《新型層次化納米雜化結構的DNA自組裝納米製造》是依託中國科學技術大學，由鄧兆祥擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：新型層次化納米雜化結構的DNA自組裝納米製造
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：鄧兆祥
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題面向納米製造的基礎方法學研究，充分基於DNA分子精確可控的自組裝特性，以申請人課題組在納米材料的DNA功能化和程式化組裝方面積累的實驗技術為基礎，旨在通過自下而上的自組裝策略，發展常規方法難以實現的，具有特殊層次結構的新型納米雜化結構的納米製造新方法，為獲得具有催化、感測和光學性能的納米材料以及構建新型納米仿生結構和光電功能器件等套用奠定方法基礎。本項目主要研究內容包括：（1）單分散核-衛星狀納米粒子團簇的高效製備；（2）納米糰簇在一維和二維模板上陣列結構的組裝及產物的分離與純化；（3）均相溶液中新型納米印章技術的實現及用於島狀納米粒子陣列結構的製造；（4）二維納米粒子陣列的有序化和不對稱修飾方法。本課題充分體現了分子生物學、生物物理、化學和材料科學的高度交叉，研究結果將為實現納米結構的組合構造，定製特定功能的多元多層次納米結構，研究材料的結構-性能相關性等提供可靠的方法和技術基礎。
結題摘要
項目執行期間，圍繞新型層次化納米雜化結構的納米製造方法學開展研究，取得以下主要研究成果：（1）實現了鉑、銀納米粒子的“價態”可控DNA功能化，基於DNA分子精準的鹼基互補配對作用，構築出結構、組成嚴格可控的離散型層次化金屬納米雜化結構；（2）製備出單分散的Au@Ag和Au@Pd雙金屬核殼納米結構並實現了其價態可控的DNA功能化，以這兩種核殼結構為組裝模組構建了一系列具有催化和表面增強拉曼活性的層次化納米異質結構；（3）發展出單、雙核型核-衛星納米粒子團簇結構的可控組裝方法，得到穩定且結構高度一致的金納米粒子團簇，可進一步用於製造具有更高結構層次的納米雜化超結構；（4）基於微球表面的空間位阻效應，成功地在蛋白質功能化的石墨烯兩面修飾不同類型的納米粒子，實現了二維石墨烯片層的雙面不對稱功能化；（5）將自組裝和化學沉積有效融合，構造出具有優異穩定性和可調等離激子光學特性的二維層次化金/銀納米雜化結構，這一結構亦表現出良好的抗菌活性；（6）以單壁碳納米管為模板結合自組裝和無電化學沉積（金、銀、鈀等）技術，構造出微-納複合型一維層次化多金屬納米複合結構；（7）以蛋白質分子或DNA序列包裹的石墨烯和單壁碳納米管為模板，利用DNA功能化金納米粒子與蛋白質或DNA間相互作用的可調控性，成功實現金納米粒子核-衛星結構在一維和二維碳納米模板上的層次化高效組裝；（8）基於層次化納米製造的思想，以球形納米粒子為模板，實現了金納米粒子在其表面的高密度組裝與有效固定，去除模板後成功得到具有納米通透性的金納米粒子自組裝中空膠囊；（9）研究了分子、離子協同相互作用以及核酸鏈取向對納米粒子組裝過程的調控機制，實現了納米粒子自組裝過程的多重化學調控。本項目在Chem. Sci.，Chem. Commun.，J. Mater. Chem.，Langmuir以及Anal. Chem.等重要SCI期刊上發表論文10篇，出版邀請英文專著2章，畢業博士生3名，碩士生2名，培養的博士生獲求是獎學金以及中科院院長獎學金等。
