多级手性贵金属等离子体纳米材料的自组装合成及其光学性质的研究

This project is foucused on controlled synthesis of the hierarchically chiral plasmonic nanostructures by self-assembly technology and modulation of their chiroptical response. In this process, the noble metal （Au, Ag） nanostructures (such as, nanorods, nanoplates and nanoparticles) will be used as building blocks and small biomolecules (for example, cysteine and GSH), as well as transition metal ions, will be used as bridging molecules, respectively. The interaction between the biomolecules and plasmonic nanostructures, transition metal ions and plasmonic building blocks, as well as plasmonic building blocks, will be investigated by using the TEM, SEM, UV-vis spectrum, CD spectrum, FDTD and ultrafast spectrum, respectively. This leads that the chiral arrangement of NPs, distance between NPs, transmission of electron and transfer of energy on the interface can be controlled in effect. The effect of the size, morphology of plasmonic building blocks, configuration and concentration of biomolecules, as well as the kinds of transition metal ions, will be studied on the basis of a number of experiments. Finally, the controlled synthesis of hierarchically chiral plasmonic nanostructure and modulation of chiroptical response will be realized. This project is very significant in the synthesis of hierarchically chiral inorganic materials and their biological applications.

本项目拟以手性贵金属等离子体纳米材料的自组装合成及其光学性质的分析为研究对象，开展多级手性贵金属等离子体纳米材料的可控合成及其光学活性的有效调控。合成路径拟首先采用湿化学方法，通过调变反应参数，合成出一系列贵金属纳米棒（线）、纳米片及纳米粒子等。之后以其为前驱体，以半胱氨酸为代表的含巯基的生物小分子及过渡金属离子为桥连分子通过自组装过程来实现多级手性贵金属等离子纳米材料的制备。通过透射电镜、扫描电镜、圆二色光谱、FDTD（时域有限元差分分析）软件及飞秒超快光谱等来探索等离子体纳米基元间的相互作用规律，通过大量实验，深入研究等离子体纳米基元的形貌、尺寸、生物分子及金属离子的种类、浓度对多级手性结构及其光学活性的影响，重点阐明多级手性微观结构与其光学活性之间的关联规律，最终实现多级手性等离子体结构的可控合成及其光学活性的有效调控。本项目在无机手性结构的合成及其在生物传感等方面具有重要的意义。

本项目拟以手性贵金属等离子体纳米材料的自组装合成及其光学性质的分析为研究对象，开展多级手性贵金属等离子体纳米材料的可控合成及其光学活性的有效调控。合成路径拟首先采用湿化学方法，通过调变反应参数，合成出一系列贵金属纳米棒（线）、纳米片及纳米粒子等。之后以其为前驱体，以半胱氨酸为代表的含巯基的生物小分子、过渡金属离子及纳米粒子为桥连剂通过自组装过程来实现多级手性贵金属等离子纳米材料的制备。通过透射电镜、扫描电镜、圆二色光谱、FDTD（时域有限元差分分析）软件及飞秒超快光谱等来探索等离子体纳米基元间及其与其它纳米基元间的相互作用规律，通过大量实验，深入研究等离子体纳米基元的形貌、尺寸、生物分子、金属离子的种类、浓度及其他纳米基元的尺度对多级手性结构及其光学活性的影响，重点阐明多级手性微观结构与其光电活性之间的关联规律，最终实现多级手性等离子体结构.的可控合成及其光电活性的有效调控。本项目在无机手性结构的合成、光电催化及发光显示等方面具有重要的意义。