手性纳米结构金属膜材料的构筑及其光学活性

基本信息
批准号:21601123
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:段瑛滢
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:生青青,段甜伟,柏特,王楠
关键词:
光学活性自组装无机材料手性纳米结构膜
结项摘要

Chiral inorganic materials endowed by atomic-scale, nano-scale and micro-scale asymmetric chiral structures would open new horizons for physical theory and promising applications in a variety of fields, such as imaging, optical data storage, optical communications and medicine. Chiral structures and their special selectivities are believed to be a key of the most challenging issues faced by applications. We have been working on the formation mechanism and optical activity (OA) resolution of chiral inorganic nanostructures..In this proposal, we will study the formation and OA of novel chiral metal films in detail so as to guide the exploration of the formation of novel chiral inorganic materials from the nanosized building blocks for specific applications. According to the research plan: (1) Series of chiral metal nanofilms will be made employing special designed surfactant or chiral molecules as structure-directing agent and symmetry-breaking agent, which establish the special interaction between the organic molecules and the inorganic sources. By varying the synthesis condition, the structural and morphological evolution of the chiral metal film will be studied in detail, which allows deeper understanding of the formation of chiral structures. (2) Study the mechanism of OAs by structural resolution, structural relationship and optically active evolution, which will be discussed based on electron microscopy method and molecular spectroscopy. (3) Study multiple and co-operative OAs produced by chiral metal nanofilms: distinguishing different OAs, interaction between OAs, enhancement or weakened of general OAs. This subject will be of interest to researchers in diverse areas of chemistry and physics, particularly those in inorganic, nanotechnology, materials chemistry and optics.

手性无机材料是一类在原子尺度、纳米尺度甚至微米尺度上具有手性结构的新型功能材料,在传感、成像、通讯、医药等方面具有广泛应用前景。新型手性无机材料的制备及其特有的手性选择性质是本领域重要的研究课题。申请人在手性无机纳米材料的设计合成和光学活性研究方面进行了深入细致的研究,并发表了多项成果。本课题拟在前期课题基础上,(1)通过控制结构导向分子、手性诱导分子以及无机源,用自组装方法制备具有特殊光学活性的手性金属纳米膜材料,探讨手性组装体形成过程中反应条件对无机材料手性结构的影响;(2)通过电子显微学、分子光谱学等研究手性金属纳米膜材料产生各种光学活性的原理及影响因素,揭示其结构和功能的关系;(3)探讨不同光学活性之间的相互作用和作用机理,从而根据规律和机理选择性地表达特定的性质。本项研究对于无机化学、纳米科学、材料科学和光学具有重要理论价值,并为新型手性无机纳米材料的合成和应用打下良好的基础。

项目摘要

手性是结构不能通过平移和旋转与其镜像重合的几何性质,是自然界的基本属性。手性无机材料是一类在原子尺度、纳米尺度甚至微米尺度具有手性结构的新型功能材料,在传感、成像、通讯、医药等方面具有广泛的应用前景。对新型手性无机材料进行设计、制备及发现其特有的手性选择性质是本领域重要的研究课题。.本课题通过控制结构导向分子、手性诱导分子及无机源的相互作用,对多级手性结构的无机材料的合成及性质进行了系统性研究,(1)通过化学自组装方法合成具有从原子尺寸到微米尺度多级手性结构的金属和金属氧化物膜材料,(2)分别表达出对应金属等离子体共振吸收、金属氧化物电子跃迁吸收以及手性结构圆布拉格共振散射的多重光学活性,(3)探讨了不同光学活性与金属和金属氧化物膜不同尺寸手性结构之间的对应关系,(4)发现与金属膜材料原子尺寸手性结构对应的新的手性不对称催化选择性。.以上研究成果为新材料的开发和应用,特别是在手性对映体检测或分离方面具有重要的理论和实验价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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