手性信息传递中等离激元介导的光与分子对映选择作用机理研究
批准号:
12074035
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王荣瑶
依托单位:
学科分类:
软凝聚态与生物物理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王荣瑶
中文摘要
手性信息传递能够赋予人工材料新颖的物理特性和功能。本项目针对金属纳米颗粒胶体自组装体系中光与分子协同的手性信息传递情形,研究等离激元近场增强和热电子效应在手性传递中的作用,探索基于等离激元介导的光与分子对映选择作用的新策略,调控纳米尺度上手性信息的传递和放大,实现光学调控纳米颗粒自组装手性构筑及其手性光学性质。这项研究不仅有助于深入理解在纳米尺度上的手性信息传递和放大的物理机理,还为发展基于纳米等离激元手性功能结构在手性传感、手性光催化、微纳光子器件等方面的应用提供新的思路。
英文摘要
Chiral information transfer can impart artificial materials novel physical properties and functions. This proposal aims to study the cooperatively transfer of chiral information between light and molecules in the self-assembly system of metallic nanocolloids. We will study the plasmon-mediated enantioselective interactions between circularly polarized light and enantiomeric pairs of molecules, with particular attention to the key role of plasmon near-field enhancement and hot-electron effects in the chiral cooperative transfer. Our goal here is to establish a new strategy for regulating the transmission and amplification of chiral information on the nanometer scale, so as to achieve the chiral architecture of metallic nanocolloids with desired chiral plasmonic properties by means of optically controlling method. This research not only helps to deeply understand the physical mechanism of chiral information transfer and amplification on the nanoscale, but also provides a new pathway for developing chiral nanoplasmonic functional structures for applications in chiral sensing, chiral photocatalysis, and photonic nanodevices etc.
纳米尺度上的手性信息的传递赋予人工纳米材料新颖的物理特性和功能。本项目针对金属纳米颗粒胶体及其手性自组装体系,研究与等离激元近场增强和热电子相关的光电、光热、光力和光磁效应,在调控在纳米尺度上手性信息传递和放大的关键作用及其物理机理,并探索了用于分子手性探测和分析的纳米光子学新策略和新方法。核心研究围绕対映选择(enantioselectivity)原理,主要取得如下重要研究结果:(1)首次提出等离激元介导的光子-分子对映选择性相互作用新策略,揭示了光与分子相互作用可导致分子对映体在纳米金表面的选择性吸附,并证实此吸附与手性诱导自旋选择性(CISS)效应的关联。该发现为理解生物均一手性起源提供了新视角,也为开发基于纳米光子学的手性分离技术奠定了基础。(2)提出了物理增强(手征近场增强)与化学增强(界面电荷转移增强)协同作用的新方法,获得基于分子探针的表面增强拉曼(SERS)的镜像光谱,实现快速高效识别氨基酸分子手性对映体。(3)构建了一种类似晶体管结构的手性光学信息放大器,通过源极与栅极的分子对映选择性识别,实现对从源极到漏极手性信息传递和放大的定量调控。该放大器对纳米界面分子对映选择性作用具有超常灵敏度,可用于氨基酸对映体特异性识别及手性分子浓度、对映过剩值的精确测量。(4)利用圆偏振光与手性等离激元纳米结构相互作用产生的不对称光热和光力协同效应,实现了对金纳米棒手性自组装二聚体构象的动态调控,并揭示在纳米颗粒手性组装寡聚体中,存在基于“大多数原则”的自催化效应。本项研究不仅在深入理解纳米尺度上手性信息传递和放大的物理机理方面具有重要的科学意义,而且为发展纳米光子学在生物、立体化学和制药等领域的高通量手性分析技术提供了新思路,具有潜在的应用价值。
基于表面等离激元光学驱动的纳米自组装镜像对称破缺新现象和机理研究
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批准号:11574030
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王荣瑶
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依托单位:
金属纳米微粒的螺旋手性构筑及其集合表面等离激元的光学活性研究
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批准号:11174033
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王荣瑶
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依托单位:
凝胶网络构筑的超声调控及流变性质研究
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批准号:10874015
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王荣瑶
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依托单位:
国内基金
海外基金