高中有机化学教学中提升核心素养并体味科学价值*——以“乙炔的化学性质”为例

介绍了“乙炔的化学性质”的教学设计思路,展现了如何利用创新实验、丰富素材和问题讨论,帮助学生理解有机物性质和结构之间的关系。主要涉及以下几个环节:(1)通过课前自主预习,从乙炔与乙烯的相似性入手,预测乙炔的性质,了解乙炔的实验室制法;(2)结合2个创新分组实验“基于井穴板的微型化气体连续制备和性质检验装置”“利用真空输液瓶、微型样品瓶和注射器的密闭气体微型反应装置”,教师和学生一起巩固了乙炔的实验室制法,验证了预测的化学性质,丰富了对乙炔性质的感性认知,发现了“乙炔不能使酸性K₂Cr₂O₇溶液褪色”的异常现象;(3)从尝试解释异常现象入手,教师和学生一起从键能、加成比例、聚合后主链结构等多个角度探讨了乙炔与乙烯性质和结构的差异,建立起有机物官能团与性质关系的认知模型;(4)通过尝试利用模型解释2000年诺贝尔化学奖“导电高分子”和2017年度国家自然科学成果一等奖“AIE聚集诱导发光材料” 的结构、性质与应用,教师和学生一起提升了对认知模型的理解建构,感悟了科学研究的乐趣,体会化学科学在促进人类文明发展和社会进步中的重要作用。     

基于黑体标定的红外图像非均匀性校正系统设计

为提高某中波红外探测器的图像质量,设计了基于FPGA的红外图像实时处理系统,系统能够完成实时的非均匀性校正与盲元补偿处理。介绍了目前常用的非均匀性校正、盲元识别和补偿算法,并结合实际工程需求采用多点法进行非均匀性校正以及8点平均法进行盲元补偿。在仿真实验成功的基础上,基于FPGA平台构建了硬件平台。系统可以实现系数自定义更新,可以手动或自动完成非均匀性较正系数计算,以及实现盲元列表的自动更新操作。利用某国产中波红外探测器对处理系统进行了测试试验,实验结果表明:校正后图像非均匀性0.3%,盲元率0.001%。系统工作稳定、可靠,图像处理满足实时性和精度要求。     

9,10⁃二(N⁃苯基吲哚⁃3⁃乙烯基)蒽的合成及聚集诱导荧光和压致荧光变色性质

通过简单的Wittig反应合成了一个荧光化合物9,10-二(N-苯基吲哚-3-乙烯基)蒽(IA-Ph); 通过核磁共振和质谱对其结构进行了确认; 利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱对其光物理性质进行了表征. 结果表明, 化合物IA-Ph兼具聚集诱导荧光(AIE)和压致荧光变色性质, 在相同浓度下, 该化合物在THF/H₂O(体积比1∶9)混合溶液中的荧光强度比在纯四氢呋喃(THF)溶液中增加了12倍, 具有明显的AIE效应. 通过简单而有效的机械力研磨, 化合物可以从初始的发绿光转变为研磨后的橙红光, 光谱红移约68 nm; 而且在加热或溶剂熏蒸条件下, 化合物的颜色可以回复到起始的绿光, 具有完全可逆性.     

哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物的设计、合成及其抗血小板聚集活性研究

以2,3-二氨基吡啶和2,3-丁二酮为起始原料,经环化、催化氢化和亲核取代反应合成了10个新型哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物(3a~3j),其结构经¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS确证。体外抗血小板聚集活性研究表明,化合物3d、3e、3g、3h和3j具有一定的抗血小板聚集作用,其中化合物3h(IC₅₀=1.24mmol/L)的活性显著优于母体化合物川芎嗪(IC₅₀=3.96mmol/L)和阳性药物阿司匹林(IC₅₀=2.41mmol/L)。     

具有聚集诱导发光特性的含氟有机金属配合物的研究进展

近年来,具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)特性的化合物由于在聚集态或固态发光量子效率较高而受到很多关注.含氟的功能化合物,由于氟原子的存在,往往具有独特的结构和物理、化学及生物学性质.根据中心金属和配体的种类,汇总了具有A IE性质的且含有氟代配体的有机金属配合物的研究进展.这些含氟有机金属配合物主要是铱、铂、金配合物,在发光器件、化学传感、细胞成像、数据存储等方面具有潜在应用.还简要讨论了相关研究的发展前景.     

一种面向嵌入式处理器的昏睡子块唤醒方法

针对嵌入式处理器中日益明显的指令Cache漏功耗,本文提出了一种基于标准SRAM单元的子块划分和预测唤醒的昏睡指令Cache的漏功耗优化方法。该方法不需要对昏睡SRAM单元进行定制设计,而是利用标准SRAM单元已有的结构,通过将指令Cache划分成不同的子块,根据指令的运行情况,实时地关闭和唤醒Cache子块,以降低指令Cache的静态功耗;并在此基础上,针对昏睡指令Cache技术带来的唤醒延迟,设计了一种简单的分支和跳转的目标地址预测器,在消除唤醒延迟带来的性能损失基础上,提高了处理器的性能。通过实验对比,该方法可以减小36%的指令Cache静态功耗,同时处理器性能平均有13%的提高。     

混响室频率搅拌方式及其场环境特性分析

从本征模的角度阐明了频率搅拌技术的混响原理,并根据激励信号的频域特征,系统研究了频率搅拌方式下获取"实时均匀场"与"统计均匀场"的三种有效实现途径。选取线性扫频这一搅拌方式为主要研究对象,检验了混响室频率搅拌下的最低可用频率、场均匀性与统计特性三项主要技术指标。试验结果表明:线性扫频搅拌方式下,混响室的最低可用频域与机械搅拌方式基本一致;场均匀性满足IEC 61000-4-21标准规定的容差要求;场值波动规律符合理论分布模型。     

稳定同位素氘标记D_6-结晶紫的合成及表征

以D4-甲醇为原料,通过酯化、N-甲基化、缩合等过程合成得到稳定同位素标记D6-结晶紫,利用均匀设计法,研究了投料比、三氯氧磷用量、反应温度和反应时间对合成结晶紫的影响。实验数据通过多元回归分析,得出了优化的工艺条件。目标产物的结构经质谱(MS)、核磁(NMR)和高效液相色谱(HPLC)等表征,化学纯度高于98.0%,同位素丰度高于99.5%(atom D),可作为食品安全领域检测用同位素内标试剂。     

聚阳离子糖缀物氢键诱导TPPS手性聚集

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法制备了亲水性嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PEG-b-PDMAEMA),并通过季铵化反应,得到侧链接枝不同单糖分子(葡萄糖、半乳糖、甘露糖)的聚阳离子糖缀物PEG-b-P(DMAEMA-co-DMAEMA-Sac)(Monosaccharide).研究了该聚合物与5,10,15,20-四(对磺酸基苯基)-卟啉(TPPS)在水溶液中的复合自组装行为.研究结果表明,TPPS在该组装体中以J-聚集体形式存在且显示超分子手性特征.手性信号的产生是聚合物侧链糖单元C(4)和C(5)上的羟基与TPPS通过非共价键——氢键相互作用的结果,因此手性信号方向应与糖单元构型有关.通过对比单糖构型发现,具有(4S,5R)构型的糖单元可诱导TPPS产生424 nm正Cotton效应和490 nm负Cotton效应的聚集体,具有(4R,5R)构型的糖单元可诱导TPPS产生424 nm负Cotton效应和490 nm正Cotton效应的聚集体.