《類吡啶分子系統對貴金屬薄膜的納米製造基礎研究》是依託陝西師範大學，由楊鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：類吡啶分子系統對貴金屬薄膜的納米製造基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊鵬
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微納米製造產出了超過260億美元的積體電路產品。提高解析度和降低成本一直是微納米製造領域的追求目標，而傳統光刻蝕策略已經不能滿足超精細刻蝕技術如亞10納米刻蝕水平的要求。本研究旨在揭示新發現的核酸催化金刻蝕規律的基礎上，研究和開發本質上不同於光刻蝕的納米製造新技術，從而解決納米製造過程中的關鍵核心難題。本研究首先探索在弱氧化環境下，吡啶基元與貴金屬離子之間的配位過程，研究該配位產物對於貴金屬氧化還原電位的影響，最終在揭示吡啶催化的氧化刻蝕機理之上，逐步建立一整套利用含類吡啶基元結構的大分子（生物大分子如DNA和合成高分子如聚乙烯基吡啶）來實現貴金屬材料微納米尺度刻蝕的科學方法。該方法過程簡單，不使用對環境污染嚴重的液、氣體以及高溫、高腐蝕性條件；力爭實現單分子水平刻蝕，從而滿足亞10納米刻蝕要求。本課題將開拓新的研究領域，並刺激新一代亞10納米刻蝕方法發展以適應未來電子和半導體工業的需要。
結題摘要
調控材料表界面化學和物理結構是實現材料用途，特別是實現航天航空、生物醫藥、新能源等高附加值套用的一個關鍵環節，其內容是賦予材料表面豐富的化學和物理性能，如親/疏水、抗腐蝕、生物活性/惰性、微納米結構、多層/多種材料複合等。在國家自然科學基金委的資助下（基金號：51303100），項目負責人對類吡啶分子系統介導的貴金屬材料表界面微蝕刻進行了深入系統的研究。與一般所認為的自組裝單分子層會抑制金屬表面的化學刻蝕這一傳統觀念不同，我們首次提出了自組裝單分子層在類吡啶分子系統中會出現促進化學刻蝕的新現象。我們對這一現象進行了機理剖析，從而發展了基於一套自組裝單分子層的正性和負性雙重刻蝕圖案的構築，打破了經典觀念所認為的自組裝單分子層抑制刻蝕的過程只能得到正性圖案的傳統認知（Langmuir 2015, 31, 2922； Langmuir 2014, 30,4945）。進一步，通過我們對表界面功能化領域的不斷加深的認識，我們實現了通過操控溶菌酶相轉變過程來在各種材料表面進行可控組裝與黏附的過程，從而提供一種普適和穩定的功能性塗層。由於溶菌酶具有豐富的相變行為、極低的價格、廣泛的來源、較其他蛋白質更加高的穩定性、通過FDA批准的無毒性以及良好的水溶性和加工性，因此開發基於溶菌酶的功能性界面材料對於發展綠色、環保和可持續發展的材料新體系具有重要意義（Adv. Mater. 2016, 28,579 VIP論文；Adv. Mater. 2016, 28, 7414；Adv. Mater. Interfaces 2015, 2, 1400401）。
