仿生纳米机器
课程编码：1802120710J1P3001H
英文名称：Bionic Nanomachine
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：杨金雷
教学目的要求
本课程是以仿生纳米机器的基本原理和应用为核心，从分子设计到生物功能应用介绍多类型的纳米机器。以天然生物纳米机器、化学合成的分子机器以及DNA纳米机器主要对象，概述其基本设计、制备方法、驱动机制以及功能应用相关内容。本课程作为一门纳米专业课程，也是融合化学、生物、物理等领域的交叉课程。教学将结合基础内容讲授和专题延展，向学生介绍领域的基础知识和前沿进展。通过本课程的讲授，使学生初步掌握生物纳米机器的基本概念、设计思路及应用方向，为今后的科学研究打好坚实的基础。
预修课程
纳米科学导论、生物化学、物理化学
大纲内容
第一章 仿生纳米机器基础概论 8.0学时 杨金雷
第1节 仿生纳米材料
第2节 材料制备
第3节 结构和功能仿生
第4节 基本知识概述及器件开发
第二章 基于机械能的纳米马达 12.0学时 杨金雷
第1节 自然界纳米游体的运动
第2节 分子机器
第3节 化学自驱动装置
第4节 外场驱动的纳米马达
第5节 纳米马达应用及探讨
第三章 纳米孔道机器 8.0学时 杨金雷
第1节 蛋白质孔道
第2节 仿生纳米孔道
第3节 纳米孔道离子输运特性基本理论
第四章 基于仿生纳米孔道的功能应用 12.0学时 杨金雷
第1节 先进能源转换
第2节 信号传导
第3节 基于纳米孔道的分离技术
第4节 研讨：如何解决分离过程的通量-选择性trade-off？
教材信息
1、
纳米机器：基础与应用
约瑟夫·王
2019年10月
龙门书局
参考书
1、
DNA纳米技术——分子传感、计算与机器
樊春海，刘冬生
2018年2月
科学出版社
课程教师信息
杨金雷 中国科学院大学纳米科学与工程学院，长聘教轨助理教授