具有串/并联复合离子输运特性的仿生纳米通道的构筑与整流性能

人工构筑了基于分枝氧化铝纳米通道的串/并联复合的纳流体二极管体系, 其具有可调的离子整流性能. 在这种两级分枝结构的1-2-2, 1-2-3, 1-3-2和1-3-3型氧化铝纳米通道中, 若将每一个分枝节点等效为一个二极管, 那么其一级分枝节点相当于串联的1个二极管, 二级分枝节点相当于并联的多个二极管. 因此1-2-2和1-2-3型纳米通道的电路图可等效为并联的2个二极管与第3个二极管相串联, 1-3-2和1-3-3型纳米通道的电路图可等效为并联的3个二极管与第4个二极管相串联. 但由于1-2-2和1-2-3型以及1-3-2和1-3-3型的二级分枝的结构和数目不同, 可将这4种纳米通道等效为不同的串/并联复合特性的纳流体二极管体系, 并且表现出依次增大的离子整流. 即分枝氧化铝纳米通道内部一级分枝和二级分枝的结构或数目共同调控的表面电荷非对称性可以改变其离子整流性能. 进一步地, 具有代表性的1-2-2型分枝纳米通道的整流率随分枝通道长度的增加而增加, 这表明分枝部分对整个串/并联复合纳流体二极管的整流特性起到决定性的作用. 相比于以前的单个离子二极管体系, 这种具有串/并联复合特性的多级分枝氧化铝纳米通道将为构筑更复杂的仿生纳流体二极管的研究提供有价值的借鉴.     

染料敏化的TiO2纳米管薄膜的光电浸润性

采用阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列, 并在其表面修饰N3染料(Ruthenium dye)作敏化剂, 用氟硅烷来提高表面疏水性, 获得超疏水薄膜. SEM测定结果表明, 纳米管薄膜具有各向异性浸润结构, 同时阳极氧化的非均匀性增加了表面的粗糙度. UV-Vis吸收光谱及电化学阻抗谱结果表明, 薄膜具有优异的光电性能. 通过施加超过一定阈值的电压, 液滴在薄膜表面由超疏水状态转变为亲水状态. 利用光电协同激励作用时, 阈值电压比单独使用电激励时降低了10 V, 这是使用高效的N3染料光电敏化层的结果.     

简易制备高整流比的异质纳米通道

生命体内的离子通道在各种生物功能调节过程及生命活动中具有重要的意义.模仿生物孔道的离子输运性质,构筑人工纳米通道,并研究人工纳米通道的离子输运性质是一项具有重大意义的研究课题.本文通过双面阳极氧化和原位扩孔结合的方法制备了对称结构的沙漏形氧化铝纳米通道.通过在对称结构的沙漏形氧化铝（AAO）纳米通道一侧粘贴一层透明胶带,经过热处理后,获得了一种具有高整流比的有机-无机异质纳米通道.基于非对称的结构和电荷分布,氧化铝纳米通道与有机纳米通道在复合区域形成异质结构.由于多孔AAO纳米通道和有机纳米通道的协同效应,异质纳米通道表现出独特的纳米流体二极管特性,即在比较宽的pH范围内具有单一的整流方向.在该体系中,氧化铝纳米通道内壁的羟基和有机纳米通道内壁的羧基在不同pH值下所带电荷性质不同,使异质结构纳米通道内壁表面电荷的性质和电荷密度发生改变,可以通过调节体系的pH来调控通道内的离子传输.     

面向化学专业的生物化学教学加减法改进

Biochemistry is one of the basic courses involving interdisciplinary content. For chemistry major students, we put forward specific suggestions on improving teaching, namely addition and reduction teaching. This includes streamlining and integrating the teaching content, incorporating the work of the Nobel Prize in chemistry, and adding cutting-edge interdisciplinary works. A teaching feature by combining the classical biochemistry theory and the advanced interdisciplinary research was developed.