带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究的任务书.docx

带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究的任务书
任务书
项目：带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用机理研究
研究目标和意义：
石墨烯是一种独特的纳米材料，具有优异的电学、热学、力学和光学性质。其开辟出的新的二维纳米领域在化学、物理、材料科学等方面都产生了巨大的影响。但是，由于其结构的特殊性质，石墨烯可能存在一些缺陷，并且这种缺陷会直接影响石墨烯的性质。因此，探索带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用的机理，对于认识石墨烯的更深层次的性质和应用具有重要的意义。
本项目旨在利用计算化学的方法，研究带有缺陷的石墨烯纳米材料与生物分子相互作用的机制，并希望发现新型的石墨烯生物传感器。我们将通过理论计算，探究石墨烯缺陷类型(如：点缺陷、线缺陷、面缺陷)对生物分子吸附或反应的影响，石墨烯表面官能团上的化学吸附、物理吸附作用等的原理，从而了解带缺陷石墨烯构建生物传感器的潜力，进而为带有缺陷的石墨烯纳米材料的应用开发提供新的思路。
研究内容：
1.带有不同类型缺陷的石墨烯模型的构建与优选；
2.研究生物分子在石墨烯表面的吸附与反应机制；
3.判断缺陷类型对生物分子吸附或反应的影响；
4.探究石墨烯表面官能团上的化学吸附、物理吸附作用等的原理；
5.考察带有缺陷的石墨烯构建生物传感器的潜力。
研究方法：
1.利用第一原理方法，采用材料计算软件如VASP、Gaussian、NWchem等进行计算分析；
2.绘制模型，采用Morphy、Avogadro等构建模型工具对石墨烯、生物分子等进行构建优化；
3.利用密度泛函理论(DFT)和多体微扰理论(MP2)等方法，研究带有不同类型缺陷的石墨烯模型与生物分子相互作用的性质；
4.通过纳米科学和生物学的基础知识，了解生物分子与材料表面的相互作用机制，结合计算结果进行分析解释；
5.利用分子动力学模拟方法，模拟带有缺陷的石墨烯与生物分子相互作用的过程。
研究时间安排：
本项目的计划周期为两年。其中，第一年主要是对有关的文献和资料进行搜集，石墨烯模型构建、优选及计算程序的模拟验证，吸附理论的学习；第二年主要是深入探究生物分子在石墨烯表面的吸附与反应机制，石墨烯表面官能团上的化学吸附、物理吸附作用等的原理，带有缺陷的石墨烯构建生物传感器的潜力。
要求与拟聘人员基本条件：
1.具有化学、物理、材料科学相关本科及以上学历，熟悉石墨烯化学、结构和性质；
2.熟悉计算化学方法和材料计算软件的使用，对DFT、分子动力学模拟有一定了解；
3.具有较强的英语阅读能力，熟练掌握文献检索和翻译，能够独立查阅和阅读英文文献；
4.具备一定的团队合作精神和沟通能力，能够适应高强度的科研工作；
5.具有相关科研项目经验优先。
以上为本项目的任务书，希望各位申请人根据任务书要求，提供自己的研究计划书，我们会根据研究计划书选取适合的研究人员进行面试。我们希望各位申请人注重创新、提高科研能力，为带有缺陷的石墨烯纳米材料的应用开发做出贡献。