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基于柱芳烃的功能超分子纳米体系的构筑及应用研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
随着现代科技的飞速发展，纳米科技被广泛应用于各种领域，特别是在材料科学、能源科学以及生物医学中具有着巨大的潜力。纳米材料的制备和表征一直是纳米科技的重要研究领域，而纳米超分子体系可以将纳米材料与超分子化学相结合，形成基于自组装的功能材料，具有优异的特性与应用潜力，因此备受关注。
基于柱芳烃的功能超分子纳米体系可以通过调控柱芳烃的结构和功能来实现超分子体系的构筑与调控，同时，柱芳烃在纳米材料方面具有很好的应用潜力，可以用于制备无机纳米材料、纳米复合材料、纳米药物等，对于研究基于柱芳烃功能超分子体系的构筑及应用具有重要的科学意义。
二、研究目标
本课题的主要研究目标是通过设计和合成不同结构和性质的柱芳烃材料，构筑基于柱芳烃的功能超分子纳米体系，探索体系的自组装结构和规律，同时研究超分子体系的性质与应用，并探究其在纳米传感器、生物医学、能源储存和转化等方面的应用潜力。
三、研究内容与方法
1、柱芳烃的合成及结构表征
柱芳烃是构建基于柱芳烃的超分子材料的重要组成部分，其形成的宽大内孔道与芳香性结构引导了其在超分子化学、生物医学、能源储存和转化等领域的重要应用。本课题对一些具有化学稳定性、光学和电学性质的柱芳烃进行合成，并通过NMR、MS、IR、UV-Vis等方法进行表征。
2、基于柱芳烃的超分子纳米体系的构筑与结构表征
本项目将考虑以柱芳烃为主要组成部分，通过体系内的自组装行为来构建超分子纳米体系。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、核磁共振（NMR）谱等对纳米体系的形态结构、柱芳烃的微结构以及分子之间的相互作用进行表征分析，并研究其生物医学、能源储存和转化等领域的应用潜力。
3、超分子体系在生物医学及能源领域的应用研究
该项目将研究超分子体系在生物医用途中的应用，探索柱芳烃的特殊性质是否可转化为药物、生物质子传递、生物成像、生物传感器、抗菌剂等。此外，该研究还将探讨超分子纳米体系在能源储存和转化领域中的应用，研究柱芳烃的电学优异性质，探索其在电池、超级电容器、太阳能电池、核磁共振等领域的应用潜力。
四、预期成果
本课题通过对柱芳烃进行的结构设计及控制，构筑基于柱芳烃的功能超分子纳米体系，并对其进行结构表征及性质研究，预计将得到以下数据：
1、柱芳烃的合成及表征数据。
2、超分子纳米体系的构筑图像及其形态结构、柱芳烃微结构的图像及其微表征数据。
3、超分子体系的光学和电学性质分析数据。
4、超分子纳米体系在生物医学及能源领域应用的实验数据及性能分析结果。
五、研究计划及进度安排
本课题计划分为三个阶段进行，大致预计时间表如下：
第一阶段（3个月）：柱芳烃的合成及表征；
第二阶段（8个月）：超分子纳米体系的构筑、结构表征、以及在光电和药物等领域的应用研究；
第三阶段（6个月）：超分子纳米体系在能源材料领域的应用研究；
本项目实验团队成员严格按照计划执行，并不断总结提高实验技能，以高质量完成任务。