质子交换膜燃料电池铂基催化剂研究进展北大核心CSCD

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业化PEMFC仍采用铂基纳米材料作为催化剂,其中缺乏低成本、高效的阴极催化剂是限制PEMFC性能提升和成本降低的关键因素之一。本文综述PEMFC催化剂的结构可控制备及其对阴极氧还原反应和膜电极性能的影响,阐述调控催化剂结构提高PEMFC性能的方法,特别是提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极中贵金属用量的研究进展。     

基于大科学装置的空间金属组学和单细胞/单颗粒金属组学

金属组学是综合研究生命体内（(特别是细胞内）)自由或络合的全部金属原子的分布、含量、化学种态及其功能的一门学科,而大科学装置为金属组学研究提供了强有力的工具。本综述本文首先介绍了金属组学发展简史,然后介绍了基于大科学装置的同步辐射技术、中子技术、质子技术及缪子技术等,最后概述了基于大科学装置的空间金属组学、单细胞/单颗粒金属组学的应用示例。基于大科学装置的中子活化技术（NAA）NAA、X-射线荧光光谱（XRF）以及质子激发X射线谱（PIXE ）等技术是开展非原位空间金属组学研究的有力手段,而XRF、PIXE以及缪子X射线荧光谱（MXA）为开展原位空间金属组学提供了有力工具,特别是基于XRF的技术,其空间分辨率可低至10 nm级别,是开展原位单细胞/单颗粒金属组学的利器。 新一代同步辐射光源、质子源及缪子源将为空间金属组学、特别是时空金属组学研究提供更强有力工具。     

Research Progress of Regulation of Driving Forces in Short Peptide Supramolecular Self-Assembly北大核心CSCD

Some short peptides can spontaneously self-assemble into various nanostructures via the synergistic driving forces of non-covalent interactions. These non-covalent interactions,including electrostatic interaction,hydrogen bonding,aromatic interactions and other non-covalent interactions,are usually highly coupled together. Through rational sequence design and proper modification of short peptide molecules,the driving forces could be regulated purposively,and the nanostructures and morphologies of the self-assemblies could be controlled accordingly,and thus so as to achieve the fabrication of peptide-based supramolecular biomaterials and develop their functions. In this paper,the effects of hydrogen bonding,π-π stacking, electrostatic interaction,hydrophobic interaction,metal ion coordination and chiral center on the self-assembly behavior of peptide self-assembly have been reviewed. The driving force regulation strategies, including sequence design,pH and concentration adjustment and metal ion coordination,and the resulted nanostructures have also been discussed. We also make the outlooks on the development of peptide-based supramolecular biomaterials with specific functions in biomedicines and biocatalysis. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

后疫情时代微信融入无机化学实验教学的初探

针对后疫情时代的教学需要和地方高校的信息化教学资源的不足,通过创建微信公众号和微信群,初步探索了微信融入无机化学实验教学的新模式。课前通过公众号的推文引导学生进行有目标的预习,养成自主学习和独立思考的习惯。课堂中,先通过微信群进行预习测试,并基于测试反馈调整需要重点讨论的实验要点,再通过微信群共享师生在实验过程中对实验操作、实验现象和实验结果拍摄的照片或视频,充分激发学生兴趣,提升学生的能力。课后结合拍摄的错误操作的照片撰写公众号推文,进行实验反馈,帮助学生形成反思的习惯。     

复合材料断裂力学参量的实验测定

本文采用三维云纹干涉仪同步测量含裂纹复合材料弯曲板的面内位移场及离面位移场，并对离面位移场云纹图进行计算机自动采集和处理，编制了云纹数字图像处理软件。文中推导了正交异性复合材料弯曲问题的离面位移场表达式，得到了弯曲板裂纹尖端位移w与应力场强度因子K1的关系式。通过实测位移，结合裂尖位移场推导出应力强度因子K1值。     

聚合物流体渗流机理研究

聚合物流体在多孔介质中渗流的研究是近年来有重大进展的领域。本文介绍从力学与物理方法进行渗流机理研究的思路、主要结果和当前活跃的研究课题。流体的非牛顿性对复杂边界条件下均匀流体力学效应的影响已得到了较好的定量处理;揭示了拉伸流粘弹特性对渗流影响的机理,其定量描述则尚有待努力。进而讨论了石油工程中十分重要的非均一流体渗流的新进展,包括大分子效应与粘性指进效应及其分形描述。对于上述物理效应的综合考虑将使聚合物渗流力学研究进入新的阶段。     

十二烷基硫酸钠水溶液的动态表面吸附性质

利用MPTC型气泡压力张仪研究了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液在不同NaCl 浓度下的动态表面吸附性质, 分析了离子型表面活性剂在表面吸附层和胶束中形成双电层结构产生表面电荷对动态表面扩散过程和胶束性质的影响. 结果表明, SDS在表面吸附过程中, 表面电荷的存在会产生5.5 kJ·mol^-1的吸附势垒(E_a), 显著降低十二烷基硫酸根离子(DS^-)的有效扩散系数(D_eff). 十二烷基硫酸根离子的有效扩散系数与自扩散系数(D)的比值(D_eff/D)仅为0.013, 这表明SDS与非离子型表面活性剂不同, 在吸附初期为混合动力控制吸附机制. 加入NaCl可以降低吸附势垒. 当加入不小于80 mmol·L^-1 NaCl后, E_a小于0.3 kJ·mol^-1, D_eff/D在0.8-1.2之间, 表现出与非离子型表面活性剂相同的扩散控制吸附机制. 同时, 通过分析SDS胶束溶液的动态表面张力获得了表征胶束解体速度的常数(k₂). 发现随着NaCl 浓度的增大, k₂减小, 表明SDS胶束表面电荷的存在会增加十二烷基硫酸根离子间的排斥力, 促进胶束解体.     

番茄碰伤和可溶性固形物近红外光谱同时在线检测

可溶性固形物和碰伤是影响番茄品质的两个主要因素。研究的目的是探索可见近红外漫透射光谱同时在线检测番茄碰伤和可溶性固形物的可行性。在单通道送果速度5个每秒条件下，采集番茄近红外漫透射光谱。对比分析碰伤与正常番茄样品的近红外漫透射光谱特性，结果表明，碰伤与正常番茄样品的近红外漫透射光谱在光强上存在明显差异，碰伤果光强要强于正常果，其原因可能是碰伤后果肉变软，透光性变强；在650和675 nm处碰伤果比正常果要多两个吸收峰，可能是碰伤后，番茄表皮颜色发生变化所致。选取贡献率占比最多的前三个主成数，对正常果与碰伤果近红外漫透射光谱主成分定性分析，正常果与碰伤果不能有效聚类，故近红外漫透射光谱主成分定性分析效果不明显，需选择建立高维近红外漫透射光谱定性判别模型。故建立了碰伤番茄样品的近红外漫透射光谱偏最小二乘定性判别模型，误判率为0%，能正确判别碰伤果，故选用碰伤番茄样品的近红外漫透射光谱偏最小二乘定性判别模型作为番茄碰伤果在线剔除分选模型。通过对未参与建模的样品进行验证，能正确识别出碰伤果。经近红外漫透射光谱偏最小二乘定性判别模型剔除碰伤果后，按照可溶性固形物指标进行分级。分别使用全部波段和606～850 nm的波段进行建模预处理，且对全部波段和606～850 nm波段光谱进行2阶导数预处理，前后平滑设为9，利用连续投影算法与遗传算法优选可溶性固形物的光谱建模变量，对比发现，利用未经算法筛选过的606～850 nm波段光谱变量进行建模，效果最好，建立了可溶性固形物在线检测模型，预测集均方根误差为0.43 Brix°。采用未参与建模的样品进行碰伤和可溶性固形物同时在线检测验证，碰伤样品的分选准确率达96%，可溶性固形物样品的分选准确率达91%。表明：番茄碰伤和可溶性固形物近红外漫透射光谱同时在线检测是可行的。     

环二肽的自组装及其荧光性能

环二肽由两个氨基酸通过肽键环合形成，在氢键相互作用驱动下具有较强的自组装倾向.本工作研究了c-SF，c-SY，c-SH及c-DF等四种环二肽的自组装行为和组装体的荧光特性.实验结果表明，c-SH为无规卷曲而其他三种环二肽均采取β-sheet二级结构，且除c-SH未形成明显组装体外，其他三种环二肽均形成不同尺寸的纳米纤维.荧光光谱检测发现环二肽在不同波长的激发下存在多个不同的荧光发射峰；对于c-SH，侧链咪唑基官能团与Zn（II）配位可以增大荧光发射的强度；对于c-SY，侧链酚羟基的氧化也可以增强荧光强度.推测在氢键作用的驱动下环二肽分子可以逐个堆叠形成纳米纤维，自组装导致的分子聚集和分子的侧链结构均可使环二肽具有可调变的荧光性能.     

开关振荡器特性阻抗选取对输出波形影响

开关振荡器是宽带高功率电磁脉冲的重要产生方式之一，以开关激励同轴振荡器为例，采用理论计算和电磁仿真为主要手段，从传输线特性阻抗与开关振荡器储能、传输线特性阻抗与天线阻抗关系及传输线特性阻抗和开关导通阻抗关系三个方面进行了研究。研究结果表明:传输线阻抗越小，振荡器储能越高；天线阻抗与传输线阻抗比值越大，输出信号品质因数越大，频谱上能量越集中，带宽越小，能量效率随比值增大呈现先增大后减小趋势；传输线特性阻抗很小时，开关阻抗对输出振荡信号影响增大，此时随特性阻抗减小，输出信号中心频率降低，品质因数减小，频谱上能量分散，带宽较宽。