基于电致酸/碱理论的手性光学切换体系

手性分子光学开关在光学储存、 光学通信以及三维立体显示等领域有着重要的应用价值. 但是目前的手性分子光学开关存在材料种类少、 光学可调性差、 稳定性差等缺点, 如何构筑出具有高光学可调性以及稳定性的手性光学切换体系依旧是一项严峻的挑战. 本工作基于电致酸/碱理论, 通过将手性联萘官能团引入到酸响应的罗丹明主体结构中, 设计并合成了一种新型的酸响应手性光学开关分子, 并将其与电致酸材料相结合, 成功实现了电场驱动的手性光学开关过程, 开发了一种新型的手性光学切换体系. 发现在合适的电场控制下, 其颜色、 荧光以及圆二色谱信号均能发生可逆的变化. 这种方法为构筑新型手性光学开关体系提供了一种新思路, 对手性光学开关材料的应用拓展具有重要的参考价值.     

手性等离子体核壳纳米结构的设计及应用

手性描述了一个物体不能与其镜像重叠的几何性质，自19世纪以来一直是化学和生物学中的一个关键概念。随着纳米技术的发展，手性等离子体纳米材料凭借其特殊的手性光学性质和良好的生物相容性已经成为科学家们的研究重点和手性功能材料开发的热点。然而，较弱的手性响应信号限制了其应用和发展。将手性等离子体纳米材料和核壳结构结合得到的手性等离子体核壳纳米结构是一种放大手性响应信号的有效策略。核壳纳米结构整合了内外两种材料的性质，互相补充各自的不足，能够进一步改善材料的物理化学性质，提升材料在各个领域的性能。本文依据手性分子的空间分布对手性等离子体核壳纳米结构的设计策略进行了总结，并综述了其在超灵敏传感和手性催化领域的应用，分析了目前尚存在的问题和可能的解决方式，对其未来的发展作了进一步展望。     

手性金团簇的制备、性质及应用

手性作为生命体固有的自然属性广泛存在于从微观到宏观的自然界中,其现象包括具有高度手性偏好的生物小分子(如L-氨基酸和D-糖),具有不对称空间构象的生物大分子(如DNA双螺旋链),以及其他所有由手性分子或手性结构参与的生理和生化过程。研究者们成功地把分子手性引入到金团簇的表面诞生了一种新的材料——手性金团簇,这种新型纳米级的手性材料实现了手性信号从分子尺度到纳米尺度的跨越。作为一类集表面手性、特殊光学活性和金团簇独特性质于一体的新型纳米材料,手性金团簇在手性催化、手性识别、分子检测等领域具有广泛的应用前景。本文主要综述了手性金团簇的制备、表征、性质及应用,并对其发展前景及面临的挑战进行了总结与展望。     

多肽超分子手性自组装与应用

多肽分子作为一类重要的生物手性小分子,能够通过分子自组装形成包括纳米螺旋、纳米管、手性凝胶等在内的有着独特生物效应和光学活性的手性纳米材料。这类材料具有易于功能化修饰的优点,在化学、生物、医药、材料科学等领域有着广泛应用,成功对多肽手性自组装结构进行精准多级调控,是进一步实现其功能化应用的基础。本文重点介绍了多肽分子氨基酸序列组成与构型等内部因素,以及溶液pH、溶剂、添加剂等外界因素对多肽分子手性自组装行为的影响,并归纳得出其关键作用机制;同时,还介绍了多肽手性自组装材料在手性催化、手性检测、模板合成、手性光学等领域的应用。     

手性钙钛矿的结构维度与光电特性

近十年,有机无机杂化钙钛矿凭借其新颖优异的光电特性而引起广泛关注。最近,手性钙钛矿由于结合了钙钛矿材料和手性材料各自独特性能,在三维显示、光学信息处理、量子光学、生物探测、自旋电子等方面具有重要应用价值。根据有机、无机组分的空间分布,可以对手性钙钛矿的结构维度进行分类。本文以手性钙钛矿的不同结构维度为出发点,分别阐述了一维、二维和三维手性钙钛矿的晶体结构、光学和光电特性,包括圆二色性、圆偏振光致发光和光电探测等特性。考虑到二维手性钙钛矿具有独特的范德华层状晶体结构,重点介绍了其与其它二维材料组合成二维异质结构方面的工作。最后,分别从材料制备和器件应用的角度,总结了手性钙钛矿的重点挑战问题和未来发展方向。     

纳晶纤维素的功能化及应用

纳晶纤维素(NCC)是一种由价廉的可再生原料制备得到的棒状纳米材料。NCC表面存在的羟基使其可直接进行化学修饰,也可作为生物模板组装负载无机纳米粒子,这赋予了NCC更多的功能。本文对NCC表面组装负载无机纳米粒子的研究进行了重点归纳。NCC具有独特的尺寸结构,优异的强度性质和物理化学性质,毒性较低,没有明显的环境问题,在众多领域有重要的应用价值。本文全面阐述了NCC在复合增强、绿色催化、光电材料、酶固定化、抗菌和医用材料、生物传感器、荧光探针和药物释放等方面的应用,并对其稳定性、相容性和毒性等实际应用性能进行了相应的探讨。     

手性纳米材料: 生物成像、 生物传感与治疗

手性无机纳米结构不仅形貌和结构可调控、 易于表面功能化修饰, 而且光学性质独特, 在生物领域的应用上展现了很大的优异性. 本文综述了近年来手性纳米技术在生物医学领域的研究进展, 重点介绍了手性金属和手性半导体纳米结构的合成策略、 圆二色效应、 光手性机制及在生物成像、 生物传感、 肿瘤以及神经退行性疾病等医学领域的应用. 手性纳米材料的研究丰富了生物化学的纳米技术手段, 促进了肿瘤等重大疾病诊断与治疗技术的进步, 推动了手性在生命科学中的发展, 鼓励了研究者对这一新兴领域的持续探索与挑战.     

纳米微晶纤维素聚合物的研究现状及应用前景

纳米微晶纤维素(NCC)具有广泛的兼容性和独特的物理尺寸效应,通过硫酸化、氧化、阳离子化、接枝和甲硅烷基化等化学改性可获得NCC聚合物,并赋予其独特的光学性质、流变性能和机械性能。NCC及其复合材料可应用于生物医药、航天航空、军事、建筑、造纸等领域。文章综述了NCC聚合物的研究进展及应用前景。     

单手螺旋聚倍半硅氧烷纳米材料的制备及表征

螺旋和不对称结构在自然界中广泛存在。由于其与生命过程有着密切的联系,引起了人们普遍关注。随着纳米技术的发展,在纳米尺度下,构建螺旋和不对称结构引起了科研人员的广泛兴趣。这类材料在不对称催化、对映体拆分、手性响应器件以及手性光学领域拥有重要的前景。本文仅限于本课题组的工作,介绍以手性两亲小分子的自组装体为外模板制备的单手螺旋聚倍半硅氧烷纳米纤维和纳米管,包括:其形成机理、结构表征以及在对映体拆分中的应用。     

手性有机光电功能材料及其圆偏振光发射与探测

手性有机半导体由于其新颖的性质引起了有机光电领域极大的研究兴趣. 将手性引入有机半导体材料不仅可以调控聚集态结构影响载流子输运进而影响光电器件的性能, 而且催生了圆偏振光直接发射与探测材料与器件的产生与发展. 手性材料与圆偏振光之间的相互作用使得其在3D显示、量子通讯、信息存储与处理等领域展示出广泛的应用前景. 本综述总结近年来手性有机光电材料及器件的研究进展, 主要围绕手性对有机半导体材料性质与器件性能的影响展开, 聚焦于手性有机半导体的圆偏振光直接发射与探测等研究, 旨在进一步为手性有机光电子领域的发展提供系统的认识.     

含钒无机有机杂化材料的合成、结构与性质

含钒无机有机杂化材料的结构复杂多样,在吸附、氧化还原、电化学、催化、光学、磁学以及多孔、手性材料研究等方面应用前景广阔,引起人们广泛关注。本文综述了含钒无机有机杂化材料研究的最新进展,介绍了合成含钒无机有机杂化材料的主要方法,按照有机组分与无机骨架作用的方式分类总结了含钒无机有机杂化材料的结构,介绍了其在离子交换、电化学、磁学、光学、催化等方面的应用,并展望了该类材料的研究前景和意义。     

CNC基手性向列液晶衍生材料制备及应用研究进展

纤维素纳米晶(cellulose nanocrystal,CNC)由于其独特的手性向列液晶相结构,已经引起众多科学研究领域的广泛关注,尤其是其在生物液晶材料的应用已成为当前的研究热点。本文综述了近年来国内外对CNC及其手性向列衍生材料的研究进展。首先介绍了CNC手性向列液晶相的形成和调控;其次归纳了CNC基手性向列衍生材料的制备方法,如硫酸水解结合蒸发诱导自组装法、手性模板结合溶胶凝胶法以及溶液共混法;最后阐述了CNC基手性向列液晶结构组装材料在光学材料、功能高分子树脂膜材料、医学材料等领域的应用,并对其在今后的发展应用前景进行了展望。     

手性配位聚合物的构筑及其应用

手性配位聚合物因其结构多样性、可调控性以及潜在的多功能性,已经成为当前化学和材料学的研究热点。在合成中,可以通过选择特定的非手性配体、手性配体、手性溶剂或手性模板剂等来构筑手性配位聚合物。此外,还可以选择特定的金属离子赋予目标手性配位聚合物光、电、磁、催化和非线性光学等性能。本文详细综述了近年来纯手性配位聚合物的合成方法,以及在手性分离、手性催化、非线性光学、铁电和多铁等领域的应用研究进展。最后,对手性配位聚合物的合成方法及应用前景进行了展望。     

手性聚酰亚胺的合成、结构与性能

手性聚酰亚胺逐渐成为手性高分子研究的一个重要方面,在分子识别、对映体选择性分离、不对称催化等领域有潜在的应用,日益受到研究者的重视。本文综述了近二十年手性聚酰亚胺的研究进展,将手性聚酰亚胺按照手性结构的引入方式分为侧链手性、主链中心手性和主链轴手性三种类型,并分别加以总结和阐述,介绍了具有代表性的光活性聚酰亚胺的结构、合成和性能,特别关注了手性聚酰亚胺的高次结构的形成以及与其手性光活性相关的性能与应用。最后,本文阐述了手性聚酰亚胺研究面对的挑战与未来发展前景,探索手性聚酰亚胺的合成、性质和应用,建立合理的模型和分析手段,深入探讨手性聚酰亚胺的高次结构仍然是值得深入研究的重点方向。     

C60及其衍生物非线性光学材料的研究进展

介绍了非线性光学性质的原理以及目前研究的具有这种特殊性质的功能材料的结构特点和应用. C₆₀具有的特殊结构, 使其在众多领域成为了研究的重点. C₆₀本身就具有良好的非线性光学性能, 对其修饰得到的各种衍生物更体现优良的性质, 尤其是目前人们大量研究的富勒烯高分子化功能材料具有非常快速的非线性响应时间. 因此重点介绍了C₆₀及其衍生物的结构、非线性光学原理、性质和国内外最新的研究状况.     

手性多孔材料在色谱分离分析中的应用

手性多孔有机骨架材料(Chiral porous organic frameworks,CPOFs)具有孔性质优异、比表面积高、稳定性好以及易功能化等诸多优点,已经在手性催化、识别和分离等领域中得到应用。手性多孔有机骨架材料主要有手性金属-有机骨架材料(Chiral metal-organic frameworks,CMOFs)和手性共价有机骨架材料(Chiral covalent organic frameworks,CCOFs)及其他材料,这类材料具有特殊的手性识别、吸附作用,在色谱分离分析领域中已成为研究热点之一。该文综述了手性多孔材料的合成及其在色谱分离和选择性吸附中的应用,展望了未来CPOFs材料可能的应用与发展方向。     

手性丙烯酸酯侧链液晶共聚物的研究

手性丙烯酸酯侧链液晶共聚物的研究何流，张树范，漆宗能，王佛松（中国科学院化学研究所北京１０００８０）关键词手性液晶，近晶相，丙烯酸酯共聚物侧链液晶聚合物既具有小分子液晶的光电敏感性，又具有高分子聚集态结构性质，在光学记录、贮存和显示材料领域有潜在的实...     

基于金纳米棒的核壳纳米结构及其光学性质研究

以金纳米棒为核的核壳结构纳米粒子由于它独特的光学性质、结构特点以及在催化、表面增强拉曼散射方面的应用前景,成为目前纳米材料研究的热点之一。本文重点介绍以金纳米棒为核,包覆其他无机材料的核/壳结构之合成方法,同时阐述其结构特征、光学性质以及外界条件对结构和性质的影响。其中,由于金银纳米核壳结构的研究开始最早,研究最为深入,故对其进行重点阐述。最后对以金纳米棒为核的核壳结构未来研究进行了展望。     

手性组装材料及其在对映体分离中的应用

手性组装材料作为一种新型功能复合材料,已经引起众多科学研究领域的广泛关注,尤其是其在对映体分离方面的潜在应用成为当前的研究热点。本文首先从手性来源角度对手性组装材料的构建机制进行了分类探讨,包括手性诱导、手性放大、手性传递和手性转录4个主要途径,其中具有手性的多孔金属有机骨架、纳米笼是基于手性诱导和手性传递机制构建的组装材料,手性凝胶的形成是基于手性放大机制,而手性转录机制主要用于手性多孔无机材料、螺旋纳米结构的构建。其次,介绍了手性组装材料的对映体识别功能,主要针对金属有机骨架化合物(MOFs)、手性凝胶和纳米笼三类手性组装材料在对映体分离中的应用进行了综述。阐述了天然生物大分子DNA的手性自组装特性及其对对映体的立体选择性识别功能,并介绍了DNA螺旋组装结构在手性等离子材料、非对称催化剂设计等方面的应用。最后,归纳了金属有机骨架化合物、手性凝胶、纳米笼和DNA等手性组装材料各自的优势,并对DNA在手性拆分领域的应用前景进行了展望。     

芳香酮的不对称还原*

本文从化学方法和生物方法两个角度,化学催化法、手性试剂法和酶催化法三个方面综述了近年来芳香酮的不对称还原进展。文章概述了芳香酮取代基的电子效应与空间效应、手性催化剂和手性试剂的结构、反应体系等对产物光学活性的影响,以及全细胞酶、分离酶等不同生物催化体系中芳香酮结构对产物光学活性的影响,并展望了不对称还原的研究及应用前景。