chen Meng;Li Peng;Cheng Fei;Xu Yang;Li Zhiqiang;Wang Yige;Li Huanrong
  • 通讯作者:
    Li Huanrong
Recent progress in the Luminescent materials based on lanthanide complexes intercalated synthetic clays
稀土配合物插层合成粘土发光材料研究进展
  • DOI:
    10.1016/j.jre.2018.09.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Rare Earths
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang Yige;Li Peng;Wang Shufang;Li Huanrong
  • 通讯作者:
    Li Huanrong

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其他文献

线粒体通透性转化孔骨架蛋白在深低温停循环大鼠海马线粒体中的表达情况
  • DOI:
    10.13507/j.issn.1674-3474.2016.11.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华实用诊断与治疗杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱耀斌;李志强;范祥明;刘东海;张伟华;廖秋明;杨尧;李刚;刘扬;张晶
  • 通讯作者:
    张晶
16SrRNA高通量测序研究有龋者唾液微生物群落结构及多样性
  • DOI:
    10.13701/j.cnki.kqyxyj.2015.05.009
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    口腔医学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王少果;游祥磊;车春晓;曾飒;周建业;李志强;何祥一
  • 通讯作者:
    何祥一
16S rRNA克隆文库法分析成人龋病唾液微生物多样性
  • DOI:
    10.13701/j.cnki.kqyxyj.2016.03.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    口腔医学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李俊平;吴芳;汪珍珍;王译彬;周建业;李志强;余占海
  • 通讯作者:
    余占海
金属衬底上石墨烯的红外近场光学
  • DOI:
    10.7498/aps.69.20191598
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    岑贵;张志斌;吕新宇;刘开辉;李志强
  • 通讯作者:
    李志强
基于FPGA的低截获概率卫星测控信号捕获系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    微型机与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈啸;李志强;李广侠;朱文明
  • 通讯作者:
    朱文明

其他文献

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李志强的其他基金

各向异性稀土杂化发光水凝胶的构筑及其刺激响应行为
  • 批准号:
    22171069
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
各向异性稀土杂化发光水凝胶的构筑及其刺激响应行为
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
光刺激响应性双网络稀土杂化超分子水凝胶的原位聚合构筑
  • 批准号:
    21871075
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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