分子陀螺的设计、合成与组装

近来,科学家设计和合成了系列分子水平的陀螺。类似于儿童的玩具陀螺仪,这种分子陀螺由一个转子、一个定子框架和连接定子和转子的轴组成。定子框架通过自身的刚性结构为中心转子的转动提供足够的内在自由度,得以对内部的转子实施保护。并使得分子陀螺成为一个理想的分子转子。当转子上有偶极距时,则可能在外来电、磁、光的刺激下进行定向转动,成为分子马达。化学家们通过X射线晶体衍射技术、动态核磁技术、理论计算化学、热力学分析等方法表征了分子陀螺的各种特征,并积极探索其潜在的应用价值。本文着重介绍分子陀螺,以及超分子陀螺仪的发展历史以及研究进展。     

从分子构造到分子构型和分子构象（中）

我们从(上)文看到,化学家们最初认为物质的性质只决定于物质的分子组成,后来逐渐认识到物质的性质除决定于物质的分子组成外,还决定于分子构造.     

从分子构造到分子构型和分子构象（上）

分子构造(constitution)是指分子中原子相互联结的方式和次序,过去长期以来称为分子结构((structure),根据国际纯粹和应用化学联合会的建议,改为“构造”。“结构”一词应用在广泛的范围,例如物质结构、原子的电子结构等等。     

从分子构造到分子构型和分子构象（下）

范特霍夫和列贝尔分别各自提出碳原子的四个价键指向一个正四面体的四个顶点概念确立后,1885年德国化学家拜尔(Baeyer,Adolphvon 1835-1917)发表价键的张力学说。他根据碳原子四个价键的正四面体模型,任何两个价键之间的正常角度应当是109o28',如图I所示。     

基于C=O…HN分子间氢键的超分子液晶研究进展

基于C=O…HN的分子间氢键能够自组装形成具有精确分子排列和很好稳定性的有序结构,在设计构造液晶功能材料方面具有重要的不可替代的地位.分子形状是设计小分子热致液晶的一个主要考虑因素,它对液晶态的结构有至关重要的影响.以分子形状与液晶态相互关系为主线,重点介绍了目前文献报道的基于C=O…HN分子间氢键的盘状和楔形分子形成液晶的研究进展,以期为新型液晶材料的分子设计提供一些借鉴.     

卟啉超分子化合物在分子器件中的应用

分子电子器件已成为近年来的一个研究热点，卟啉类化合物因为光敏性好、性能稳定、易于修饰等优点成为分子器件研究的理想模型化合物。本文着重介绍了它在分子器件中的最新应用进展。     

分子调控的概念及其意义

在分子识别的基础之上提出了分子调控的新概念，指出分子调控是外界因素对分子某些性质的指令性干预，是超分子体系所持有的功能，通过这种调控作用，可以有意识、有目的地控制分子的行为，并列举若干实例加以说明。     

分子识别在分析化学中的应用

本文概述了分子模板理论的产生和发展，总结了分子模板技术在分析化学领域中的应用和发展趋势，同时对分子印渍技术的理论进行概述，并指出分子印渍技术在分析化学领域中的应用和发展情况，阐述了分子模板和分子印渍技在分子识别分析方面的应用前景，其将为各种物质的超微量分析提供更加讯捷，准确，方便的分析方法。     

药物头孢氨苄分子模板聚合物水中结合性质的研究

采用分子模板技术合成了以头孢氨苄为模板分子以三氟甲基丙烯酸和４－乙烯基吡啶同时为功能单体的分子模板聚合物。将得到的棒状聚合物研磨过筛后,运用平衡结合实验研究了头孢氨苄分子模板聚合物的结合性质,Ｓｃａｔｃｈａｒｄ分析表明,在所研究的浓度范围内,在聚合物中形成了两类不同的结合位点。头孢氨苄分子模板聚合物与其化学组成相同的非模板聚合物相比,有很高的结合容量。底物选择性实验表明,与其它结构相似的药物相比,     

分子逻辑器件研究进展

分子器件具有尺寸小、设计合成可控、存储量大、反应速度快、人工智能等诸多优点,是当今化学、物理和材料等领域研究最为重要的一个交叉领域.综述了近些年来分子逻辑器件领域的研究进展.介绍了各种类型的分子逻辑门、半(加)减法器、分子逻辑线路以及DNA分子和固态分子计算.最后提出了分子器件存在的问题并展望了其应用前景.     

发光性受体的分子设计与分子识别

介绍了发光受体的几种典型分子识别模型。从分子识别与超分子化学的角度综述了它们在分子离子识别中的应用。对近几年发展较快的分子印迹技术及其应用进行了综述。引用文献71篇。     

浅谈2016年诺贝尔化学奖:分子机器

2016年诺贝尔化学奖颁给了Jean-Pierre Sauvage、Fraser Stoddart和Ben Feringa,以表彰他们在设计与合成分子机器领域的卓越贡献.分子机器是模拟自然界的生物大分子机器或宏观机器的分子,科学家通过精巧的设计,利用有机合成反应构建这些内部能相对运动的分子,实现从分子层面的精确控制.本次诺贝尔化学奖颁给了尚无实际应用的分子机器,给未来带来了无限可能.     

纳米器件研究与应用的最新发展

近几年来对纳米器件的研究给各个领域带来了巨大的冲击。文章讨论了纳米器件特别是和信息技术产业密切相关的分子电路的最新进展 ,以及目前对纳米器件的一些主要的应用     

茂铁类单分子结电子传输性质的研究进展

分子导线是构成分子器件的关键部分,它的发展有望解决未来将要面临的电子器件尺寸即将达到理论极限而无法满足人们更高需求的问题.茂铁类分子凭借优秀的物理、化学性质被广泛应用于非线性光学、分子电子学等领域.在过去的十多年里,茂铁基团的引入构建了多种结构新颖的分子导线,为单分子器件的基础研究做出了巨大贡献.然而对于茂铁类分子导线的研究,大多集中于其异茂环取代的衍生物,同茂环取代的衍生物因合成较为困难,并没有受到研究者们的关注.根据分子的结构特征,将茂铁类分子导线分为π共轭型与非π共轭型两大类.以分子的构效关系为主线,对近十几年来茂铁类单分子结电子传输性质方面的工作进行了概括与总结,期望为未来茂铁类分子导线的研究提供借鉴.     

二原子分子和三原子分子的周期表

门捷列夫元素周期表是自然科学中最重要的原则之一．然而,对于分子而言,却缺乏类似的表格．本文提出两个分别对应于二原子分子和三原子分子的周期表．这些分子周期表的格式和门捷列夫原子周期表相似．在这些表格中,分子依照它们各自的族数G和周期数P分类排列,G是价电子的数目而P则表示分子的尺寸．分子的基本性质,包括键长、结合能、力常数、电离势、自旋多重度、化学反应活性以及键角等等,都随着表中的G和P作周期性的变化．二原子分子和三原子分子的周期性因而被揭示开来．本文还进一步指出这种周期性是源出于分子的壳状电子构型．周期表中不仅包含了游离的分子,还包含了多原子分子中的“赝”分子．这些周期表可用来从本质上分类分子,广泛地预言分子的未知性质,了解在多原子分子中赝分子的作用,以及开拓新的研究领域,如芳香族、团簇或纳米微粒的周期性等．因此这些表格不仅能够引起多学科领域中科学工作者的关注,而且还能引起理科学生们的兴趣．     

分子烙印技术简介

分子烙印技术的基本思想是源于人们对抗体—抗原或酶的专一性的认识 ,即一种抗体只能针对一种抗原 ,一种酶只能选择性的催化一种或固定的几种底物 ,而分子烙印技术则通过人工的方法合成与目标分子耦合的大分子化合物 :以目标分子为模板 ,将具有结构互补的功能化聚合物单体分子通过共价键或非共价键的方式与模板分子结合 ,加入单体进行聚合反应 ,反应完成后将模板分子提取出来后形成具有空穴的能识别模板分子的高分子。用这种基于仿生方法合成的大分子聚合物即为分子烙印聚合物 ,它与模板分子的位置 ,形状 ,官能团互补[4 ] ,对模板分子具有高…     

超分子光化学的前景

近二十年来光化学研究取得了巨大进展.其基本状况可归纳为下列几个方面:一是大量的有机分子、配位化合物、金属有机化合物的光化学和光物理行为已被了解,并得到理论上的阐明,许多重要激发态在结构上、能量上以及动态学方面的研究也已相当深入和完善;另一方面,人们对自然界存在的某些重要的光生物过程也有了相当的认识,包括如光合作用,视觉过程等,但尚未完全弄清.     

分子印迹技术的回顾、现状与展望

分子印迹技术是近年来集高分子合成、分子设计、分子识别、仿生生物工程等众多学科优势发展起来的一门边缘学科分支。分子印迹聚合物由于具有与天然抗体同样的识别性能和与高分子同样的抗腐蚀性能的双重优点,因而广泛应用于生物工程、临床医学、环境监测、食品工业等众多领域。本文回顾了分子印迹技术近十多年来的发展过程,总结了目前的研究现状,并展望了分子印迹技术未来的发展趋势。     

分子组装机器：纳米工厂

Molecular machines have attracted significant attentions as one of the most promising aspects of chemistry for their potential applications ever since receiving the 2016 Nobel Prize in Chemistry. The molecular assembler, also called the nanofactory, is a novel type of molecular machines that are capable of controlling the chemical reactions precisely at the microscopic level. As an analog to the macroscopic factories, nanofactories are comprised of a "transporting" part, the molecular walkers, and an "assembling" part, the molecular robotic arms. In this review, we provide a brief introduction of the research progress in recent years together with analysis on the principles of designing, constructing and operating molecular assemblers. We also summarize the prospects and challenges in the research area of molecular assemblers.     

分子工程学学科建设刍议

作为一个化学工作者,我对分子工程学确实有点向往,甚至偏爱。这可能与我长期从事物理化学教学、结构化学科研以及经常考虑学科的作用和发展问题有点关系。1978年科学大会前夕出了一本科普读物《现代科学技术简介》,我在其中介绍“结构化学的概况和动向”时,曾归纳出这个学科的四个动向,其中之一就是分子工程学。