基於LDHs的生物分子有序組裝及紅外輻射性能研究

《基於LDHs的生物分子有序組裝及紅外輻射性能研究》是依託東南大學，由周鈺明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於LDHs的生物分子有序組裝及紅外輻射性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周鈺明
• 依託單位：東南大學

中文摘要

利用成核/晶化隔離、超音波共沉澱等方法製備粒徑可控的納米LDHs，並對其進行表面有機化，通過選擇控制層板金屬離子比例、層間陰離子、電荷密度等，在納米尺度上調控LDHs的結構參數和性質，利用化學修飾及引入手性分子等方式調變生物駐極體分子的駐極特性，利用納米LDHs主體與生物駐極體分子客體之間的匹配、相容性、有序性和分子識別能力，實現生物分子模板誘導有序組裝。研究納米LDHs層板組成、層板電荷密度、組裝方式等對客體生物駐極體分子或其他生物手性分子的協同作用，獲得非手性主體-手性或生物駐極體分子間客體的相互作用模型和組裝機理。研究層狀納米LDHs層間限域納米空間與組裝生物分子間的相互作用及其介電性能，明確紅外輻射性能與生物駐極效應、電極化過程、電荷密度之間的構效關係及其納米生物電效應。這種獨特納米生物分子有序組裝材料將具有特殊的光、電、磁性能和化學特性，在軍用和民用上均有潛在的經濟和社會效益。

結題摘要

本項目利用水熱法、共沉澱法和超聲模板法製備可控的納米鋁基LDHs和分級結構的鋁基LDHs，並對其表面進行改性。通過選擇控制層板金屬元素和層間陰離子的種類，製備系列含有半導體元素In的LDHs和Co-Fe LDHs，並將乳酸根和醋酸根等有機陰離子插入到LDHs層間，以控制LDHs的層結構。利用LDHs主體與生物大分子客體之間的匹配、相容性、有序性和分子識別能力，將膠原、血紅蛋白、牛血清白蛋白、DNA等生物大分子和LDHs的有序組裝，考察了組裝方式和界面效應對材料的紅外輻射性能的影響，該組裝材料具有較低的紅外發射率，最低可達0.330。研究表明，半導體元素銦引入到LDHs層板，能有效降低LDHs紅外輻射性能。同時發現將剝離的LDHs納米片組裝成緻密的薄膜材料，紅外輻射性能有進一步的降低。利用LDHs生物兼容性和生物分子的識別功能，將LDHs和生物大分子有序組裝，該組裝材料的組成和結構可調，紅外輻射性能可控。本項目共發表了論文20篇，其中：SCI論文19篇（影響因子＞3.4的SCI論文5篇）、EI論文1篇，發表會議論文15篇，申請發明專利9件，其中授權3件。本項目製備的基於LDHs生物分子有序組裝材料具有特殊的光、電、磁性能和化學特性，在軍用和民用上均有潛在的經濟和社會效益。