计算机分子模拟在分子印迹技术中的应用

传统的分子印迹技术对模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂等的筛选往往依靠经验,常通过反复实验对合成条件进行优化,存在实验周期长、耗材量大等问题。计算机分子模拟技术的应用在实验过程中起到可预见性指导作用,可以实现精准识别位点的裁制、识别驱动力的设计,通过结合能等物化特征参数计算优化识别体系的稳定性,从而合理选择模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂,优化聚合条件,以提高聚合物识别特异性和亲和力,缩短实验周期,更符合绿色化学的理念。本文简单介绍了计算机分子模拟技术,重点对其在分子印迹技术中的指导作用进行了综述,并对其在分子印迹技术中的应用进行了展望。     

一步制备高比表面积介孔Co3O4-CeO2及其表征

以有序介孔二氧化硅KIT-6为硬模板,硝酸钴、硝酸铈为金属源,分别在真空辅助条件和普通搅拌条件下制备了介孔CoCeOx复合氧化物。采用XRD、SEM、TEM、N2吸脱附等技术表征了复合氧化物的物化性质,并评价其氧化甲苯的性能。结果表明,在真空辅助和搅拌条件下制备的CoCeOx氧化物是由Co3O4和CeO2组成的介孔Co3O4-CeO2复合氧化物,其比表面积分别为141和89 m^2·g^-1,平均孔径分别为8.7和9.6 nm。真空辅助纳米复制过程有利于金属盐的前驱体充分填充到模板的孔隙中,去除模板后,可以得到有序的介孔复合金属氧化物。所制备介孔钴铈复合氧化物具有孔道有序性好、比表面积大的特点,在挥发性有机化合物的氧化去除方面具有一定的应用前景。     

铜催化的α-氨基丙二腈的脱氰氧代反应：一种合成叔酰胺的新方法

新反应、新试剂的发展是有机合成化学的重要研究内容,基于前期在α-氨基丙二腈合成方法学方面的工作基础,我们发展了一例铜催化的α-氨基丙二腈的脱氰氧代反应.通过将甲酰胺转化为α-氨基丙二腈后,借助其亲核属性来合成α-氨基丙二腈底物,而后将底物重新转化为酰胺,从而实现形式上的氨基甲酰负离子的亲核加成（取代）反应.该工作首次完成了形式上的甲酰胺碳原子的极性反转,实现了将α-氨基丙二腈作为氨基甲酰负离子替代物的反应新模式,为叔酰胺化合物的合成提供了新的思路和方法,且具有反应条件简单,底物适用性广及适合克级规模制备等特点.     

基于苯乙烯和苯并噻二唑共聚场效应发光高分子材料的设计合成及性能研究

共轭高分子材料由于其优异的光电性能和可溶液加工等特性在有机光电器件中具有重要应用.本工作采用Stille偶联和Suzuki聚合反应,合成了两个由经典发光基元苯乙烯片段和共轭吸电子结构基元苯并噻二唑共聚的高分子材料聚（1,2-双（2,5-双（异辛氧基）亚苯基亚乙烯基-2,1,3-苯并噻二唑））（PVBT）和聚（1,2-双（2,5-双（正辛氧基）亚苯基亚乙烯基-2,1,3-苯并噻二唑））（nPVBT）.通过凝胶渗透色谱（GPC）、元素分析及差式扫描量热法（DSC）对PVBT和nPVBT两种高分子材料的结构及热稳定性进行表征,结果表明它们均具有良好的热稳定性,分解温度约380℃.由于烷氧基链的存在,两个材料具有良好的溶解性及成膜加工性.PVBT和nPVBT均表现出优异的发光特性,最大发射波长在590~605 nm范围,溶液下荧光量子产率为23%~35%,固态薄膜下量子产率为12%~20%.以这两个高分子材料薄膜作为活性层,所制备的顶栅-底接触型有机场效应晶体管器件显示出典型的p型电荷传输性能,空穴迁移率可达1.1×10^-4 cm²·V^-1·s^-1,开关比为10³~10⁴.本研究为发展高性能光电集成高分子材料提供了新思路,有望推动有机光电集成器件的研究.     

Synthesis of core-shell structured Au@Bi2S3 nanorod and its application as DNA immobilization matrix for electrochemical biosensor construction

The core-shell structured Au@Bi2S3 nanorods have been prepared through direct in-situ growth of Bi2S3 at the surface of pre-synthesized gold nanorods.The product was characterized by X-ray diffraction,transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy.Then the obtained Au@Bi2S3 nanorods were coated onto glassy carbon electrode to act as a scaffold for fabrication of electrochemical DNA biosensor on the basis of the coordination of-NH2 modified on 5’-end of probe DNA and Au@Bi2S3.Electrochemical characterization assays demonstrate that the Au@Bi2S3 nanorods behave as an excellent electronic transport channel to promote the electron transfer kinetics and increase the effective surface area by their nanosize effect.The hybridization experiments reveal that the Au@Bi2S3 matrix-based DNA biosensor is capable of recognizing complementary DNA over a wide concentration ranging from 10 fmol/L to 1 nmol/L.The limit of detection was estimated to be 2 fmol/L(S/N=3).The biosensor also presents remarkable selectivity to distinguish fully complementa ry sequences from basemismatched and non-complementary ones,showing great promising in practical application.     

Enantioselective carboxylative cyclization of propargylic alcohol with carbon dioxide under mild conditions

An enantioselective carboxylative cyclization of propargylic alcohols and CO2 was realized under mild conditions,based on a kinetic resolution strategy,which enabled the synthesis of chiral cyclic carbonates and propargylic alcohols with promising yield and enantioselectivity simultaneously.     

Recent advances in metal-organic frameworks for lithium metal anode protection

The lithium metal battery has been considered as a promising candidate for next generation batteries.However,safety concerns caused by uncontrollable lithium dendrite growth on lithium anode are severely hampering the commercial application.Metal-organic frameworks(MOFs)become one of the most attractive materials due to the high porosity,structural designability and tunability.With unique open channels and pores as well as functional components in MOFs,the transportation and deposition of lithium ions can be regulated,which leads to enhanced electrochemical prope rties.Various strategies for lithium metal protection are proposed in recent wo rks on applications of MOFs in lithium metal batteries.In this review,we highlight latest key approaches in this field and discuss the prospects for MOFs in advanced Li anodes.     

二维磁性纳米材料的可控合成及磁性调控

自旋电子学的研究重点在于同时利用电子的电荷和自旋两个自由度对信息进行处理和存储,其具有运行速度快、存储密度高和能耗低等优势。毫无疑问,发展二维磁性纳米材料的可控合成方法及磁性调控策略,对于新型自旋电子学器件的构筑具有重要的科学意义和应用价值。然而,目前得到的二维磁性纳米材料的种类十分有限,而且合成方法及磁性调控手段相对单一,极大地限制了该领域的发展。本文首先根据磁性的来源,对二维磁性纳米材料进行了分类,介绍了诱导产生的磁性和具有本征磁性的二维纳米材料,然后详细地归纳了二维磁性纳米材料常见的合成方法,如机械剥离法、电化学剥离法、化学气相沉积法以及液相合成方法等。此外,着重总结了二维材料磁性的主要调控手段,最后展望了该领域遇到的瓶颈、未来的研究重点及应用前景。     

自支撑硫镍基电极材料制备及其赝电容性能

硫镍基赝电容超级电容器具有较高的比电容和功率密度等优点,是下一代理想的储能装置之一,但其实际应用受到其活性材料的制约,如导电性低和循环性能差等。研究者围绕增强硫镍基赝电容电极材料导电性和提升循环稳定性进行了大量的研究工作。其中,构建自支撑的电极材料被认为是一种降低活性材料和集流体之间界面电阻的有效方法。本文综述了制备自支撑硫镍基赝电容电极的常见方法,并就活性材料的形貌与性能关系进行了总结,主要着眼于集流体改性、离子掺杂、复合材料构建及形貌调控优化等。最后对自支撑硫镍基赝电容电极材料的研究方向进行了展望。     

聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域的应用

光热治疗是近年来兴起的一种治疗方法,具有靶向性强、适应性广的特点。在光热治疗中,通过光热剂对光的吸收将光能转化为热能,从而实现治疗作用,因而光热剂的光热转化性能直接决定了光热治疗的效果。光热剂的种类丰富,涵盖由无机到有机等组成和性能各异的多种材料。其中,聚吡咯具备良好的生物相容性、优异的光稳定性以及光热转化性能,在光热治疗领域受到广泛关注,是一种拥有巨大应用潜力的光热剂,然而其在光热治疗领域的发展趋势及前景却鲜有报道。本文综述了聚吡咯及其纳米复合材料的制备方法,详述了聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域中的应用情况,包括聚吡咯基纳米材料的自身性能和实际光热治疗的效果,指出以聚吡咯为基体或修饰材料来制备具有CT、磁共振、光声显影及光热治疗性能的聚吡咯基复合材料已成为发展趋势。在此基础上,本文还总结了聚吡咯基纳米复合材料在制备和应用中存在的问题,并分析了其在发展过程中遇到的挑战以及在生物医学应用中的前景。