超低场磁成像成为磁成像的前沿研究领域,新型

2020-03-13 13:05栏目:yabovip3
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2017年12月 20日,中国科学院条件保障与财务局组织专家分别对化学所姚立研究员承担的中科院科研装备研制项目“新型原位超低场磁成像力谱仪的研制”和胡文平研究员承担的“有机半导体微尺度光电转换与自旋特性研究系统”进行了结题验收。

磁性纳米粒子在现代科学的众多领域具有广泛的应用,例如核磁共振成像、生物医药、催化、数据存储和环境保护等。通过调节粒子的尺度和几何外观以及分级有序自组装,可以获得磁性纳米粒子优异的特性,利用磁性纳米粒子间的多种相互作用,可以实现不同尺度下的多功能应用需求。因此,磁性粒子自组装结构的设计与调控已成为理解构效关系、提升相关材料性能的关键点和难点。在国家自然科学基金委、中国科学院和中国科学院化学研究所的大力支持下,化学所分子动态与稳态结构实验室研究员姚立课题组科研人员利用超低场磁成像综合研究平台,在磁性多功能自组装体的结构设计与构筑、性能调控与应用研究方面取得了系列进展。

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姚立研究员承担的“新型原位超低场磁成像力谱仪的研制”项目研制了一套新型原位超低场磁成像力谱仪装置,将扫描磁成像技术和微流控技术相结合,实现了对超低弱磁场进行高灵敏的探测,对磁颗粒物进行定量的磁成像,磁性颗粒物检测限满足单颗粒检测,可直接进行生物分子相互作用力的原位测量;该力谱仪装置在超低场环境中研究生物分子相互作用具有独特的优势,不仅可以给出定量和定位的信息,而且可以获得相互作用的力学信息。

由于无需低温超导产生的强磁场环境,超低场磁成像成为磁成像的前沿研究领域。然而常规的磁探针不能满足超低场技术的要求,该实验室科研人员与胶体界面与化学热力学实验室合作,采用分子调控的自组装方式,构建了一个新型的超低场磁探针。通过将磁性纳米粒子的多功能性与单孔中空的结构特性有机结合起来,实现对其磁性能的调控和提升,并发展了一个集选择性封装、磁导航输送、可控释放于一体的智能生物医学平台。更重要的是,整个过程可通过磁共振成像手段实时监控。这种自组装磁球用作智能纳米载药有望使癌症治疗可视化、更有效、更精准。相关结果发表在J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2090−2093。

2019年5月17日,复旦大学Wu Ruqian及加州大学欧文分校W.Ho共同通讯在Science在线发表题为“Probing and imaging spin interactions with a magnetic single-molecule

胡文平研究员承担的“有机半导体微尺度光电转换与自旋特性研究系统”研制了有机半导体微尺度光电转换与自旋特性研究系统,集探针技术、低温技术、高真空技术、微电流采集技术、磁场调控技术于一体,实现了真空下器件的制备、器件的转移和测试,采用上述装置,成功地开展了有机半导体微尺度光电转换与自旋特性研究,研究了有机半导体高度有序晶态薄膜的生长条件与规律,探索了磁场下有机半导体的电学行为。

与具有对称性结构的粒子相比,Janus微粒由于其独特的各向异性,在催化、载药、传感、水处理等方面具有许多潜在的应用,同时具有较为特殊的聚集行为,极易发生自组装,可用于模拟分子的自组装。而Janus微粒自组装的实际应用受限于单分散、量大、形貌可控的Janus微粒的制备。在最近的研究中,该实验室科研人员通过自行研制的液滴微流控平台,利用磁控诱导浸润调变的原理,制备出两亲性、磁响应、单分散的Janus微粒;并基于形貌各向异性、两亲性、外磁场的协同自组装模式,形成了一个大面积、两亲性的单层膜,可应用于智能涂层、防污表面及抗生物粘附材料。相关结果发表在Adv. Mater. 2016, 28, 3131–3137。

sensor”的研究论文,该研究探测,表征和成像连接到扫描隧道显微镜尖端的NiCp2分子和吸附在Ag表面上的另一个NiCp2分子之间的自旋

自旋相互作用。另外,进一步使用探针对交换相互作用强度的轮廓进行成像,揭示了两个磁性分子的量子态强烈混合的埃级尺度区域。研究结果为基于磁性单分子传感器的新纳米级成像能力铺平了道路。

磁性单原子和分子因其作为最小可能记忆,自旋电子和量子位元素的潜力而受到越来越多的研究关注。 用于研究这些系统的扫描探针显微镜从使用分子功能化尖端增强空间和光谱分辨率,以及实现新感测功能的新技术中获益匪浅。

亚博体育app官方下载,磁性单原子和分子代表磁记忆存储,自旋电子学和自旋 - 自旋相互作用的基础研究中的最终空间极限。由于最近在增加激发自旋态寿命),自旋相干寿命等方面的突破,这些系统也被重新考虑作为量子计算的平台。迫切需要开发能够跟随旋转系统与其本地环境相互作用的技术。扫描探针显微镜技术具有特定的实验优势,因为它们能够对单个原子和分子进行成像以及表征其吸附环境。此外,SPM可用于研究自旋翻转动力学,通过使用非弹性电子隧道谱,通过自旋极化扫描隧道显微镜观察状态的探针自旋密度,用原子力显微镜感测磁交换力,测量泵浦探针方案中的激发自旋态寿命,并解析单个原子的电子顺磁共振。

NiCp2和NiCp2-tip / NiCp2-surf自旋翻转激发的光谱学

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