Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

High-throughput Synthesis of Non-spherical Plasmonic Nanoparticles (NPs) for Applications in Endotoxin Sensing (Nano-Syn-Sens)

Alternativ tittel: Syntetese av høy gjennomstrømning av ikke-sfæriske plasmoniske nanopartikler (NP) for applikasjoner i endotoksinsensering (Nano-Syn-Sens)

Tildelt: kr 4,9 mill.

Administrativ: Prosjektet startet på norsk side i september 2020 med ansettelse av ph.d. -kandidaten, selv om prosjektet på indisk side startet i februar 2021. Forsinket start på begge sider skyldes delvis den rådende Corona -situasjonen som påvirket rekrutteringsprosessen, men også på grunn av forsinkede tildelingsbrev fra finansieringsorganisasjonene, spesielt i India. I denne forbindelse har vi besluttet å vurdere starten på prosjektet fra februar 2021, og i diskusjon med Norges forskningsråd, når vi har estimert den nøyaktige forsinkelsen i prosjektstart, vil en ny søknad om forlengelse av prosjektdatoen bli sendt. Vitenskapelig: Norsk side: De første månedene i prosjektet har fokusert på omfanget av litteraturen for å forstå state-of-the-art og bruke denne kunnskapen til å utarbeide en gjennomgang av bruk av binære overflateaktive stoffer for å kontrollere veksten av anisotrope gullnanostrukturer. Manuskriptet pågår og forventes å bli utgitt første kvartal 2022. Vi har også etablert protokoller for å studere effekten av frøstørrelse, reduksjonsmiddel og overflatekjemi av frøet for å kontrollere veksten av disse nanostrukturer. Alle forsøkene er utført i batchmoduser. Disse resultatene er oppsummert i form av to masteroppgaver-(i) Tailoring Magneto-Plasmonic Nanoparticles for Biosensing Applications and (ii) Quantifying Growth of Anisotropic Gold Nanoparticles and Understanding Growth Mechanisms, foruten tre korte prosjektrapporter-studier som ble utført tidligere til masteroppgavene. I tillegg har resultatene blitt presentert på Norsk Nanosymposium 2021 gjennom en plakat. Flere av funnene har blitt brukt til utdanning både som komponenter i TKP 4190 Fabrication and Application of Nanomaterials og TKP 4535 Crystallization and Particle Design Courses ved NTNU, men også i inviterte forelesninger levert digitalt for internasjonale universiteter. Siden prosjektet tar sikte på å studere batch- og kontinuerlige prosesser, har de siste månedene vært fokusert på overgangen til mikrofluidiske systemer. Vi har begynt å bygge plattformen for det samme, og oppsettet forventes å gi foreløpige resultater i 4. kvartal 2021. Siden utveksling og fysiske møter ikke kunne arrangeres i prosjektets første år, er budsjettet overført til å ansette en sommerstudent som jobbet for å etablere noen av protokollene og ga støtte til doktorgradsstudentens hovedforskningsarbeid. I tillegg har doktorgradsstudenten fulgt de planlagte kursene sine, som bør utgjøre opptil 30 studiepoeng (i henhold til NTNU-krav) og opplæring i high-end karakteriseringsutstyr som blant annet High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM), noe som er ekstremt fordelaktig for å karakterisere gull -nanostrukturer. Indisk side: På grunn av forsinket finansiering og tildelingsbrev, startet prosjektet sent i motsetning til det som var planlagt i utgangspunktet. Doktorgraden på indisk side har jobbet med å utvikle molekylære dynamiske simuleringer for å studere adsorpsjon av overflateaktive stoffer på gullfrø, som fungerer som utgangsmateriale for den seedede vekstsyntesen. Studier pågår også for å forstå strukturelle og termodynamiske eiendomsberegninger med hensyn til binding av binære overflateaktive blandinger til overflaten av gullfrø. Disse foreløpige dataene vil bli validert gjennom eksperimenter som skal utføres ved NTNU i Q1-Q2 2022.

This project aims to understand and control growth of anisotropic Au NPs in seeded-growth strategies using a complementary approach that combines experimental and multi-scale modelling techniques for both batch and continuous processes. The obtained Au NPs will then be functionalized for biosensing of endotoxins based on optical fibre technology. The project aims to improve health and promote new medical technology and also provide greater insight into the impacts of nanomaterials on human health and ecosystems. The project team comprises experts in experimental as well as theoretical methods with special competences in NP fabrication, characterization, scale-up and mathematical modelling. State-of-the art nano research infrastructure at NTNU Nanolab will be used for fabrication and characterization while multi-scale modelling knowledge, approaches and facilities at IIT-M will be used for developing process models that capture the growth. The proposal aims to solve a pressing societal need of providing cheap, in-house and improved healthcare and medical facilities in biosensing which will be realized in the Biosensors Labortory at IIT-M. Although several reports exist documenting seeded growth, to our knowledge, there exists no comprehensive mathematical modelling in case of binary surfactant mixtures. Further, using microfluidic routes, high throughput of anisotropic Au NPs will be achieved. Functionalization of the Au NPs to chemisorb them on fibreoptic sensors will help realize ultrasensitive plasmonic sensors for endotoxin detection. The project would therefore provide fundamental understanding of nucleation and growth of anisotropic Au NPs with an aim to fabricate in-house sensors, the technology behind which can be patented. It also aims to educate 3 PhDs within the research area over the project period, foster ongoing collaborative research between the partners and establish research ties for long-term co-operation.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Aktivitet:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale