石墨烯表界面化学修饰及其功能调控

石墨烯属于碳纳米材料家族中的一员,是一种单层的二维原子晶体,具有高硬度、高导热性、高载流子迁移率等诸多优良特性,被认为是新一代电子学器件的重要基础材料.近年来我们课题组利用石墨烯的这些优良特性在其表界面化学修饰及其功能调控方面开展了一系列研究工作.我们对石墨烯表界面进行了共价或非共价化学修饰,在一定程度上打开了石墨烯的带隙,并发展了具有传感功能的石墨烯器件.我们还制备了基于石墨烯的纳米电极,发展了新一代分子电子器件的普适性制备方法,实现了单分子器件的功能化.展望未来,以石墨烯为代表的碳基纳米材料将继续在纳电子器件研究领域发挥重要作用.     

单分子电子器件概况及其研究进展

分子电子学自诞生之日起迅速发展，已成为一门21世纪的前沿强交叉基础科学，受到了人们的广泛关注。本文概述了分子电子学的发展和研究内容，以及最新研究进展，并对今后的前景进行了展望。     

微波消解ICP-MS测定鲜竹笋中7种微量元素

建立同时检测鲜竹笋中铬、铜、锌、砷、镉、汞、铅等7种元素的分析方法。竹笋样品在硝酸介质中经微波消解,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测,全定量法采集数据。校准曲线线性良好,相关系数在0.9937—1.0000之间;检出限为0.005—0.202μg/L;加标回收率在88.96%—110.5%;精密度RSD小于6.09%;国家标准样品西红柿叶(GSBZ51001-94)中几种元素的测定值都在标准范围内。该方法具有灵敏、可靠、快速、准确等优点,适用于竹笋中微量元素的分析测定。     

用清除羟自由基法评价竹叶提取物抗氧化能力

进行了Fe2+与邻二氮菲生成红色配合物的吸收光谱,抗氧化剂TBHQ及竹叶提取物样品对清除羟自由基能力的研究。分光光度法测定抗氧化剂清除羟自由基能力的测定波长为509.1 nm。以IC₅₀值(清除率为50%时,抗氧化剂的浓度值)作为评价抗氧化剂清除羟自由基能力的指标,测得合成抗氧化剂和效果最好竹叶提取物样品IC₅₀值分别为0.040(TBHQ),0.378(M20),0.323(M40),0.334(M60),M20, M40, M60等竹叶提取物可以作为天然抗氧化剂进行开发。     

新型螺吡喃衍生物: 离子传感和分子水平的信息处理

为实现金属离子检测和分子水平的信息处理, 合成了一类新型的含有功能配位基团的螺吡喃衍生物(SP1-SP4). 研究发现: 在没有UV光照的条件下, 金属离子可以促进螺吡喃(SP2和SP4)开环并形成稳定可逆的络合物(MC-Mⁿ⁺). 紫外-可见吸收光谱研究表明, 在UV光照前加入不同的金属离子会引起SP2 和SP4 的光学性质的特征变化, 因此提供了一种简易的通过裸眼就能辨别金属离子的比色方法. 荧光光谱研究表明, 这类化合物能够高灵敏高选择性地检测锌离子. 此外, 基于吸收光谱和荧光光谱的变化, 这类螺吡喃衍生物可以用于构建组合的逻辑门, 执行分子水平的信息处理, 从而展现了其在化学或环境传感和未来的分子计算机领域的潜在应用前景.     

用清除超氧阴离子自由基法评价竹叶提取物抗氧化能力

通过对邻苯三酚反应体系的吸收光谱,对自氧化速率及邻苯三酚浓度和缓冲液pH值对反应体系产生的超氧阴离子自由基清除率的影响进行了研究.分光光度法测定邻苯三酚反应体系的检测波长为319.5眦,反应体系体积10 mL,反应时间为9 min,3 mmol·L-1邻苯三酚加入量为0.3 mL,Tris-HCl缓冲液pH值为8.2,自氧化速率为0.035;用上述方法研究合成抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)和竹叶提取物样品浓度和清除率的关系,以IC50值(清除率为50%时的浓度值)作为评价指标,测得TBHQ和效果最好样品的IC50值分别为TBHQ(95.01 mg·L-1)和M40(298.69 mg·L-1),M40等竹叶提取物可以作为天然抗氧化剂进行开发.     

用清除有机自由基DPPH法评价竹叶提取物抗氧化能力

通过对1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)溶液吸收光谱、DPPH溶液反应体系的研究,得出以下结论,分光光度法测定DPPH溶液反应体系的测定波长为518.4nm,反应体系为4.00mL257.7mg·L-1的DP-PH溶液中加1mL不同浓度的抗氧化剂,反应体系加入抗氧化剂后反应时间为40min;用上述方法研究评价合成抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)和2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)对DPPH自由基清除率和浓度的关系,以IC50值(清除率为50%时,抗氧化剂的浓度值)作为评价指标,测得合成抗氧化剂和效果最好竹叶提取物样品IC50值分别为,TBHQ(21.14mg·L-1),BHT(42.09mg·L-1),M40(108.40mg·L-1),M40等竹叶提取物可以作为天然抗氧化剂进行开发。     

分子器件中的光致异构效应

基于光致异构分子构筑单分子光电子器件或分子膜器件,探究器件中分子在光诱导下构型的变化规律,并在单分子水平上探索其异构效应对电荷传输、器件光电性能的影响,对推动有关分子器件的基础应用研究至关重要.本文系统阐述近些年关于光致异构分子器件的研究成果,着重梳理了关于分子器件的制备、电荷传输机理、器件性能调控以及应用等方面的代表...     

Synthesis and Characterization of Donor-Acceptor-Donor Triads Containing Tetrathiafulvalene and Naphthalene Diimide Units： Towards Regulation of the Intermolecular Charge-Transfer Interaction by Varying the Attached Side Groups

Introduction Extensive studies have been performed on electron donor-acceptor supramolecular systems, which have been used as models to investigate charge-transfer interactions,1 photoinduced electron and energy transfer reactions (for understanding the natural photosynthesis mechanisms).2 In recent years, molecular devices such as molecular shuttles and molecular switches based on electron donor-acceptor supramolecules have been proposed and studied.3 Since the synthesis of tetrathiafulvalene…     

简易方法制备交叉碳纳米管-石墨烯异质结

发展了一种通过两次高分子辅助转移和选择性氧等离子体刻蚀技术大量制备交叉碳纳米管-石墨烯异质结的无损方法. 拉曼光谱和导电性测试证明, 制备的单层石墨烯薄片在大面积范围内质量均一、导电性好. 而且, 本文所讨论的单层石墨烯的生长和随后的器件制备也提供了大面积制备石墨烯薄片图案化的可重复性方法. 该方法与传统的薄膜技术兼容, 只需简易的几步便可把图案化的石墨烯集成到大规模的微电子器件回路中, 有望实现流线型和自动化的石墨烯微电子器件的大量生产. 这些研究结果为进一步制备分子整流器和其它功能纳米/分子器件提供了技术基础.