《仿生光回響納米通道的設計及其在能量轉換中的套用》是依託北京航空航天大學，由翟錦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：仿生光回響納米通道的設計及其在能量轉換中的套用
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：翟錦
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統能源的日益消耗導致人類對新型可再生能源的期望與日俱增。自然界經過45億年的進化，形成了高效的能量轉換系統。因此，向自然學習，研究生物體中的能量轉換機理以及製備仿生能量轉換材料和器件為解決能源問題提供新原理和新概念。生物體中的光回響離子通道分為光碟機動離子泵和光門控離子通道，其作用主要表現在微生物的產能過程，動物視網膜的成像過程以及植物的光合作用。受此啟發，本申請旨在設計人工納米流體通道，利用其獨特的納米結構以及功能分子的修飾，在原理上和結構上模仿生命中光能高效轉換的某一個側面，實現新型光能轉換材料的設計。本申請設計思想分為兩個層面：首先，受生物中存在的光門控離子通道的啟發，在納米孔道基底上設計光控智慧型開關；隨後，在此基礎上受生物中的光碟機動離子泵的啟發，將光回響蛋白或者光致電荷分離分子與智慧型納米孔道相結合，設計出光碟機動的人工離子泵納米通道，實現光能到電能的轉換。
結題摘要
傳統能源的日益消耗導致人類對新型可再生能源的期望與日俱增。自然界經過45億年的進化，形成了高效的能量轉換系統。因此，向自然學習，研究生物體中的能量轉換機理及製備仿生能量轉換材料和器件為解決能源問題提供新原理和新概念。生物體中的光回響離子通道分為光碟機動離子泵和光門控離子通道，其作用主要表現在微生物的產能過程，動物視網膜的成像過程以及功能分子的修飾，在原理上和結構上模仿生命中光能高效轉換的某一個側面，實現新型光能轉換材料的設計。本項目基於生物中存在的光門控離子通道的啟發，設計和製備了多種回響性的納米通道體系，並對納米通道的離子電流行為進行了理論與實驗的模擬；並由生物中光碟機動離子泵的啟發，將光回響蛋白與智慧型納米孔道相結合，獲得光碟機動的人工納米通道能量轉換體系。發表SCI收錄論文14篇，其中影響因子大於6的文章13篇，包括Advanced Materials 4篇， NPG Asia Materials 1篇，Advanced Functional Materials 2篇，Chem. Commun. 3篇。
