纳米铝化合物与生物有机分子界面作用的研究进展

本文概述了环境和生物体系中纳米铝化合物的存在形态,主要介绍了无机纳米形态铝化合物与生物有机分子的表面/界面的作用以及宏观、微观和计算机模拟等研究方法,展望了该领域研究的最新进展。     

氧化石墨烯的表面化学修饰及纳米-生物界面作用机理

由于具备独特的物理化学性质,氧化石墨烯已被广泛地应用于生命科学与人体健康等相关领域.然而,如何最大化地发挥氧化石墨烯的优势与特点,并克服其自身固有性质导致的生物不良效应,依然是当前面临的难题.为更好地了解该领域的研究现状,本文主要综述了近年来氧化石墨烯的表面化学调控和生物作用机理方面的最新研究进展.首先,简要介绍了氧化石墨烯的物理化学特性、典型的表面化学调控策略(氧化还原、羧基化、氨基化、有机小分子修饰、聚合物修饰、多肽/蛋白修饰、核酸修饰和纳米颗粒修饰),以及不同表面修饰引起的生物效应.继而,重点总结了氧化石墨烯表面修饰影响其生物效应的主要界面作用机理,包括蛋白冠形成、细胞膜损伤、膜受体作用与氧化应激损伤.最后,针对氧化石墨烯表面化学调控和生物效应与机理相关研究所面临的科学问题与挑战进行了展望.     

界面组装金属-多卟啉阵列结构及其纳米晶

金属-多卟啉阵列结构在模拟自然界的光合作用过程、太阳能的转换及研制配位聚合物纳米材料方面具有重要的理论意义和应用前景.本文综述了近年来在气液和固液界面上组装金属-多卟啉阵列结构,在液液界面上组装金属-多卟啉纳米晶和金属-卟啉/三嗪复合配位纳米管的方法;介绍了溶液相的金属离子的组成、卟啉环结构和成膜方式对多卟啉阵列结构中卟啉环的吸收和荧光光谱的影响规律,以及金属离子外层电子轨道的特征如何影响液液界面形成的纳米晶的形貌和结构.     

CdS纳米晶与多肽分子相互作用研究

研究了半导体CdS纳米晶的表面功能化及荧光光谱特性, 并利用静电/配位自组装方法实现了多肽和CdS纳米晶的生物无机偶联, 研究了纳米晶多肽偶联体系的荧光光谱以及多肽与CdS纳米晶之间的相互作用. 结果表明: 含巯基多肽对CdS纳米晶表面形成完善包覆, 消除CdS纳米晶表面缺陷, 使CdS纳米晶荧光增强; 含端氨基多肽使CdS纳米晶荧光出现先升后降趋势; 其余不含巯基和氨基的多肽均猝灭CdS纳米晶荧光, 猝灭机制属于形成化合物所引起的静态猝灭, 它们的结合常数约为2×10⁴, 结合位点数约为0.87～1.00.     

纳米生物无机界面的构筑与循环肿瘤细胞分离

纳米生物无机界面的研究是无机化学学科新兴的前沿领域之一。纳米结构的无机材料在仿生界面、细胞界面、生物检测界面等领域扮演着越来越重要的角色。近几年来, 无机纳米结构被尝试用于痕量循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells, CTCs)分离的基础探索研究中, 并展现出非常吸引人的应用前景。痕量CTCs的高效分离对于癌症早期检测、术后监测及生物学研究等具有重要的意义。本文主要综述纳米生物无机界面在CTCs分离中的应用, 详细介绍其发展现状, 并对未来做一展望。     

纳米生物无机界面的构筑与循环肿瘤细胞分离

纳米生物无机界面的研究是无机化学学科新兴的前沿领域之一。纳米结构的无机材料在仿生界面、细胞界面、生物检测界面等领域扮演着越来越重要的角色。近几年来,无机纳米结构被尝试用于痕量循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)分离的基础探索研究中,并展现出非常吸引人的应用前景。痕量CTCs的高效分离对于癌症早期检测、术后监测及生物学研究等具有重要的意义。本文主要综述纳米生物无机界面在CTCs分离中的应用,详细介绍其发展现状,并对未来做一展望。     

无机纳米晶-共轭聚合物异质结光电池研究进展

无机纳米晶_共轭聚合物固体薄膜太阳能电池是一种以半导体纳米晶作为电子受体、共轭聚合物作为电子给体的新型异质结光电池,近年来已成为国内外研究的热点。本文综述了近几年国际上关于这一领域的研究进展,重点讨论了几种最具潜力的无机半导体纳米晶(CdSe、TiO2、ZnO)共轭聚合物(P3HT、MEHPPV、MDMOPPV)复合太阳能电池,探讨了其光电转化机理并研究了纳米粒子的形貌、共混比例、制备方法和表面改性等对聚合物太阳能电池性能的影响。     

Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶

半导体纳米晶是近年来发展起来的一类新型功能材料,因其独特的量子限域效应和光电性质,在太阳电池、发光二极管、光电探测器、生物标记、非线性光学等领域中具有潜在的应用。与目前研究比较多的Ⅱ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅵ族纳米晶相比,Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶,不含镉和铅等重金属元素,具有毒性小、带隙窄、光吸收系数大、Stokes位移大、自吸收小以及发光波长在近红外区等特点,有望成为新一代低成本太阳电池和低毒荧光量子点生物标记材料, 还可用于发光二极管和光电探测等领域。因此,Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶的合成、性质及应用研究成为近期纳米晶研究领域的热点之一。本文将综述Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体纳米晶的研究进展,着重介绍其制备方法、光学性质及其在生物标记、太阳电池等领域的应用。     

无机半导体纳米晶光学性质的设计、调控及其生物医学应用

半导体纳米晶由于其丰富的能带结构和光学性质,在光电器件和生物医学应用等领域展现出了广阔的应用前景,且在过去的几十年中得到了广泛关注.因此,对其光学性质进行理性设计和精确调控具有重要的研究意义.本文简要综述了本研究组近年来在不同能带隙的无机半导体纳米晶的可控制备技术以及利用DNA纳米技术和蛋白质自组装手段构建具有特异光学性质的纳米结构等方面的相关研究工作,最后对这些纳米晶和纳米结构的独特光学性质及其在生物医学领域的应用研究进行了总结.     

α-Fe／Nd2Fel4B复合纳米晶的界面研究

采用正电子寿命谱和双探头Doppler展宽测量在原子尺度上研究了α-Fe，Nd2Fel4B复合纳米晶的界面结构。正电子寿命研究表明，α-Fe/Nd2Fel4B复合纳米晶存在两类界面。一类为非晶界面层，正电子湮没寿命为155ps；另一类为具有原子空位的松懈界面，含有空位尺寸大于-2个铁原子空位的结构自由体积，正电子湮没寿命为246ps。电子-正电子湮没光子的共谐Doppler展宽测量表明这类松懈界面富集非磁性原子Nd和B，这将削弱α-Fe/Nd2Fel4B复合纳米晶晶粒间的磁交换耦合。     

石墨烯材料与模拟生物膜界面相互作用的研究进展

石墨烯材料在生物领域的蓬勃发展使其纳米生物界面研究已成为纳米生物学研究的热点方向。生物膜是石墨烯材料进入生物体系环境中的第一道屏障,深入理解石墨烯材料与磷脂膜间的相互作用,对于石墨烯基生物材料的功能界面优化设计和生物学效应控制具有极为重要的意义。本文对石墨烯材料进行了简要介绍,系统总结了近几年石墨烯材料与模拟生物膜相互作用的研究进展,并对其研究方向进行了展望。     

Statistical thermodynamics approach for estimation of the interaction parameters in the mixed Langmuir films at the water/air interface

The treatment of two-dimensional system of three components of molecules of different molecular sizes, adapted from statistical thermodynamics, is used to derive parameters which could be derive parameters which could be related to the interaction between molecules in the mixed Langmuir films formed at the water/air interface.     

Dendrimer与表面活性剂相互作用的研究进展

聚酰胺-胺(PAMAM)是目前最具应用前景的树枝状大分子(Dendrimer),它与表面活性剂相互作用后能够形成聚集体,这种聚集体能有效地改变体系的微观环境和物理化学性质。本文综述了小分子表面活性剂与Dendrimer相互作用研究方面所取得的进展,重点讨论了阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂与Dendrimer混合体系中溶液的疏水环境、浊度以及形成聚集体中值粒径等物理化学性质的变化,在此基础上,讨论了Dendrimer与小分子表面活性剂相互作用在机理方面所取得的研究进展,为进一步扩大Dendrimer的应用领域提供参考。     

Electrical interaction between two cylinders with an ion-penetrable charged membrane in an oil/water interface

The electrical interaction between two long, parallel cylinders each is covered by an ion-penetrable charged membrane immersed in an oil/water interface is investigated. The effects of contact angle, radius of cylinder, and membrane thickness on the electrical interaction force are examined. The results of numerical simulation reveal that the following conditions lead to a greater electrical interaction force: (i) a larger contact angle, i.e. a larger fraction of a cylinder in the oil phase; (ii) a larger cylinder radius; and (iii) a thinner membrane. For a fixed ionic strength, the electrical interaction force is insensible to the type of electrolytes in the water phase, in general. However, if two cylinders are close enough, then the higher the valence of counterions the greater the electrical interaction force.     

Molecular dynamics study of the water/n-alkane interface

Molecular dynamics simulations on the interface between liquid water and liquid n-alkane (including octane, nonane, decane, undecane and dodecane) have been performed with the purpose to study the interfacial properties: (Ⅰ) density profile; (Ⅱ) molecular orientation; (Ⅲ) interfacial tension and the temperature effect on the interfacial tension. Simulation results show that at the interface the structures of both water and n-alkane are different from those in the bulk. Water has an orientational preference ...     

Exchange interaction at the interface of Fe-NiOnanocomposites

Fe-NiO nanocomposites with Fe to NiO ratio 20:80, 30:70 and 50:50 were prepared by a chemical route. X-ray diffraction and TEM measurements showed the presence of α-Fe and NiO phases in the prepared nanocomposites having an average crystallite size 17 nm. HRTEM image showed a structurally disordered phase at the Fe-NiO interface. Mössbauer spectra of the nanocomposites consist of a doublet along with a sextet corresponding to relaxed and blocked α-Fe phases, respectively. The dc magnetization measurements in field-cooled condition show a shift of hysteresis loop and an enhancement of coercive field at low temperature confirming the presence of exchange bias at Fe-NiO interfaces. The irreversibility observed in the FC and ZFC magnetization measurements also points to exchange bias effect.     

The electrostatical molecular potential — A tool for the prediction of electrostatic molecular interaction properties

Starting from the molecular potential we get, by using elementary electrostatics, information about energetically favoured regions for interaction with ions and dipoles around H₂O and H₂CO. The molecule-dipole interaction is represented by the electric field patterns.     

几种极性有机晶体的生长习性与形成机理 2: 分子堆积、界面结构与晶体的习性

极性有机晶体在不同的溶剂中具有明显不同的生长习性, 主要有两个方面的原因: 一是极性有机晶体属非中心对称性晶类, 晶体具有极轴, 极轴的存在对分子堆积和晶体生长具有重要影响; 另一是极性有机晶体的界面结构不同, 溶剂与晶体界面的相互作用不同, 使得晶体同一面族的生长速率不同, 从而导致了晶体习性的改变。本文从几种典型极性有机晶体的分子排列和结构特征出发, 着重探讨了极性有机晶体的界面结构的差异对晶体习性的影响; 结合晶体生长界面与溶剂分子的相互作用进一步理解了晶体生长的溶剂效应; 通过理解极性有机晶体的习性机制, 探讨了晶体实际形态的控制。     

Configuration interaction: Molecular orbitals for accurate calculations on diatomics

A procedure is developed to construct an optimum set of molecular orbitals (MO's) to be used in large scale configuration interaction expansion for diatomics. The set is optimum in the sense that a significant energy improvement can be obtained for a relatively short wavefunction expansion. Application of this methodology to the ground state of the LiH molecule gave an energy of –8.06345 a.u. for an expansion with 1852 terms obtained from a set with 16-, 12-, and 6-type MO's.