肽—银（Ⅰ）相互作用的NMR研究

用ＮＭＲ谱研究了银（Ⅰ）离子与肽－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ、Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ、Ｇｌｙ－Ｌｅｕ、Ｇｌｙ－Ｔｙｒ、Ｎ－Ａｃｅ－Ｇｌｙ的相互作用。在所研究和配合物中,肽是螯合配体,其配位原子包括羧基的Ｏ原子和氨基的Ｎ原子。结果表明,氨基和羧基和Ａｇ（Ⅰ）离子的相互作用是有利的,将决定肽的取向和构象。     

DL-2-氨基4-磺酸基-丁酸与金属离子相互作用的研究

运用傅里叶变换红外光谱技术,对DL-2-氨基-4-磺酸基丁酸(DLH)与Na+,Cu2+,Zn2+和Ni2+ 形成的配合物进行了研究,并用元素分析的方法确定配合物的组成。红外光谱显示DLH分子中的—COOH,—NH+₃和—SO-₃ 基团均可与金属离子发生直接或间接的相互作用。不同过渡金属离子与氨基、羧基相互作用的强度顺序均为： Cu2+＞Zn2+＞Ni2+,其中羧基与不同离子可能采取了不同的配位方式。     

溶剂化效应对阴离子型天冬氨酸在HA (110)表面吸附行为影响的密度泛函理论研究

本工作用密度泛函理论研究了溶剂化效应对阴离子型天冬氨酸(Aspartic acid, ASP)在羟基磷灰石(110)表面[HA (110)]表面的吸附影响.通过分析相互作用能,态密度,布居电荷,差分电荷密度发现阴离子型天冬氨酸在真空条件下(Vacuum)与HA (110)表面主要形成"monodenate" Ca-O和"bridge bidenate" O-Ca-O相互作用,在隐形溶剂水分子(COSMO Water, CW)中也存在上述两种相互作用;在水环境条件下(Water Environment, WE),主要在天冬氨酸的羧基,水分子和HA表面的PO_4之间形成"water-bridge"氢键;在水层条件下(Water Layer, WL),主要形成"bridge bidenate" O-Ca-O相互作用,"water-bridge"氢键以及天冬氨酸中氨基与水分子形成的氢键.而且,研究发现ASP-HA (110)-Vacuum模型中吸附能最大,其次是ASP-HA (110)-WL模型,然后是ASP-HA (110)-CW模型,吸附能最小的模型是ASP-HA (110)-WE.研究结果表明在隐形溶剂水分子条件下, ASP在HA (110)表面吸附相对于真空条件下有所减小.当ASP中羧基在被水分子包围的水环境条件下,由于水分子阻碍了Ca-O静电相互作用,所以吸附达到最低.在水层条件下, HA (110)表面有一层水分子,但是未完全阻挡ASP中羧基时,羧基仍然可以与HA (110)表面的Ca原子形成Ca-O相互作用,此时吸附相对于水环境大大增大,但对于真空条件仍然有所减小.研究结果有望为氨基酸在不同溶剂中的应用提供有价值的理论指导.     

水溶液中甘氨酰替亮氨酸与Ho(ClO43和Yb(ClO43相互作用的NMR研究

本文用¹³C NMR方法研究了水溶液中三价顺磁性稀土离子Ho³⁺和Yb³⁺与二肽甘氨酰替亮氨酸之间的相互作用。对稀土诱导位移中的接触位移和偶极位移进行了分离。实验表明,与羧基相连的碳核所受的接触作用很大,因此不能把镱诱导的位移直接用于肽的构象分析。在水溶液中,肽通过羧基与稀土离子配位,在弱酸性条件下肽键和氨基均不参与配位。根据结构因子确定了肽在溶液中的构象,结果表明,分子片段C1-C2-C5-C6,C2-N-C3-C4和C2-C5-C6-C8为反式,而C2-C5-C6-C7和C1-C2-N-C3成旁式。     

H+2离子和H原子相互作用研究

应用改进的排列通道量子力学方法(ACQM)对H+2离子与H原子的相互作用进行了研究.研究结果表明,H+2离子与H原子相互作用能够形成稳定的正三角形构型的H+3离子,从而为实验上制备H+3离子找到了一种新的方法.     

聚酰亚胺/功能化石墨烯复合材料力学性能及玻璃化转变温度的分子动力学模拟

应用分子模拟方法,建立了聚酰亚胺(polyimide,PI),石墨烯及羧基、氨基、羟基功能化石墨烯模型,探究了聚酰亚胺和石墨烯,聚酰亚胺和功能化石墨烯共混后复合材料的力学性能和玻璃化转变温度(T_g).研究结果表明,羧基修饰的石墨烯与PI复合后材料力学性能增加显著,其杨氏模量和剪切模量分别为4.946 GPa和1.816 GPa.不同官能团修饰的石墨烯引入PI后材料的T_g均有不同程度下降;未修饰的石墨烯与PI复合后,其T_g(559.30 K)较纯PI的T_g(663.57 K)降幅最大;而羧基修饰的石墨烯与PI复合后T_g(601.61 K)降幅最小.计算比较了PI/石墨烯复合材料体系密度、溶解度参数、相互作用能、弹性系数和氢键平均密度,研究发现羧基修饰石墨烯/PI复合材料的密度为1.396 g·cm~(-3),溶解度参数为23.51 J~(1/2)·cm~(-3/2),其相互作用能与氢键平均密度最大,弹性系数显示羧基修饰石墨烯与PI组成的复合材料内部最均匀.计算结果表明,羧基功能化石墨烯可以大幅度提高PI的力学性能,增强石墨烯与PI之间的相互作用可以减少复合材料T_g的降幅程度.此基体间相互作用的研究方法可以作为预测聚合物基纳米复合材料结构与性能的有效工具,以期为材料的设计与应用提供理论指导.     

单原子操控——2012年诺贝尔物理学奖得主Haroche科学成就简介

2012年诺贝尔物理学奖授予了法国的Serge Haroche和美国的David J.Wineland,以表彰他们在单粒子(单原子或单离子)操控领域的杰出贡献.他们两人分别参与开创了单粒子操控的两类实验系统,并利用这些实验系统研究了许多有意义的物理效应.简单来说,Haroche的实验系统研究飞行原子与光场的相互作用;Wineland的实验系统研究囚禁离子与光场的相互作用.本文简要介绍Haroche小组的工作.     

低速~(84)Kr~(15+,17+)离子轰击GaAs单晶

用345 keV的Kr15+和340 keV的Kr17+离子以45fi角入射n型GaAs单晶(100)面,测量了表面形貌的变化和发射的375—500 nm Ga I和Kr II的特征光谱线.Krq+(q=15,17)离子轰击后表面形貌的变化主要取决于入射离子的电荷态q.离子沉积到靶表面的能量引起Ga原子激发,其辐射光谱为Ga I 403.2 nm和Ga I 417.0 nm.入射离子中性化过程中俘获GaAs导带电子形成高激发态原子,通过级联退激填充3p,4d等空穴,P壳层电子跃迁发射谱线为Kr II 410.0 nm,Kr II 430.4 nm,Kr II 434.0 nm和Kr II 486.0 nm,Kr II486.0 nm为较强谱线.实验结果表明,入射离子与GaAs单晶相互作用发射的可见光产额与入射离子的电荷态密切相关,较高电荷态Kr17+离子入射产生的光辐射产额大约为Kr15+离子的两倍.     

低能高电荷态O~(q+)离子与Al表面作用产生的X射线

报道了 1.5—20 keV/q的高电荷态O~(q+)(q=3—7)离子与Al表面相互作用发射的O原子的特征X射线谱.分析表明,对于O~(q+)(q=3—6)离子入射时发射的X射线,是由于离子进入表面后与Al原子发生紧密碰撞导致的;而O~(7+)离子入射时的X射线,主要来自于"空心原子"的衰变.在动能相等的条件下,存在K壳层空穴的O~(7+)离子的X射线产额相较于O~(q+)(q=3—6)离子高一个数量级,不存在K壳层空穴的O~(6+)离子的X射线产额也要高于O~(3+),O~(5+)离子.总体来说,X射线产额以及电离截面与入射离子的初始电子组态有关,且随离子入射动能的增加而增加.根据半经典两体碰撞模型,本文估算了入射离子与靶原子相互作用时分别产生O和Al的K_α-X射线的动能阈值.对于入射动能低于动能阈值且电子组态为1s~2的O~(6+)离子与样品表面相互作用,可能存在多电子激发使O~(6+)离子产生K壳层空穴.     

基于变压红外光谱研究离子液体[MPIM][I]与石墨烯氧化物之间的相互作用

本研究利用红外光谱研究不同压力下离子液体1-Methy1-3-propylimidazolium iodide([MPIM][I])与石墨烯及其氧化物的相互作用.结果表明,[MPIM][I]对压力的变化具有高敏感度,咪唑环与烷基链在0.4 GPa时产生相变化,可明显观察到吸收峰的裂解,且连续加压会导致咪唑环与烷基链的振动频率蓝移.[MPIM][I]与石墨烯作用时加压至2.5 GPa也未观测到相变化的产生,且咪唑环与烷基链的振动频率蓝移趋势也不明显;[MPIM][I]与石墨烯氧化物作用时咪唑环与烷基链的结果与添加石墨烯时几乎相同.石墨烯氧化物具有羟基、羧基、环氧基等共价键结在其表面,这些羟基会扰动[MPIM][I]中的咪唑环与烷基链,导致在常压下振动频率发生蓝移,进而表明石墨烯表面的官能基团会与离子液体产生相互作用.