凝聚态物质的冲击波化学及其应用

介绍了凝聚态物质冲击波化学近年来的发展概况。文中简单介绍了冲击波引起的化学反应的某些特点。列举了一些可能的应用,包括:超硬材料的合成,高技术陶瓷材料的制备和加工,非晶态金属的压实,无机物质的活化与合成,对有机物质引起的反应等。     

基于全散射技术局域结构确定与凝聚态物质

原子或分子的堆积方式和元素分布是凝聚态物质的核心问题,而局域结构的精确测定则为揭示原子堆积方式和元素分布提供了重要手段。获得与化学成键直接关联的局域结构信息,是人们认识化学反应,理解功能材料设计结构本质的重要依据。基于全散射技术的原子对分布函数方法(PDF),通过考虑原子对间距的空间分布规律,为具有不同结晶状态和团聚方式的凝聚态体系提供了全尺度的结构信息。本文从介绍全散射和原子对分布函数方法的理论基础出发,根据凝聚态物质的聚集形态差异和结构化学特点,列举了近年来在研究凝聚态物质的原子对分布函数过程中,结合原位温度场、反向蒙特卡洛等方法获得的物质局域结构信息和短程到长程的结构演变。通过分析局域结构与长程结构的对比差异,从局域尺度的视角为研究凝聚态物质的化学反应、功能物性优化和外场响应提供了新的思路。     

纳米材料对生物凝聚态的调控

生物大分子的凝聚态及其动态变化过程涉及许多重要的生理及病理过程,如凝血现象与阿尔茨海默病。对上述生物凝聚态过程进行研究,发展对这些凝聚态过程的调控方法,进而发展相应的疾病诊断治疗新策略,具有非常重大的意义。纳米技术基于原子或分子组装可构建出新型的纳米功能器件或具有新颖生物效应的纳米材料,为解决生物医学领域的重大问题提供了强有力的研究手段。利用一系列的纳米材料可以发展对生物凝聚态的调控新方法,通过控制肿瘤血管凝血和制备纳米抗凝剂等实现对于凝血过程的调控,通过识别、结合、调控淀粉样蛋白及其聚集状态,实现阿尔茨海默病的诊断与治疗。对于生物凝聚态及其调控进行详细的研究,有望为开发新一代纳米药物提供新思路与新途径。     

高分子凝聚态结构与化学

高分子凝聚态的研究是高分子科学中的重要内容,在高分子凝聚态的形成机制及对宏观物理性能的影响方面已形成了较为系统的理论和应用实践基础,但在高分子凝聚态的化学性质方面虽有较多的研究工作,却鲜有系统性的归纳总结。凝聚态化学概念的提出,有助于科研人员更深入、系统地研究高分子聚集态结构与其化学性质之间的关系及相关规律。本文以高分子凝聚态为讨论对象,对高分子凝聚态化学性质的一些代表性研究工作进行了归纳和整理,内容包括:(1)高分子结构化学对高分子凝聚态的影响;(2)高分子凝聚态结构对进一步化学反应的影响;(3)高层级凝聚态的化学性质及其对化学反应的影响。希望通过对上述研究工作的实例分析和探讨,为科研人员从化学性质变化的角度去理解和开展高分子凝聚态的研究提供一些参考和启示。     

生物矿化中的凝聚态化学

不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。生物矿化是通过有机基质调控无机矿物的生成,构筑具有多层次结构和特殊功能(如保护、传感和运动等)的生物凝聚态物质。研究生物矿化中的化学构筑与结构-功能关系,通过仿生矿化可以设计并制备具有类生物矿物结构和先进功能的仿生凝聚态材料。本文从凝聚态化学的角度介绍生物矿化和仿生矿化领域的概况以及取得的重要成果和新认识,重点综述了本课题组近年来受生物矿化启发,基于无机离子寡聚体的仿生新材料构筑和功能方面的研究成果。相信生物矿化将为新兴凝聚态化学的研究和发展提供良好参考,同时从凝聚态化学的新高度看待和指导生物矿化,也将促进生物矿化研究走向新的台阶。     

凝聚态化学视角下的生物矿化

凝聚态化学是研究凝聚态材料的合成、组分、结构、性能、相互作用及相关化学反应等多个领域的一门学科。近年来对生物矿物这种特殊的天然凝聚态材料不断深入的探索,极大扩展了凝聚态化学原有的研究视野。这些生物矿物常通过非经典的方式,在温和而复杂的体内甚至体外环境中形成;它们具有长期进化筛选出的跨尺度多级组织结构,充分利用了材料微观形态和不同凝聚态材料间的表、界面相互作用,因此具有非常优异的性能。本文通过分析生物矿物形成和转化过程中涉及的几种特殊机制,阐明真实环境条件下凝聚态材料合成和凝聚态化学反应的一些新特征。同时,还将介绍由生物矿物相关研究推动的凝聚态化学的实际应用。最后,对该领域未来需要解决的问题和重要发展方向做出展望。     

全共轭聚噻吩类和聚硒吩类嵌段共聚物的凝聚态结构调控

嵌段共聚物可发生微相分离形成丰富的介观尺度上的相结构,而共轭聚合物是一类具有特殊的力学、导电性能或光电功能的半刚性链高分子.全共轭嵌段共聚物因其兼具两者的特性而备受瞩目.本文着重介绍了近年来课题组在基于全共轭聚(3-烷基噻吩)和聚(3-烷基硒吩)嵌段共聚物体系的研究进展,通过改变体系的分子结构包括主侧链结构、侧链的烷基长度及取代基团等以及对体系在溶液状态及薄膜状态进行后处理包括改变溶剂、热处理、溶剂蒸气处理等来调控体系的微相分离行为和结晶行为,实现对材料凝聚态结构的调控.在此基础上,以有机场效应晶体管和聚合物太阳能电池器件作为最终体现聚噻吩或聚硒吩类体系凝聚态结构与性能关系的平台,将获得的调控体系凝聚态结构的有效策略用于实现其半导体材料物理性能的提升.     

生物分子液-液相分离的物理化学机制

近年来,有关生物分子通过液-液相分离机制进行组织定位、功能调控的研究发展迅速。相分离产生的聚集体在众多细胞活动事件中发挥了关键作用。这些聚集体的生物功能是以相分离的物理化学性质为基础的。本文将从相分离聚集体的基本性质、相图、微观结构,相分离的统计热力学、实验和分子模拟研究等方面阐释相分离物理化学机制研究相关进展。对于生物分子相分离的重要功能体系进行了列举和归纳,收集了相分离研究的模式体系,探讨了生物分子相分离的生物功能同物理化学机制之间的关系,总结了生物分子相分离的调控机制和调控分子的设计方法,并对生物分子相分离物理化学机制研究的未来发展方向进行了展望。     

高压条件下的凝聚态化学

本文介绍了高压条件对凝聚态物质电子结构和晶体结构的影响,其中包括高压对元素外层电子结构、能带结构和晶体缺陷的影响,高压导致的原子配位数的增加、元素非正常氧化态、结构相变和态变。同时从十个方面介绍了高压条件下凝聚态物质间的化学反应,最后对高压条件下凝聚态化学未来的发展做了展望。     

色彩与物质的微观结构

阐述色彩与物质微观结构的关系,分析各类物质颜色产生的机理,介绍色素在高科技领域中的应用。     

Probing Liquid-Liquid Phase Separation of a Polyethylene Blend with Thermal Analysis

Summary: A series of polyethylene (PE) blends consisting of a high density polyethylene (HDPE) and a linear low density polyethylene (LLDPE) with a butene-chain branch density of 77/1000 carbon was prepared at different concentrations. The LLDPE only crystallized below 50 °C, therefore, above 80 °C and below the melting temperature of HDPE, only HDPE crystallized in the PE blends. A specifically designed multi-step experimental procedure based on thermal analysis technique was utilized to monitor the liquid–liquid phase separation (LLPS) of this set of PE blends. The main step was first to quench the system from the homogeneous temperatures and isothermally anneal them at a prescribed temperature higher than the equilibrium melting temperature of the HDPE for the purpose of allowing the phase morphology to develop from LLPS, and then cool the system at constant rate to record the non-isothermal crystallization. The crystallization peak temperature (T_p) was used to character the crystallization rate. Because LLPS results in HDPE-rich domains where the crystallization rates are increased, this technique provided an experimental measure to identify the binodal curve of the LLPS for the system indicated by increased T_p. The result showed that the LLPS boundary of the blend measured by this method was close to that obtained by phase contrast optical microscopy method. Therefore, we considered that the thermal analysis technique based on the non-isothermal crystallization could be effective to investigate the LLPS of PE blends.     

Characterization of Acetone-Solution Casting Film of PMMA

Acetone solution-casting films of poly(methylmethacrylate) were analyzed by differential scanning calorimetry and pyrolysis gas chromatography-mass spectroscopy under natural evaporation and ultrasonic vibration, respectively. Analytical results indicate that both the condensed structure of the polymer and the residue solvent in the films vary in different film-forming conditions and that the residue-solvated acetone in films prepared under natural evaporation is 12 times greater than that under ultrasonic vibration. Translated from Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2005, 33(3) (in Chinese)     

Structural Characterization and Toxicity Prediction of Some Organic Compounds

A new molecular structural characterization(MSC)method called molecular vertexes correlative index(MVCI)was constructed in this paper.The index was used to describe the structures of 45 compounds and a quantitative structure-activity relationship(QSAR)model of toxicity(–lgEC50)was obtained through multiple linear regression(MLR)and stepwise multiple regression(SMR).The correlation coefficient(R)of the model was 0.912,and the standard deviation(SD)of the model was 0.525.The estimation stability and prediction ability of the model were strictly analyzed by both internal and external validations.The Leave-One-Out(LOO)Cross-Validation(CV)correlation coefficient(RCV)was 0.816 and the standard deviation(SDCV)was 0.739,respectively.For the external validation,the correlation coefficient(Rtest)was 0.905 and the standard deviation(SDtest)was 0.520,respectively.The results showed that the index was superior in molecular structural representation.The stability and predictability of the model were good.     

酰基硫脲衍生物的合成、结构表征及生物活性研究

在超声波辐射下, 以PEG-400为固-液相转移催化剂, 用芳胺与双酰基异硫氰酸酯反应, 合成出了15种新的结构不对称的双酰基硫脲类化合物(6和6')和9种新的分子中含酰胺基团的单酰基硫脲类化合物(7和7'). 利用元素分析, IR, ¹H NMR, ¹³C NMR, APT, 1D NOE及2D NMR技术确定了所合成化合物6和6'及7和7'的结构, 并对它们NMR谱中低场C, H进行了归属. 杀菌、杀虫和除草活性筛选测定实验结果表明, 所测试化合物对瓜炭疽病菌均具有抑制作用, 其中6e抑制率最高, 达到62.4%; 目标化合物7a对黄瓜白粉病菌有一定的抑制作用. 单胺氧化酶活性测定实验表明：大部分目标化合物对单胺氧化酶具有一定的抑制活性, 其中浓度在1×10^－3 mol•L^－1时目标化合物6'c和6'd的抑制活性较强, 明显高于其它化合物. 目标化合物没有抗惊厥活性.     

Botryoid‐Shaped Reactive Nanoparticles through Spontaneous Structural Reorganization of Terpolymer Micelles

Botryoid‐shaped reactive terpolymer nanoparticles, whose aldehyde‐functional living domains are miniaturized into small‐sized discrete “grapes” and attached onto the outwardly‐branched scaffolds of fluorinated segments, are reported. These nanostructures can be fabricated by spontaneous structural reorganization of core–shell terpolymer micelles simply by manipulating drying conditions. The miniaturized discrete living domains are stabilized by outwardly‐branched scaffolds and exhibit excellent accessibility to solution media, thus can effectively respond to solution media, which is desired in sensor‐related applications.

     

Synthesis, Characterization and Biological Activities of Novel Water-soluble Metalloporphyrins

Water-soluble metal porphyrins can sensitize photocatalytic water reduction1, oxidation2, and are of potential use in photogalvanic cells3. In recent years, porphyrins have been used as photosensitizer for the photodynamic therapy (PDT) of cancers. To constitute a good PDT photosensitizer, a compound must be soluble in the bodys tissue fluids so that it can be injected and carried around the body to the tumour site4. Research on the anti-tumor activity of metalloporphyrins has also been r…     

New Coordination Compounds Based on a Pyrazine Derivative: Design,Characterization, and Biological Study

New coordination compounds of Mn(II), Fe(III), Co(II), and Ni(II) and the biologically active ligand L (N′-benzylidenepyrazine-2-carbohydrazonamide) were synthesized and characterized by appropriate analytical techniques: elemental analysis (EA), thermogravimetric analysis (TG–DTG), infrared spectroscopy (FTIR), and flame-atomic absorption spectrometry (F-AAS). The biological activity of the obtained compounds was then comprehensively investigated. Rational use of these compounds as potential drugs was proven by ADME analysis. All obtained compounds were screened in vitro for antibacterial, antifungal, and anticancer activities. Some of the studied complexes exhibited significantly higher activity than the ligand alone.     

分散液液微萃取-反相液液微萃取-扫集-胶束电动色谱法测定红酒中的3种氯酚类物质

建立了分散液液微萃取（DLLME）-反相液液微萃取（RP-LLME）-扫集-胶束电动色谱富集模型,并用于红酒中五氯酚（PCP）、2,4,6-三氯酚（TCP）和2,4-二氯酚（DCP）3种氯酚的测定。实验考察了两步微萃取的萃取参数对氯酚萃取率的影响和样品分离富集的电泳条件。最佳萃取条件DLLME为：3.5 mL红酒（pH 3.0,120 g/L NaCl）,300 μL正己烷（萃取剂）;RP-LLME为：25 μL 0.16 mol/L NaOH（萃取剂）。最佳电泳条件：25 mmol/L NaH₂PO₄,100 mmol/L十二烷基硫酸钠（SDS）,30%（v/v）乙腈,pH 2.3;分离电压-15 kV;样品基质为80 mmol/L NaH₂PO₄;压力进样20 s×20.67 kPa（3 psi）。PCP和TCP的线性范围为0.5~100 μg/L（r≥0.9910）,DCP的线性范围为1.5~80 μg/L（r=0.9851）。3种分析物的检出限（S/N=3）为0.035~0.114 μg/L,加标回收率为75.2%~104.7%,相对标准偏差≤6.17%。该方法富集倍数高、灵敏度高、重现性好、分析速度快,可为不同样品基质中痕量氯酚污染物及某些弱酸性有机污染物测定提供参考。     

水和生物体液中曲马多镇痛药的中空纤维膜液相微萃取

使用中空纤维膜液相微萃取技术(LPME-HFM)建立了从水和生物样品(尿和血浆)中提取曲马多的方法。在室温(20 ℃)下用聚偏氟乙烯中空纤维膜过滤提取样品。萃取过程中用4 μL甲苯作为萃取溶剂。用度冷丁作为内标,气相色谱法-氢火焰离子化检测器分析测定,最低检测限达0.01 mg/L(自来水、尿)或0.05 mg/L(血浆)。和传统的液液萃取方法相比,该方法集萃取和浓缩一步完成,更简便、快速、绿色环保。