将星际化学知识引入大学基础化学教学的意义与模式

20世纪中期兴起的星际化学推进了人类对宇宙产生与演化、生命起源和地球环境的认识。天文学与天体物理学、光谱学、基础化学等多学科的互相结合,为星际化学尤其是对星际空间中新型化合物和化学反应的认知突破起到了重要作用。创造性地提出将星际化学的探索和发现引入大学基础化学教学的方案。在分析星际化学所涉及的典型化学知识和应用实例的基础上,初步探讨了本方案的可行性。将化学与星际化学知识相结合的教学方式在拓宽学生的眼界的同时,可以有效增加课堂的趣味性。     

以含碘氨基酸类激素为例刍议微量非金属元素在生物体内的作用机制

选取第五周期元素碘,结合多学科的研究方法论对含碘氨基酸类激素在生物体内的合成和分解代谢进行系统性分析。通过解析碘元素本身性质及其各个氧化态之间的转化,探讨碘元素在生物体内的作用机制,揭示自然界对物质代谢的精细调控。这一教学模式探索性地融入无机化学、元素有机化学、分子生物学、生物化学、生物物理学、化学生物学等一系列学科内容,旨在让学生在领悟生命科学内在规律,从而激发其科研及学习热情,并训练学生的类比思维和思辨能力。期对培养21世纪跨学科综合型人才的培养有所助益。     

嵌锁式CFRP方形蜂窝夹芯梁低速冲击响应及失效机理

采用嵌锁组装工艺制备了碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯梁，实验研究了低速冲击载荷下简支和固支夹芯梁的动态响应及失效机理，获得了不同冲击速度下夹芯梁的失效模式，分析了其损伤演化过程和失效机理，探讨了冲击速度、边界条件、面板质量分布以及槽口方向等因素对夹芯梁破坏模式及承载能力的影响。研究结果表明，芯材长肋板槽口方向对夹芯梁的失效模式有较大影响，槽口向上的芯材跨中部分产生了挤压变形，而槽口向下的芯材跨中部分槽口在拉伸作用下出现了沿槽口开裂失效，继而引起面板脱粘和肋板断裂；同等质量下，较厚的上面板设计可以提高夹芯梁的抗冲击能力，冲击速度越大，夹芯梁的峰值载荷和承载能力越高；固支边界使得夹芯梁的后失效行为呈现出明显的强化效应，在夹芯梁跨中部分发生初始失效后出现了后继的固支端芯材和面板断裂失效模式。     

以苯丙氨酸为例刍议芳香族氨基酸的生物合成机理

从磷酸烯醇式丙酮酸和4-磷酸赤藓糖为始探讨了3种芳香族氨基酸合成代谢共享的分支酸合成途径, 并以苯丙氨酸为例从多学科角度讨论分析其合成代谢的独特性。通过多学科角度展示了生物体内不同代谢路径之间的关联及相似性, 旨在展示一种教学新模式,帮助学生建立起跨学科内容的学习及归纳方法。     

主链含N-烷基咔唑环结构聚芳醚酮的性能表征

对含N-烷基咔唑环结构的聚芳醚酮(PPCzE、PPCzB和PPCzH)进行基本物理性能方面的表征,并与商业化酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)进行比较。 咔唑环结构的引入使聚合物在345 nm附近有强紫外光吸收并表现出发蓝光能力。 由于疏水性烷基侧链的存在,聚合物薄膜的水接触角(87°~103°)大于PEK-C(76°),但同时烷基侧链所引起的聚合物链间距的增大导致聚合物的吸水率(0.65%~0.86%)高于PEK-C(0.56%)。 此外,聚合物表现出较好的尺寸稳定性(平均线膨胀系数6.4×10^-5 ℃^-1)和电绝缘性能(体积电阻率10¹⁶ Ω·cm)。 聚合物的拉伸模量在1.9~2.0 GPa之间,拉伸强度在72.5~75.0 MPa之间以及断裂伸长率在6.5%~7.2%之间。 高温条件下(≤225 ℃),PPCzE仍具有良好的拉伸性能。     

聚酰胺类多肽二级结构模拟物的结构设计与性质分析

多肽与蛋白质具有结构支持、酶促催化、蛋白-蛋白相互作用等一系列功能。其中,二级结构作为少数氨基酸参与的相对局域性的结构,是一切高级结构的基础。为了模拟天然多肽的结构与功能,人们成功设计并合成了多种非天然的寡聚物结构。这些拟肽或类肽结构能有效地模拟以α-螺旋、转角为主体的多肽二级结构。二级结构模拟物具有重要的理论意义,并被进一步用于蛋白-蛋白相互作用的抑制剂研究与新药设计中。本文从分析多肽的二级结构特征入手,分类阐述了目前的各类多肽二级结构模拟物,并重点分析了最为主要的基于酰胺键型的模拟物的设计与结构多样性。同时,本文提出一系列形象化的命名手段进行分类,如χ肽、ζ/ξ-肽及ζ-ξ-肽等。     

表面液晶-垂直腔面发射激光器阵列的热特性

液晶与垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)阵列结合可实现波长可调谐、偏振精确控制等,同时液晶的引入也会改变垂直腔面发射半导体激光器阵列的热特性,本文设计了表面液晶-垂直腔面发射激光器阵列结构,并开展了阵列的热特性实验研究.对比分析了向列相液晶层对VCSEL阵列热特性的影响,实验结果表明,1×1,2×2,3×3三种表面液晶-VCSEL阵列的阈值电流温度变化率最高可降低23.6%,热阻降低26.75%;同时,激光器阵列各发光单元之间的温度均匀性显著提高,出光孔与周围温差小于0.5℃.综上所述,VCSEL阵列中液晶层的引入不仅大大加速激光器阵列单元热量扩散,而且降低了有源区结温,提高了VCSELs激光器阵列热特性,为实现高光束质量的单偏振波长可控VCSEL激光器阵列打下了良好的理论和实验基础.     

生物正交反应法制备含有赖氨酸翻译后修饰类似物的蛋白质

翻译后修饰一直是表观遗传学的重要研究内容,尤其是近年来多种新型天然蛋白质中翻译后修饰被发现广泛存在于蛋白质组中。细胞生物学证明这些翻译后修饰对染色体结构和基因转录功能有关,但是其中具体的分子生物学机制还处于未知状态。为了后续的进一步研究,人们需要发展制备方法以求获取足量具有特定翻译后修饰的蛋白质。本文将讨论利用生物正交反应的手段制备含有这些新型赖氨酸翻译后修饰的蛋白的探索,期对教学与科研有助。     

非天然氨基酸引入法制备含有新型赖氨酸翻译后修饰蛋白质

近年来多种天然蛋白质中赖氨酸翻译后修饰被逐渐发现。这些翻译后修饰在蛋白质组中广泛存在,对染色体结构和基因转录表达功能具有重要的调控作用。然而,获得足量的具有特定翻译后修饰的蛋白质并非易事,发展制备方法对于后续表观遗传学研究极为重要。讨论了利用非天然氨基酸引入的手段制备含有这些新型赖氨酸翻译后修饰的蛋白。     

半导体纳米复合材料ZnS/PMMA制备及其光学性质的研究

采用预聚法和溶胀法制备了具备光学透明性和可加工性的半导体纳米复合材料ZnS/PMMA. 用透射电镜(TEM)观察了ZnS纳米粒子在聚合物基体中的形貌. 结果表明， 基体中ZnS为六方晶型. 比较了分别以含锌微凝胶(ZnP)和ZnCl2为Zn2+源时,ZnS在基体中的生长情况. 紫外吸收和荧光光谱表明,掺杂了ZnS后的PMMA基体在280 nm处出现了一个新的吸收峰和强的荧光峰.