偶氮苯和氧化偶氮苯液晶基元侧链聚硅氧烷液晶的合成和性能研究

利用侧链带酰氯基的聚硅氧烷与取代偶氮苯酚进行大分子反应,合成了6种以偶氮苯氧羰基为侧链的聚硅氧烷Ⅲ_a-f;将其中的Ⅲ_a-c进行氧化,得到3种以氧化偶氮苯氧羰基为侧链的聚硅氧烷Ⅳ_a-c聚合物结构通过核磁共振、红外光谱和元素分析表征,利用偏光显微镜和差热分析仪研究了聚合物的相行为.讨论了苯环上取代基和液晶基元的中心桥键对聚合物液晶性能的影响.     

偶氮苯衍生物自组装单分子膜中的分子取响

利用反射红外光谱研究了金表面一系列具有不同碳链长度的偶氮苯巯基衍生物的自组装单分子膜.通过对比各向同性样品的透射谱和单分子膜的反射谱中各个吸收峰强度,定量地研究了分子中各部分的取向与分子结构的关系.我们分别提出了烷基链和偶氮基团取向计算的方法,利用该方法成功地求得了分子中各部分在膜的倾角.结果显示,当分子中烷基链长度增大时,碳链和偶氮苯基团相对于法线的倾斜逐渐加剧.这种倾角的变化归因于分子中碳链间范德华引力增大时,引起分子逐渐倾斜以达到最佳的范德华接触.同时研究发现,烷基链和偶氮基团受碳长度变化的影响并不相同.当分子中亚甲基数目增多时,烷基链的倾角迅速增大而偶氮苯倾角的增大则相对缓慢,这反映了它们在空间需求和本身刚性上的不同。     

偶氮苯类DNA纳米机器

具备光致异构性及乏氧响应性的偶氮苯为构建DNA纳米机器提供了动态响应元件. 然而, 受限于偶氮苯类化合物有限的光异构化反应, 偶氮苯类DNA纳米机器的构建与应用仍然面临着巨大的挑战. 本文梳理了基于偶氮苯的DNA纳米机器的构建方式及相应优缺点, 总结了可见光响应的偶氮苯类DNA纳米机器的设计规则, 并进一步综合评述了偶氮苯类DNA纳米机器在调控酶活性、 物质运输和机械运动等方面的应用. 本文有望推动开发更灵活的偶氮苯与DNA的偶联方式, 并为偶氮苯类DNA纳米机器在生物医学上的应用带来一定启示.     

偶氮苯衍生物自组装单分子膜中的分子取响

利用反射红外光谱研究了金表面一系列具有不同碳链长度的偶氮苯巯基衍生物的自组装单分子膜.通过对比各向同性样品的透射谱和单分子膜的反射谱中各个吸收峰强度,定量地研究了分子中各部分的取向与分子结构的关系.我们分别提出了烷基链和偶氮基团取向计算的方法,利用该方法成功地求得了分子中各部分在膜的倾角.结果显示,当分子中烷基链长度增大时,碳链和偶氮苯基团相对于法线的倾斜逐渐加剧.这种倾角的变化归因于分子中碳链间范德华引力增大时,引起分子逐渐倾斜以达到最佳的范德华接触.同时研究发现,烷基链和偶氮基团受碳长度变化的影响并不相同.当分子中亚甲基数目增多时,烷基链的倾角迅速增大而偶氮苯倾角的增大则相对缓慢,这反映了它们在空间需求和本身刚性上的不同。     

有机分子偶氮苯在高岭石表面吸附研究

利用Gaussian 98软件,采用量子化学从头算计算方法,研究有机分子偶氮苯在高岭石表面的吸附作用.不同位置的吸附结果比较表明,吸附后体系稳定性强弱及电子发生转移的可能性大小依次是平行于硅氧烷表面、平行(010)面、平行[AlO4]八面体表面.芳香环上的π键和硅氧烷表面的O原子均相互作用,电子从偶氮苯上的C和N原子流向高岭石表面的O原子.对吸附复合物进行了X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)测试及结构分析,结果表明,偶氮苯吸附到高岭石的硅氧烷表面.     

基于分子纳米粒子的巨型分子

本文聚焦于一类非传统的高分子结构,也即基于分子纳米粒子(或称纳米原子,nano-atoms)的巨型分子(giant molecules)。分子纳米粒子是具有确定化学组成、分子对称性和表面官能团的三维刚性笼状骨架结构。巨型分子是利用分子纳米粒子基元构筑的具有精确结构的高分子。受到蛋白质中结构域概念的启发,我们提出经过表面官能化修饰的分子纳米粒子可以作为合成高分子的结构域和功能域,通过逆功能分析,结合包括点击化学在内的高效化学反应,来实现巨型分子的快速模块化合成、可控组装和功能评估,并利用其中得到的构效关系,更为系统地理解材料的性质和指导材料的进一步优化设计。同时,这种新型高分子也可被看成是尺寸放大的小分子。它的许多有趣的自组装行为和相应小分子既有相似之处,又有截然不同之处。比如,巨型表面活性剂在溶液中能像小分子表面活性剂一样组装成为尾链被拉伸的胶束,在本体中则像嵌段聚合物一样形成纳米相分离的结构。这些组装展现出对于一级化学结构不同寻常的敏感性,并容易形成一些非传统的罕见相态,包括Frank-Kasper相态、在低分子量层状晶体PEO中出现的非整数折叠以及在溶液组装中出现的多级结构。因此,我们认为巨型分子作为功能材料在将来的技术领域中将具有广阔的应用前景。     

ECSTM针尖诱导构筑Au表面有序Pd纳米粒子阵列

利用电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)在温和的电化学和隧道偏压的条件下诱导电极表面发生特定的局域电化学反应, 在Au(111)单晶电极表面构筑了Pd纳米粒子的阵列. 研究了两种不同的溶液体系(PdCl2和PdSO4)构筑纳米粒子所需设定的不同参数, 同时探讨了选择不同参数的原因.     

帽状锑纳米粒子的制备及表面等离子共振特性的研究

采用热蒸发法在SiO₂自组装单层膜上制备了帽状锑纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计对帽状复合纳米粒子的表面形貌、结构以及表面等离子共振特性进行了研究和表征。结果表明,制备的复合纳米粒子呈帽状,表面等离子共振峰具有明显的可调谐性,当二氧化硅粒径增大或锑帽层厚度增加时,等离子共振吸收峰位置红移。     

表面分子印迹磁性纳米粒子的制备及其血红蛋白传感应用

以Fe₃O₄磁性纳米粒子为载体、多巴胺（DA）为功能单体、血红蛋白（Hb）为模板分子,用氯铂酸氧化DA生成聚多巴胺（PDA）,同时氯铂酸还原为铂纳米粒子（PtNPs）,与Hb一起负载于Fe₃O₄纳米粒子表面,洗脱Hb后合成了表面分子印迹磁性纳米粒子（印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs）. 将印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs修饰于磁性玻碳基底表面,制得印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs修饰电极. 实验结果表明,印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs具有良好的水溶性,粒径分布均匀,生成的PtNPs具有良好的导电性和刚性. 用印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs构建的传感器对Hb具有良好的识别性,在0.14 ~ 2.7 μg·mL^-1 Hb浓度范围与交流阻抗变化值呈良好的线性关系,检出限（S/N=3）为0.05 μg·mL^-1.     

Absorption and Fluorescence Emission Spectra of Molecules Containing Azo and/or Oxadiazole Units

The ground state structures of a series of organic molecules containing azo and/or oxadiazole units were obtained by means of density functional theory B3LYP/6-31G(d) method. The first singlet excited state structures were optimized by virtue of singlet-excitation configuration interaction CIS/6-31G(d) method. The absorption and fluorescence emission spectra were then evaluated via the time-dependent density functional theory B3LYP and PBE1PBE methods with 6-311++G(3df,2p) basis set. The calculation results show that compared with those of their parent molecules A-H, B-H, C-H, D-H, the absorption and emission wavelength values of all the derivatives show red shifts. The derivatives containing both the oxadiazole and methoxyl units are good candidates for longer absorption wavelength materials. The effects of azo, oxadiazole, and methoxyl units on the absorption and emission wavelength were discussed.     

Analysis of Mass Spectra of Azobenzene Compounds with

“推－拉”型偶氮苯化合物分子的共振结构决定了其关键碎裂方式,有内氢键作用时偶氮则附着于给电子端,而后续的碎裂过程则遵循各自主要官能团的裂解规律。     

Surface-enhanced Raman Scattering from Molecules Adsorbed on Mixed Silver/Gold Nanoparticle Surfaces

Introduction Since the first discovery of Surface-Enhanced Raman Scattering(SERS) from pyridine molecules adsorbed at roughened silver electrodes in 1974 by Fleischmann et al.[1],the research of SERS has made tremendous progress in applications of it to various fields of science and technology[2-8].     

有机银溶胶的吸收光谱和表面增强Raman光谱研究

研究了2-氨基苯并咪唑(BIMNH₂)、LiCl、NaOEt对Ag/EtOH溶胶吸收光谱和表面增强Raman散射(SERS)光谱的影响。结果表明,少量的吸附分子BIMNH₂、LiCl、NaOEt均能改变溶胶聚集状态,从而影响其吸收光谱和SERS效应。此外,Cl^-还可与Ag、BIMNH₂形成表面络合物而增强SERS效应。对Ag溶胶体系SERS光谱的溶剂效应也作了初步研究。     

High-resolution Absorption Spectra of Acetylene in 142.8-152.3 nm

The absorption spectra of acetylene molecules was measured under jet-cooled conditions in the wavelength range of 142.8-152.3 nm,with a tunable and highly resolved vacuum ultraviolet (VUV) laser generated by two-photon resonant four wave difference frequency mixing processes. Due to the sufficient vibrational and rotational cooling effect of the molecular beam and the higher resolution VUV laser, the observed absorption spectra exhibit more distinct spectral features than the previous works measured at room temperature. The major three vibrational bands are assigned as a CC symmetry stretching vibrational progress (v2=0-2) of the C1Ⅱu state of acetylene.The observed shoulder peak at 148.2 nm is assigned to the first overtone band of the trans-bending mode v4 of the C1Ⅱu state of acetylene. Additionally,the two components, 420 (μ1Ⅱu) and 420(к1Ⅱu),are suggested to exhibit in the present absorption spectra,due to their Renner-Teller effect and transition selection rule.All band origins and bandwidths are obtained subsequently,and it is foundthat bandwidths are broadened and lifetimes decrease gradually with the excitation of vibration.     

掺C60有机玻璃的吸收光谱研究

研究了Ｃ６０分别在有机玻璃（ＰＭＭＡ）和正己烷中的吸收光谱，发现Ｃ６０在有机玻璃中的吸收峰同在正己烷中相互对应，同时前者的吸收峰相对于后者峰宽变大，峰位产生红移，分析了产生这种现象的原因。     

1,8-萘酰亚胺类衍生物的结构及紫外-可见吸收光谱

用密度泛函方法(DFT)优化了一系列1,8-萘酰亚胺衍生物, 用含时密度泛函(TDDFT)和导体极化连续模型(CPCM)计算了它们在气相、环己烷和二氯甲烷溶剂条件下的紫外可见吸收光谱. 计算结果表明, 优化的几何结构和X射线晶体结构数据吻合较好. 萘环4和5位胺基上取代基团(氢基、甲基、苯基和萘基)的变化使得它与萘酰亚胺部分的连接键长(N—C)变长、电荷转移增强、带隙降低. 溶剂化显色效应和前线轨道电子云一致表明此类物质的最大吸收峰对应π-π*跃迁. 异构体A中的分子内电荷转移增大和带隙的降低是它的紫外吸收光谱最大吸收峰比异构体B的发生红移的主要原因.     

Characterization of Au Nanoparticle Film Electrodes Prepared on Polystyrene

Au nanoparticle films prepared on a polystyrene substrate were studied as a new electrode material. The films were formed from Au particles with different sizes (2–50 nm) and binder molecules (methanethiol, butanethiol, pentanethiol, hexanethiol and heptanethiol) on the substrate with a straightforward procedure. The electrode allows one to monitor reactions occurring only on the nanoparticles, and the catalytic currents resulting from small molecules such as hydrogen peroxide and organic amines were successfully detected in such a manner.     

偶氮苯硫醇衍生物自组装成膜过程考察

The formation kinetics of the self-assembled monolayer (SAM) of an azobenzenealkanethiol, denoted as AzoC2SH on surface was studied using electrochemical techniques, and the monolayers prepared at different assembly times and concentration were also investigated. A two-step adsorption kinetics has been confirmed: the fast adsorption process and the following long-term reorganization. The equilibrium constant(K)for the adsorption and the interaction factor between adsorbate-adsorbate molecules (δ) were evaluated based on the Frumkin isotherm and determined to be (3. 17±0. 13)× 106 mol•L(-1) and -0.34±0.04, respectively. The Gibbs free energy (G)of SAM was determined to be -(37. 07±0. 13)kJ•mol(-1).     

C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱研究

报道了C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱.通过与正常拉曼光谱以及银表面SERS谱的比较发现,C70分子与铜表面之间的吸附属于物理吸附,增强机制主要是电磁增强.C70分子在银表面上的吸附状态与铜表面上的不同,这导致了两者特征峰谱线强度分布存在差异.以C60的振动模式为参考,推断出C70分子在2种金属表面上的吸附状态可能分别处于使碳笼的挤压振动模接近于“平躺”和“竖直”的2种状态.